摘要：針對低溫輻射電熱膜供暖系統在我國建筑供暖的應用方興未艾，介紹了該供暖系統的原理、特點、應用及電熱膜制備的工藝技術，指出低溫輻射電熱膜供暖系統具備節能、不占空間、節水、無煙塵和噪聲污染等優點，將成為主流供暖系統之一。
引言
低溫輻射電熱膜供暖是從西方發達國家引進的以電力為能源，通過紅外線輻射傳熱的供暖新技術，具有節能、不占空間、節水、無煙塵和噪聲污染等優點，符合環保、能源的發展方向，是國際公認的先進供暖方式之一，被譽為“綠色供暖革命”。
1低溫輻射電熱膜供暖系統的原理
低溫輻射電熱膜供暖系統，是將半導體材料和半透明聚酯薄膜制成的紅外輻射供暖材料，鋪設在地板、墻壁或頂棚中，利用建筑物的地面、墻面、屋頂和其他表面對輻射源發射出的紅外線進行反射。它不是單純地加熱空氣，而是使人體和物體首先吸收紅外輻射能量，然后由這些物體散發輻射熱，自然均勻地提高室內溫度，以達到最佳供暖效果。電熱膜供暖系統一般包括電熱膜、溫控器、導線、絕熱層、裝飾層等。
2電熱膜供暖系統的特點
2.1電熱膜供暖的主要優點
(1)使用方便，節約能源
低溫輻射電熱膜供暖系統可通過在每個房間設置的溫控器，在設定的溫度范圍內隨意調整室溫，隨時啟動或關閉，熱效率接近100％，可分戶、分單元或樓層進行計量，由用戶自由控制用電量，運行十分經濟。
(2)不占室內空間
低溫輻射電熱膜供暖系統不占用室內空間，裝飾性好，整個系統使用壽命長、免維修。
(3)綠色環保
低溫輻射電熱膜供暖系統無廢氣、噪音污染，沒有因室內空氣對流引起的浮塵，適合現代社會綠色環保的要求。
(4)舒適度高
遠紅外線的熱輻射有益于身體健康，給人們的感覺像在露天陽光下一樣溫暖舒適，沒有傳統供暖系統所產生的干燥和悶熱的感覺。
(5)低溫運行，安全可靠
通常電熱膜工作時表面最高溫度僅為60℃，因此不會發生燙傷或引起爆炸和火災等事故，整個系統全部采用并聯方式連接，運行穩定，可靠性高。
2.2電熱膜供暖存在的問題
(1)一次投資成本高
如采用美國凱萊瑞克低溫輻射電熱膜采暖系統，一次投資約為90～100元/m2。但隨著國內相關產品技術的不斷成熟，電熱膜的成本和價格一定會大幅度下調。另外，國家節能政策的不斷出臺和新型節能材料、節能建筑的投入使用，都將促使電熱膜采暖系統的投資降低，為電熱膜采暖系統的經濟使用創造條件。
(2)只適用于優良的節能建筑
低溫輻射電熱膜供暖系統在應用中若想達到節能和運行費用低的效果，先決條件是建筑圍護結構有良好的保溫性能，門窗氣密性要好，否則熱負荷將大大提高。
所以，低溫輻射電熱膜供暖系統只適用于優良的節能建筑。
(3)層高要求
低溫輻射電熱膜供暖系統適合層高≤3.5m的節能建筑物采暖，若超過此高度可輔助使用其他配套采暖設備。
(4)電力要求
安裝電熱膜供暖系統時，應綜合考慮安裝容量和當地的電力政策和電價情況，電能不足的小區不宜使用。
3電熱膜供暖系統的應用
電熱膜供暖系統可廣泛應用于普通住宅、高級賓館、高層建筑、獨立別墅、辦公樓、生產廠房以及無人值守的場所。我國南方地區一般采用空調取暖，但空調取暖的耗電量大、空氣干燥、浮塵多、舒適度差。電熱膜供暖通過遠紅外線直接傳熱，有沐浴陽光的舒適感，作為一種優良的供暖系統，不僅適用于北方，更適用于冬季無取暖設施的大部分地區。
4低溫輻射電熱膜工藝技術
4.1低溫輻射電熱膜材料的配方、結構及制備
