[电热地板的多重保护系统]电热地板

　　摘 要：远红外电热地板是一种以红外辐射为主的地暖，是利用远红外线的高效率、保健性能等优点，应用在家庭取暖上的新型民用产品。文章主要从温度控制、过温保护、防水和生产工艺等方面论证了如何解决电热地板的安全问题，这在电热地板推广使用方面具有一定的意义。
　　关键词： 电热地板；地暖；远红外辐射；碳纤维；安全节能
　　中图分类号：TU832 文献标识码：A 文章编号：2095-1302(2012)08-0031-02
　　Multiple protection system for electric floor heating
　　LU Zi-chen
　　(Shenzhen JOSEN Industrial Co.,Ltd., Shenzhen 518117, China)
　　Abstract: The far-infrared electric floor heating is a novel civil production used for home warming by means of far infrared radiation, which makes full use of high efficiency and good healthcare performance of far infrared. How to solve security problems of electric floor heating is demonstrated in terms of temperature control, over-temperature protection, waterproof and production process, etc, which has practical meaning for the development and utilization of electric floor heating.
　　Keywords: electric floor heating; floor heating; far-infrared radiation; carbon fiber; safe and energy-saving
　　0 引 言
　　地面辐射供暖简称地暖，是将温度不高于60 ℃的发热体置于地板下方，透过地面均匀向上散热的一种取暖方式。地暖主要有水地暖和电地暖两种，图1所示是其分类示意图。
　　1 远红外电热地板
　　近年来，电地暖因其节能、环保、舒适、可控、无噪声、免维修等优点在国内得以快速发展，尤其是远红外电热地板的辐射效率高和辅助理疗作用，更是得到了广泛认可。
　　远红外电热地板是将远红外电热材料嵌入到木地板中的一种地暖地板二合一产品。图2所示是卓先远红外电热地板层析图，该地板的远红外辐射效率的辐射能谱如图3所示。
　　这种嵌入式电热地板会带来两个问题： 一是内部刻槽会改变地板的应力结构，容易引起形变，无法满足翘曲度的国标要求，该问题可以通过非对称式设计和增加养生环节解决；二是由于采用220 V交流供电，对电热地板的安全性能提出了新的挑战。电热地板的研发在国内已经有一定的进展，但关于安全防护的记载较少，只有解决安全防护问题，才能让电热地板得以推广。
　　深圳市卓先实业有限公司通过大量试验，已经很好地解决了电热地板的安全防护问题，下面对此进行重点讨论。
　　2 远红外发热地板的安全防护
　　2.1 温控系统
　　本设计的智能温度控制系统，可在达到设定温度时自动切断驱动电源，本设计的温度上限为30 ℃。同时，程序会自动检测温度传感器是否损坏，一旦发现异常，就会停止工作并报警。电路故障时，过流保护系统也将自动启动。
　　2.2 过温保护
　　如果温控系统失灵，电热地板就会持续工作，温度持续上升，这时远红外电热地板中嵌入的过温保护器件将会自行启动。
　　电热地板的过温保护问题，是整个电地暖行业都会面临的技术问题。这是因为电地暖与水地暖不同，水地暖如果上面覆盖了阻热的物件，热量就不会外传，而是随水流走。但电地暖上面如果上面覆盖了阻热的物件，由于不断地产生热，热量不能散发，温度就会越来越高，有可能导致物件被燃烧。因此，可以在电热地板的中间加上自动传感温控开关，这样，当地板上面覆盖了阻热物件而使得地板温度过高时，温控开关就会自动隔断电路，使地板停止加热，温度下降，从而起到保护作用，以解决这个问题。图4所示是一个简单的过温保护电路。
　　2.3 防水问题
　　电热地板浸水漏电是该产品面临的最大难题。如果地板内部导线接头漏电，电热地板浸水后, 基材内的胶水与水将形成电解质，因而就会导电。 笔者通过大量的试验和长期研究，同时参照发热电缆的原理，使用碳纤维发热体,从而很好地解决了防水问题，而且在所有导线连接处都作了特殊工艺处理，故可做到完全防水。事实上，即使把整个发热体电路直接浸泡在水里，本产品也能够做到完全防水。目前，该产品已经通过48 h浸水试验验证了这个结论。
　　也可以用防水端子来解决地板与地板之间接插头的防水处理,目前的防水端子有套筒型和对插型两种。套筒型防水端子如图5所示。
　　2.4 生产工艺
　　电热地板的生产工艺对安全影响也很大,尤其是冷压过程中对发热体的保护。一旦由于工艺不当而引起绝缘层破损,就必然会导致浸水漏电。
　　3 安全防护研究方向
　　只有彻底解决电热地板的安全防护问题，才能使电热地板广泛使用，远红外线的优点能够在家庭取暖中得到可靠应用。事实上，电热地板在长江流域尤为实用。
　　另外，最彻底的解决远红外电热地板的安全问题，还必须使用安全电压供电。低压供电一直是电热地板研发的一个方向。低压供电的主要难度有二：一是低压电源的变压，体积要小，前级与后级电源要安全隔离而且无声响，这对变压的设计要求很高；二是由于电流较大，对电线的要求也很高。
　　深圳市卓先实业有限公司在36 V安全电压的电热地板研发方面已经取得了一些进展。
　　4 结 论
　　因电热地板具有特殊的结构和使用环境, 远红外发热地板既要从设计中满足了木地板的所有指标要求,又要满足家用电器的技术要求,特别是对防水漏电方面的突破。我们相信，具有安全、环保、智能等特性的红外发热地板必将深受广大民众的青睐。
　　参 考 文 献
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