動態保溫技術

一種專門為間歇式取暖條件下的住宅開發的保溫技術,能有效提高間歇式取暖條件下冬季室內的舒適性,使之達到可以與北方集中連續供暖條件下室內的舒適性相媲美的程度。

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套用

傳統保溫技術,傳熱學理論上屬於穩態傳熱的範疇。對於房子來說,在穩態傳熱條件下,決定保溫效果的是牆體的熱阻,熱阻大則保溫好,反之保溫差。
對於我國北方實行集中連續供暖的房子來說,傳統的保溫技術是適用的。取暖裝置開啟後,經過足夠長的時間(例如1-2天,甚至更長),溫度就能穩定下來,牆體內部溫度分布呈線性分布。

局限性

對於我國夏熱冬冷區域——主要是淮河以南的長江中下游地區,由於不實行集中連續供暖,冬季取暖大多是各家各戶自行解決。
受生活習性、能源價格等多方面的影響,夏熱冬冷地區最常用的取暖方式是間歇式取暖,即有人在家時開啟取暖裝置,沒人在家就關閉。取暖設備也是五花八門,早年有烤火爐、炭火爐,現在有了冷暖空調、電熱取暖器,甚至家用鍋爐配合暖氣片或地熱等。
在這種間歇式取暖條件下,開啟取暖設備後,房間裡空氣溫度通常很快能達到人體感覺舒適的20℃以上,但由於室內熱輻射環境溫度上升太慢,我們並不感覺溫暖。
構成我們室內熱輻射環境的有牆體、地板、天花板、門窗等,其熱容量極其巨大,如同一塊吸水的大海綿,貪婪地把我們取暖用的能量都吸收掉了,嚴重阻礙了環境溫度上升。
為什麼北方沒有這個問題?其實剛開始供暖的時候,北方的房子溫升也很慢,有的房子甚至需要幾天時間才能真正暖和起來。但與南方的情況不同,北方是連續供暖,溫度一旦上來了,就能一直維持著,不會降下。因此牆體熱容量的影響每年只發生一次。也就是說,南北方都有這樣的問題,只不過北方一年只遇到一次,而南方是每天都要遇到,甚至一天遇到不止一次。

技術

動態保溫技術的基本原理,就是在牆體內表面敷設一種特殊材料,它能有效抑制牆體吸熱,本身又很容易被加熱到需要的溫度,這樣就能在保溫的同時,還能快速升高室內溫度。
動態保溫技術,傳熱學理論上屬於非穩態傳熱的範疇。這是因為在間歇式取暖條件下,動態保溫技術雖然可以使室內熱輻射環境溫度迅速升高,但是牆體內部的溫度其實很低,溫度分布是強非線性的,並且一直處於緩慢變化的過程中,屬於典型的非穩態傳熱。
研究分析這種非穩態傳熱現象,需要採用非穩態傳熱的理論和方法,難度比較大。近些年來,隨著計算傳熱學理論、計算機理論和技術的飛速發展,這樣的分析才有了可能。
在非穩態傳熱條件下,決定保溫效果的不是單純的熱阻,而是熱阻和熱容共同作用。傳統的高熱阻材料並不一定是好的動態保溫材料。
南京工業大學、東南大學的專家們首先提出了動態保溫的概念,進行了大量理論和實驗研究,已經形成了比較完整的理論體系。

動套用

動態保溫技術的套用,就是在牆體的內表面敷設一層特殊的材料,它能有效抑制牆體吸熱,本身又很容易被加熱到需要的溫度。結果是:表面溫度迅速升高,能量消耗大大降低。
套用動態保溫技術後的房間,取暖裝置啟動後,不僅是室內氣溫迅速上升,同時環境溫度也同步快速上升,達到動態取暖的效果。同等取暖條件下,安裝了動態保溫系統的房間,環境溫度上升的速度提高了三十倍。原來4-6小時達到的效果現在十分鐘就能達到,讓我們在間歇式取暖條件下,也能感受到以前可望不可即的北方集中供暖房間的溫暖。

系統

冬季取暖要達到令人滿意的舒適性,僅僅將室內氣溫提高到人們感覺舒適的20℃是不夠的,室內熱輻射環境溫度也必須升高到20℃左右。
以動態保溫技術為原理的實用型產品——動態保溫系統已經面世。該系統將牆體、天花板、門窗等構成我們室內熱輻射環境的要素進行改造,改變了房間內表面的熱物理特性,使其表面溫度能隨著室內氣溫的變化而迅速變化,從而實現快速改變室內熱輻射環境溫度,滿足快速取暖或製冷的需要。
動態保溫系統不僅能抑制牆體吸收熱量,還因其特殊的表面熱回響特性,本身吸收很少的熱量就能快速提高表面溫度,把吸收的熱量“吐”出來——以低溫輻射的形式反射回室內,迅速提高室內的環境溫度,使其達到可以與集中連續供暖相媲美的效果,實現動態取暖。
不僅如此,就是在夏天,動態保溫系統同樣能抑制牆體吸收冷量,迅速降低室內的環境溫度。

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