低溫輻射電熱膜是輻射供暖系統的主體，它是一種復合層壓高分子材料，具有薄層、柔性、耐壓、安全的特點。它由絕緣高分子薄膜和導電彈性體材料(可由含氟彈性體與導電炭黑混合而成)組成，再與金屬載流條連接。其絕緣高分子薄膜最好是聚對苯二甲酸乙二醇酯，還可以選用聚酰亞胺、聚氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯及其它絕緣聚合物材料。氟碳彈性體材料為偏二氟乙烯、含氟單體的彈性共聚物，一般至少含以下一種成分：偏二氟乙烯和六氟丙烯或五氟丙烯的共聚物、偏二氟乙烯和四氟乙烯及六氟乙烯或五氟乙烯的共聚物、偏二氟乙烯和五氟乙烯及全氟甲基全氟乙烯醚的共聚物，首推摩爾比為85：15～50：50的偏二氟乙烯/六氟丙烯共聚物。
導電彈性體薄膜(1)上下分別粘結上層絕緣膜片(2)和下層絕緣膜片(4)，載流條(3、3a)為銅條，分別位于(1)的左右兩側與之相連，用來通電。下層絕緣膜片(4)外表面涂覆一層熱反射材料(5)。左邊(6)為開口結構，右邊(7)則用適當的粘結或焊接方式將薄膜粘在一起。
共聚物為質量比60/40的偏二氟乙烯/六氟丙烯，門尼粘度35(ML－10，100℃)。混合物中添加甲乙酮以獲得良好的流動性，便于印刷涂覆。
制備過程：將兩片寬為38cm、長為229m、厚為0.024mm的聚酯膜(聚對苯二甲酸乙二醇酯)，以9.1m/min的速度分別通過逆轉凹印輥涂布機、壓力空氣干燥機，在其中一面覆上彈性體材料，干燥溫度為110℃，制成厚度0.076mm的薄膜。再將兩條銅電極和薄膜同時送入壓送輥中，壓力為1.03MPa，溫度為175℃，把電極壓入彈性體薄膜中。最后，在熱壓薄膜外表面涂覆一層鋁熱反射膜。
這樣制成的成品薄膜以3.2mm直徑繞卷成360°，沒有發生斷裂現象，導電彈性體與聚酯層粘附良好。在115～118℃，230V時發熱量為140W；54～57℃，115V時發熱量為35W。電阻溫度系數為0.397×10－3/℃。
4.2美國凱萊瑞克(CALORIQUE)電熱膜的材料與生產工藝
美國凱萊瑞克電熱膜銷售量位居世界第一，我國一些工程中用的多為該產品。
它是由發熱體材料(可導電的特制油墨、金屬載流條)和基材(半透明聚酯薄膜)制成。
基底材料為聚酯薄膜，成分是聚對苯二甲酸乙二醇酯。其特性是電器性能優秀，機械強度好，尺寸穩定，熔點在150～260℃之間，100℃以下不會加速老化。在外觀上，制作電熱膜的聚酯膜表面光潔平整，無顆粒、氣泡、裂紋、褶皺、機械損傷及邊緣整齊無破損，從而保證了油墨的高附著度以及高復合性能。
發熱體材料為特殊配方的高性能專用油墨，成分是石墨等。電熱膜特制油墨的印刷好壞，直接影響到電熱膜的品質。油墨印刷時要精確保證每一條油墨的厚度、寬度，精確保證每一片電熱膜上印刷油墨的均勻。
載流條材料為金屬銅(鍍錫)。載流條工藝為銅鍍錫。銅在干燥空氣中比較穩定，在水中亦無反應。由于銅的抗腐蝕性、穩定性和便于機械加工，故它在工業上應用很廣。錫的熔點低，延展性好，有一定的抗腐蝕性。
生產工藝：將特制的油墨均勻地印刷在兩片聚酯薄膜上，并將油墨與金屬載流條連接，再將兩層聚酯薄膜用特殊的熱壓工藝復合在一起。電熱膜在熱壓合成時要保證聚酯薄膜的充分密合，膜片之間無氣泡、雜質及起層現象。凱萊瑞克公司在電熱膜油墨的印刷上采用電腦數控技術，精確控制油墨印刷的寬度與厚度，電熱膜熱壓合成時在無塵的車間中進行，以充分保證產品的卓越品質。
5結語
低溫輻射電熱膜供暖系統在國外僅有十幾年歷史，1999年開始引進到我國的建筑供暖行業。近年來一些企業看好這個市場，紛紛投資進行研究和產品開發，但與進口產品相比還存在較大差距。隨著技術發展、產品成熟以及我國電力資源等外部因素的促進，可以相信低溫輻射電熱膜供暖系統將替代傳統供熱系統的很大份額，而成為主流供熱系統之一。
