科普|为什么说石墨烯电热膜节能？原因在这

科普|为什么说石墨烯电热膜节能？原因在这

电热膜是一种通电后能发热的半透明聚脂薄膜，是由可导电的特制油墨和金属载流条或红外辐射涂料经印刷、热压于两层绝缘聚脂薄膜（PET）之间制成。它以电力为能源，以电热膜为发热体。

二维暖烯石墨烯电热膜制备工艺：

• 基材为石墨烯复合材料＋pet＋铜+银浆＋铜导线

• 石墨烯浆料＋正面涂布工艺，属于目前最先进的导电膜制备技术

• 工艺不仅适用于石墨烯地暖膜的生产，原膜还可用于制备发热墙板、地板、发热暖画等产品

• 水溶材料结合涂布工艺，均匀性好，电脑数控，厚薄精准，功率稳定

当接通电源后，石墨烯电热膜主要以远红外辐射的形式散发热量。和传统的散热器采暖方式相比，石墨烯电热膜供暖系统不仅采暖效果好、节能，还增加了用户的使用面积，减少维修量，解决了传统供暖方式所带来的污染严重、计量难、收费难等问题。现从以下几个方面介绍其节能机理。

电热膜的散热方式

理论上讲，热量传递有三种基本方式: 热传导、热对流和热辐射。从技术上讲，这三种方式一般情况下是不能截然分开的，热量传递是一种综合过程，某种供热方式为主就称其为该传热方式供暖。

根据国家标准 GB8623- 88 的规定，红外辐射转换效率＞50% ，即红外辐射传递的能量过半，且传导和对流方式传递能量之和＜ 50% 的产品才能称为远红外辐射产品。普通电热膜的电热辐射转化效率一般＜70%。

▲ 经专业机构检测，二维暖烯石墨烯电热膜电热辐射转化率高达87%

以热辐射为主的电热膜供暖中，电热膜所散发的热量表达式为:

（式中：Q为电热膜的热量、E为电热膜的发射率、Rb为黑体辐射常数、T1为电热地膜工作温度、T2为周边环境温度。）

辐射采暖中热量与发射体温度的四次方呈比例，而在对流采暖中这个比例较低，即发热体的温度对辐射采暖的影响较大，再者红外辐射电热膜的发射率E很高, 一般在0.9左右，说明辐射采暖中能量的转化率较高。

远红外电热膜辐射能量的传播过程

辐射采暖消耗于空气的能量少、能量利用率高、采暖效果好。这与对流能的传播存在本质区别:

• 对流采暖依赖于中间介质（空气）, 靠近热的散热器表面的空气分子吸收热量，温度升高，运动增强，在浮升力的作用下向空间的上部流动，从而驱使冷空气流向散热器。冷热空气如此往复流动，使房间活动区内空气温度最终达到要求。冷热空气流动的特点决定房间上部的空气温度始终比人所在的活动区温度高，增加了能量的浪费，导致对流采暖中能量利用率相对较低，采暖效果差。

  
  

  

• 辐射能的传播可以不依赖于空气介质，而和人体直接发生作用。而且空气的主要成分O2 、N2 几乎不吸收红外波段能量，空气只有在与热源和被加热体(人体) 直接接触时，才能接收一些能量。比如冬季我们站在室外，一旦太阳晒在身上，尽管室外温度并未发生大幅度改变，身体仍然会感觉到暖洋洋的。

人体的得热机理

不同的采暖方式，人体及周围物体获得能量的方式也不同。

电热膜工作时所产生的红外辐射是电磁波的一部分，辐射能量投射到人体时，大部分被人体表面吸收，只有少部分辐射透射入人体内部再被吸收。人体吸收比例越大，即吸收率越大，能量的利用率就越高。

（人体的正常体温在37℃左右，产生的电磁波波长峰值在9.5μm左右，石墨烯电热膜在接通电源后，就会产生波长8-15μm的远红外生命光波，与人体细胞产生共振，促进新陈代谢。）

对流采暖中，他们主要以对流方式从被加热的空气中获得能量，因此室内的空气温度总是比周围物体温度高。而辐射采暖中，主要以辐射方式从辐射源直接获得能量，室内的空气温度总是比周围物体温度低，这也是辐射采暖节能的原因所在。实验已经证明: 辐射热条件下的室温 16℃，相当于 18~ 20 ℃的对流环境。