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蓄热式电采暖散热器中有机挥发物研究——上

作者:凯发app 日期:2020-02-01 01:19

  蓄热式电采暖散热器(以下简称蓄热电暖器)是一种将电能转化为热能通过蓄热介质进行储存,在需要时将所储存的热量对建筑物供热,通过温度控制器实现供热控制的采暖散热设备[1]。蓄热电暖器的结构主要包括:外壳、保温棉、加热元件、温控器等。其工作原理是,以电加热管为热源加热蓄热砖,蓄热砖将热能储存,通过对流及辐射的方式将热量释放,实现室内供暖。蓄热电暖器可以利用夜间低谷电价时段的7-8小时进行通电加热,将此时段较为廉价的电能转换为热能;在一天中另外16-17小时的用电高峰时段停止加热,将储存在蓄热砖内的热能持续释放。这种“削峰填谷”的用电方式,大大提高了国家电力的运行效率,平衡了电力负荷;对消费者来说可以节省冬季的取暖费用。

  我国北方冬季取暖使用能源以燃煤为主,燃煤取暖面积约占总取暖面积的83%,而大量的煤炭燃烧造成了严重的空气污染。随着“蓝天保卫战”的打响,相关部门出台了一系列环境保护措施,力争减少空气污染物的排放。2017年,国家发改委等十部联合发布《北方地区冬季清洁取暖计划(2017-2021)》,指出到2021年前,“2+26”城市的城区全部实现清洁取暖,县城和城乡结合部清洁取暖率达到80%以上,农村地区清洁取暖率达到60%以上[2]。各地区根据计划要求,均推出了财政补贴政策推进“煤改电”工作。蓄热电暖器因其安装操作简便、节能、经济的特性,成为了各地区推广清洁能源设备的重要选择,尤其是在热力管网难以覆盖的广大农村地区具有巨大的应用前景。

  蓄热电暖器中普遍使用的蓄热砖以镁矿石或铁矿石为原料,经过粉碎、混合,加入化学结合剂,在高压下成型、高温干燥后制得。蓄热砖中含有的化学结合剂及蓄热电暖器外壳上的漆膜在加热条件下可能会向外释放甲醛、苯系物等有害气体,造成环境污染,危害使用者的健康安全。甲醛对人的皮肤、眼睛及呼吸道有刺激性,吸入低浓度甲醛会出现咳嗽、失眠、头痛、头晕等症状,吸入高浓度甲醛,则会导致肝、肺、免疫功能异常,已被世界卫生组织(WHO)列为I类致癌物。人体如果长期吸入苯、甲苯、二甲苯等苯系物,会出现头痛、记忆力减退等神经衰弱症,此外生殖功能也会受到影响,导致胎儿先天畸形[3]。蓄热电暖器现有的国家或行业标准,仅针对电器安全及蓄热性能等方面进行要求和限制,缺少对此类产品产生污染物的测试方法及释放限值。因此,本文对蓄热电暖器中有机挥发物的释放情况进行测试研究,旨在希望将此类产品的污染物释放限值纳入相关标准的制定中。

  试验选取GB/T 18883-2002《室内空气质量标准》规定的有机污染物:甲醛、苯、甲苯、二甲苯、TVOC(按照GB 50325-2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范》附录G的规定,以苯、甲苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯、乙苯、乙酸丁酯、正十一烷9种物质的总和计算)作为测试对象,甲醛的测试方法依据该标准上规定的酚试剂分光光度法进行[4];苯系物及TVOC的测试方法依据该标准附录C热解吸/毛细管气相色谱法进行。

  10m³不锈钢试验舱:长×宽×高=2m×2m×2.5m,换气次数≤0.03h-1。

  市场上较为常见的蓄热电暖器有三种规格,见表1。在同品牌不同规格蓄热电暖器具有相同结构且所用材质均相同的前提下,功率和外形最大的蓄热电暖器应具有最大挥发量。因此选取不同品牌3200W的蓄热电暖器进行有机挥发物释放的研究。

  3200W蓄热电暖器的适用面积一般在25-32m2之间,产品的使用时长为24h。

  将试验舱密闭2h,此过程中舱顶的搅拌风扇一直处于开启的状态。在试验舱采样口处分别将U型多孔玻板吸收管和Tenax-TA管与大气采样器连接,采集舱内气体,按照相关标准中规定的污染物测试方法对气体进行测试分析。

  试验舱内本底浓度应符合:甲醛≤0.1mg/m3,甲苯≤0.2mg/m3,TVOC≤0.6mg/m3。如果试验舱内本底浓度高于以上要求,应开启舱内净化循环装置,直到舱内浓度达到试验要求再开始蓄热电暖器的测试。

  将待测样机置于10m³试验舱中央的地面上,开启搅拌风扇,接通样机电源,使样机处于正常工作状态。关闭试验舱门,待样机运行一段时间后,对试验舱内各种气体进行采集、测试。

  [3]陈伟冰.探讨室内环境污染的危害与治理.广东科技,2007(173):356~358

  [4] GB/T 18204.2-2014 公共场所卫生检验方法 第2部分:化学污染物返回搜狐,查看更多

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