引言
低溫輻射電熱膜供暖是從西方發達國家引進的以電力為能源，通過紅外線輻射傳熱的供暖新技術，具有節能、不占空間、節水、無煙塵和噪聲污染等優點，符合環保、能源的發展方向，是國際公認的先進供暖方式之一，被譽為“綠色供暖革命”。
1低溫輻射電熱膜供暖系統的原理
低溫輻射電熱膜供暖系統，是將半導體材料和半透明聚酯薄膜制成的紅外輻射供暖材料，鋪設在地板、墻壁或頂棚中，利用建筑物的地面、墻面、屋頂和其他表面對輻射源發射出的紅外線進行反射。它不是單純地加熱空氣，而是使人體和物體首先吸收紅外輻射能量，然后由這些物體散發輻射熱，自然均勻地提高室內溫度，以達到最佳供暖效果。電熱膜供暖系統一般包括電熱膜、溫控器、導線、絕熱層、裝飾層等。
2電熱膜供暖系統的特點
2.1電熱膜供暖的主要優點
(1)使用方便，節約能源
低溫輻射電熱膜供暖系統可通過在每個房間設置的溫控器，在設定的溫度范圍內隨意調整室溫，隨時啟動或關閉，熱效率接近100％，可分戶、分單元或樓層進行計量，由用戶自由控制用電量，運行十分經濟。
(2)不占室內空間
低溫輻射電熱膜供暖系統不占用室內空間，裝飾性好，整個系統使用壽命長、免維修。
(3)綠色環保
低溫輻射電熱膜供暖系統無廢氣、噪音污染，沒有因室內空氣對流引起的浮塵，適合現代社會綠色環保的要求。
(4)舒適度高
遠紅外線的熱輻射有益于身體健康，給人們的感覺像在露天陽光下一樣溫暖舒適，沒有傳統供暖系統所產生的干燥和悶熱的感覺。
(5)低溫運行，安全可靠
通常電熱膜工作時表面最高溫度僅為60℃，因此不會發生燙傷或引起爆炸和火災等事故，整個系統全部采用并聯方式連接，運行穩定，可靠性高。
2.2電熱膜供暖存在的問題
(1)一次投資成本高
如采用美國凱萊瑞克低溫輻射電熱膜采暖系統，一次投資約為90～100元/m2。但隨著國內相關產品技術的不斷成熟，電熱膜的成本和價格一定會大幅度下調。另外，國家節能政策的不斷出臺和新型節能材料、節能建筑的投入使用，都將促使電熱膜采暖系統的投資降低，為電熱膜采暖系統的經濟使用創造條件。
(2)只適用于優良的節能建筑
低溫輻射電熱膜供暖系統在應用中若想達到節能和運行費用低的效果，先決條件是建筑圍護結構有良好的保溫性能，門窗氣密性要好，否則熱負荷將大大提高。
所以，低溫輻射電熱膜供暖系統只適用于優良的節能建筑。
(3)層高要求
低溫輻射電熱膜供暖系統適合層高≤3.5m的節能建筑物采暖，若超過此高度可輔助使用其他配套采暖設備。
(4)電力要求
安裝電熱膜供暖系統時，應綜合考慮安裝容量和當地的電力政策和電價情況，電能不足的小區不宜使用。
3電熱膜供暖系統的應用
電熱膜供暖系統可廣泛應用于普通住宅、高級賓館、高層建筑、獨立別墅、辦公樓、生產廠房以及無人值守的場所。我國南方地區一般采用空調取暖，但空調取暖的耗電量大、空氣干燥、浮塵多、舒適度差。電熱膜供暖通過遠紅外線直接傳熱，有沐浴陽光的舒適感，作為一種優良的供暖系統，不僅適用于北方，更適用于冬季無取暖設施的大部分地區。
4低溫輻射電熱膜工藝技術
4.1低溫輻射電熱膜材料的配方、結構及制備
