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水泥基碳纤维地暖电热技术的试验研究

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第1章 绪论

1.1 课题背景及研究意义

1.2国内外室内取暖应用现状及研究分析

1.3碳材料相关电热技术的研究应用

1.4 室内取暖现状分析

1.5 本课题研究内容及方法

1.6 本课题研究创新性分析

第2章 碳纤维电热技术的导热升温试验

2.1 引言

2.2 试验方案

2.3 试验条件

2.4 试验条件

2.5 试验结果

2.6 本章小结

第3章 模拟温控试验

3.1 引言

3.2 试验方案

3.3 试验条件

3.4 试验流程

3.5 试验结果

3.6 本章小结

第4章 保温隔热装配式样板房碳纤维带电热系统试验

4.1 引言

4.2 试验方案

4.3 试验条件

4.4 电路布置

4.5 温控应用试验

4.6 试验结果分析

4.7 本章小结

第5章 碳纤维带电热系统经济适用性分析

5.1 引言

5.2 基本数据

5.3 造价费用比较

5.4 运行费用比较

5.5 总费用比较

5.6 本章小结

结论

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文

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摘要

随着生活水平的不断提高,人们对室内居住环境的要求也在朝着越高的水平发展,由原来解决基本的生活问题,发展为寻求生活环境的舒适性和安逸性。特别是当人们越来越多的生活和工作时间是在室内度过时,人们对于室内环境就有了更高更新的要求。室内取暖是人们在冬天抵御寒冷的主要方式,而国家越来越重视能源问题和新型能源,传统的集中供热取暖面临着新型的挑战,同时新型采暖方式也迎来发展良机。
  本文提出了一种基于碳纤维带的新型室内地暖电热系统,并详细介绍了电热板的设计思路、试验模型和建造过程,得到了试验结果。试验分为导热升温、模拟温控和装配式样板房碳纤维带电热系统试验三个阶段。
  在导热升温试验中,通过将碳纤维带预埋在水泥砂浆中构成电热板,检测不同位置温度随时间的变化趋势和系统能耗,以获得电热系统的性能。结果表明:电热系统升温迅速,平均升温速率能达到1.83℃/min。竖直方向的温度变化梯度远大于水平方向温度变化梯度,碳纤维带电阻稳定性较好,地暖反射膜和保温板的隔热效果良好。
  在模拟温控试验中,该电热系统在温控仪调节下,减少能耗成效显著。由于温控仪的控制调节,系统在不同初始温度下,经过一段预加热时间后,都会自动进入升降温循环阶段,初始温度对升温速率和各阶段时长的影响程度也是一致的。
  对碳纤维带电热板进行了全尺寸研究,考察了碳纤维带电热系统在整体房间中,长时间升降温循环阶段的工作性能。对碳纤维带布置上进行的优化起到了较为良好的结果,碳纤维带电热系统各层横向温度差异性较小,室外温度相对于初始温度,是更能影响升降温控阶段工作时间及能耗方面的因素。
  对碳纤维带电热系统与市面上常见的三种采暖形式进行经济性适用性比较,发现结合今后国家大力提倡发展的住宅产业化装配式绿色建筑,碳纤维带电热系统拥有广阔的应用范围和市场前景。

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