《表1 不同电热层位置的电热实木复合地板表面温度》

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《内置电热层实木复合地板表面温度变化规律及模拟》

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℃

低温辐射采暖地板供热是热量由下往上传递的热辐射供暖方式，而电热实木复合地板的优点在于即开即热，要求通电后板面温度快速升温到预设温度，但是木材属于多孔性材料，导热性能低[18]，且电热层封装于地板内部，电热层与板面间的距离将影响热量传递速度，直观表现在板面的升温速率。图3分别为4个功率密度下电热实木复合地板的时间-温度变化曲线，不难发现开始通电荷载后，地板表面温度均随时间的增加而增加，最终趋于稳定。在实验环境温度为18.84℃条件下，切断电源以后，由于板面热量扩散使温度开始快速下降。功率密度为200 W/m2时，发热稳定后的JG-1表面温度为34.54℃，随着电热层位置的下降，表面最终温度不断下降，当电热层下移至最下层时（JG-7）表面温度只有29.46℃，下降了5.08℃。当功率密度增加至300、400和500 W/m2时，发热稳定后的JG-1表面温度分别为42.44、49.24和54.52℃（见表1），而JG-7表面温度分别下降至34.83、39.45和42.99℃。可知4种功率密度下，JG-1与JG-7相比，其表面最终温度增幅为17.2%、21.8%、24.8%和26.8%，说明在相同功率密度和通电载荷时间条件下，电热层离地板表层越远，表面温度越低，主要源于随着电热层上方木材厚度的增加，其可储存的热量也不断增加，然而木材的比热容有限，可储存的热量有限，因此随着输入功率密度的升高，电热层上方可储存的热量达到上限，JG-1比JG-7的温度提升百分比越来越高。根据能量守恒定律，电热层产生的热量等于碳纤维纸本身的储热量和传递至环境中的热量之和，电热实木复合地板的板面温度变化与时间基本上是正相关关系，温度变化与通电时间、通电功率、电热实木复合地板的比热容及质量、有效发热面积均有关系，因此在其他因素不变时，功率密度增加后，板面温度也会增加[19]。同时随功率密度的增加，表面温度不均匀度也随着增加，原因是功率密度增加后，相同发热时间条件下，板面温度越高，导致板面温度差值增大，因此在使用高功率密度时需要控制温度不均匀度，根据《低温辐射电热膜》的标准要求，温度不均匀度应小于等于7℃。本实验条件下，电热层位置靠近地板表面时温度更高，功率密度不应高于300 W/m2，即发热稳定后，地板表面温度控制在40℃以内更符合人体接触舒适性。