低溫輻射電熱膜是輻射供暖系統的主體，它是一種復合層壓高分子材料，具有薄層、柔性、耐壓、安全的特點。它由絕緣高分子薄膜和導電彈性體材料(可由含氟彈性體與導電炭黑混合而成)組成，再與金屬載流條連接。其絕緣高分子薄膜最好是聚對苯二甲酸乙二醇酯，還可以選用聚酰亞胺、聚氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯及其它絕緣聚合物材料。氟碳彈性體材料為偏二氟乙烯、含氟單體的彈性共聚物，一般至少含以下一種成分：偏二氟乙烯和六氟丙烯或五氟丙烯的共聚物、偏二氟乙烯和四氟乙烯及六氟乙烯或五氟乙烯的共聚物、偏二氟乙烯和五氟乙烯及全氟甲基全氟乙烯醚的共聚物，首推摩爾比為85：15～50：50的偏二氟乙烯/六氟丙烯共聚物。
導電彈性體薄膜(1)上下分別粘結上層絕緣膜片(2)和下層絕緣膜片(4)，載流條(3、3a)為銅條，分別位于(1)的左右兩側與之相連，用來通電。下層絕緣膜片(4)外表面涂覆一層熱反射材料(5)。左邊(6)為開口結構，右邊(7)則用適當的粘結或焊接方式將薄膜粘在一起。
共聚物為質量比60/40的偏二氟乙烯/六氟丙烯，門尼粘度35(ML－10，100℃)。混合物中添加甲乙酮以獲得良好的流動性，便于印刷涂覆。
制備過程：將兩片寬為38cm、長為229m、厚為0.024mm的聚酯膜(聚對苯二甲酸乙二醇酯)，以9.1m/min的速度分別通過逆轉凹印輥涂布機、壓力空氣干燥機，在其中一面覆上彈性體材料，干燥溫度為110℃，制成厚度0.076mm的薄膜。再將兩條銅電極和薄膜同時送入壓送輥中，壓力為1.03MPa，溫度為175℃，把電極壓入彈性體薄膜中。最后，在熱壓薄膜外表面涂覆一層鋁熱反射膜。
這樣制成的成品薄膜以3.2mm直徑繞卷成360°，沒有發生斷裂現象，導電彈性體與聚酯層粘附良好。在115～118℃，230V時發熱量為140W；54～57℃，115V時發熱量為35W。電阻溫度系數為0.397×10－3/℃。
4.2美國凱萊瑞克(CALORIQUE)電熱膜的材料與生產工藝
美國凱萊瑞克電熱膜銷售量位居世界第一，我國一些工程中用的多為該產品。
它是由發熱體材料(可導電的特制油墨、金屬載流條)和基材(半透明聚酯薄膜)制成。
基底材料為聚酯薄膜，成分是聚對苯二甲酸乙二醇酯。其特性是電器性能優秀，機械強度好，尺寸穩定，熔點在150～260℃之間，100℃以下不會加速老化。在外觀上，制作電熱膜的聚酯膜表面光潔平整，無顆粒、氣泡、裂紋、褶皺、機械損傷及邊緣整齊無破損，從而保證了油墨的高附著度以及高復合性能。
發熱體材料為特殊配方的高性能專用油墨，成分是石墨等。電熱膜特制油墨的印刷好壞，直接影響到電熱膜的品質。油墨印刷時要精確保證每一條油墨的厚度、寬度，精確保證每一片電熱膜上印刷油墨的均勻。
載流條材料為金屬銅(鍍錫)。載流條工藝為銅鍍錫。銅在干燥空氣中比較穩定，在水中亦無反應。由于銅的抗腐蝕性、穩定性和便于機械加工，故它在工業上應用很廣。錫的熔點低，延展性好，有一定的抗腐蝕性。
生產工藝：將特制的油墨均勻地印刷在兩片聚酯薄膜上，并將油墨與金屬載流條連接，再將兩層聚酯薄膜用特殊的熱壓工藝復合在一起。電熱膜在熱壓合成時要保證聚酯薄膜的充分密合，膜片之間無氣泡、雜質及起層現象。凱萊瑞克公司在電熱膜油墨的印刷上采用電腦數控技術，精確控制油墨印刷的寬度與厚度，電熱膜熱壓合成時在無塵的車間中進行，以充分保證產品的卓越品質。
5結語
低溫輻射電熱膜供暖系統在國外僅有十幾年歷史，1999年開始引進到我國的建筑供暖行業。近年來一些企業看好這個市場，紛紛投資進行研究和產品開發，但與進口產品相比還存在較大差距。隨著技術發展、產品成熟以及我國電力資源等外部因素的促進，可以相信低溫輻射電熱膜供暖系統將替代傳統供熱系統的很大份額，而成為主流供熱系統之一。
