电热混凝土建筑采暖的功率分析

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发布时间：2021-09-10

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电热混凝土建筑采暖的功率分析
邓斐，王瑞燕
(重庆交通大学土木建筑学院，重庆400074)
摘要：介绍了电热混凝土建筑采暖的基本原理，在考虑能量守恒定律、电热效性、室内外传热过程的基础上，分析计算了室内
建筑采暖的最低功率需求以及不同升温时间与电热混凝土发热功率的关系，并提出了提高室内升温速率的建议。结果表明：电热混
凝土的发热功率能满足室内采暖最低功率的需求，电热混凝土的比热容和密度是影响室内升温速率的2个重要因素，降低其比热
容和密度能有效缩短室内升温时间。
关键词：电热混凝土；室内采暖；发热功率
中图分类号：TU832 文献标识码：A 文章编号：1001—702X(2015)10—0061—04
Power analysis of electric heating concrete applied in construction heating system
DENC Fei，WANG Ruiyan
(School of Civil Engineering，Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074，China)
Abstract：The basic principle of collecting heat by using electric heating concrete in construction heating system was intro—-
duced．By considering the energy conservation law，the Joule effect and the process of heat transfer，we calculated the lowest power
needed in heating system，and analyzed the relationship between different heating up time and heating power,and put forward the
suggestion to impmve the indoor temperature heating rate．It turned out that the heating power of electric heating concrete satisfled
the lowest power．The specific heat capacity and density of electric heating concrete affected the heating rate severely，and the
heating up time would be shorten if they were reduced．
Key words：electric heating concrete，construction heating system，heating power
普通混凝土电阻率较高，在6450 1 1 000 n·m ，属不良
导体。在混凝土中掺入导电材料，能大幅降低其电阻率。试验
表明，混凝土在掺入碳纤维后，其电阻率可降低至1．20 n·m【引；
在掺入钢纤维后，电阻率可降低至74 319 Q·m ；钢纤维与
钢渣复掺能使导电混凝土的电阻率下降到0．78 n·m圈。随着
混凝土电阻率的下降，其应用范围将得到更大的扩展。其中，
电热混凝土作为一种地面加热材料的方式也被提出嘲。
电热混凝土作为一种导体，在通电后通过焦耳效应产生
热量，其温度将升高，并伴随着能量的释放。将电热混凝土铺
设于建筑楼板表面，并配以相应的控制系统，能对室内的温度
进行控制，从而实现建筑采暖。目前对于这方面的应用研究还
处于实验层次，其功率分析的相关研究尚少见报道。为了分析
基金项目：重庆交通大学研究生教育创新基金项目(20140121)
收稿曰期：2015—04—10
作者简介：邓斐，男，1991年生，重庆人，硕士研究生，研究方向：高性
能混凝土及建筑节能材料。地址：重庆市南岸区学府大道66号重庆
交通大学知园小区，E-mail：348778825@qq．COB。
电热混凝土应用于建筑室内采暖所必需的功率要求，在考虑
焦耳效应及室内外传热过程的基础上，计算了室内采暖所需
最低功率和以升温时间为控制目标的升温功率，给出了实际
工程中设定电热混凝土发热功率的方法，并提出了提高室内
升温速率的建议。
1 计算模型．
电热混凝土作为建筑内部地面加热材料的基本构造，位
于绝热层与地面铺层之间，见图1。地面铺层选择绝缘并且传
热较好的材料，绝热底层选择绝缘隔热性能较好的材料。工作
时，分区域分单元地对电热混凝土层通电，以达到室内采暖的
目的。以重庆地区住宅的热环境作为研究对象进行数值模拟