专家王安生:浅谈PTC电热膜材料及原理

  发布时间: 2019年08月30日 08:44:05   作者: 广丰能源网

慧聪供热采暖网 作为《低温辐射电热膜》的主要起草人,曾经在我发表的文章里介绍过自限温电热膜的问题。在此,再一次阐述我的观点,愿与文章作者、PTC电热膜生产厂家研讨,更愿接受批评。

所谓PTC功能,是指电加热体当通电后随着温度的升高,电阻值逐渐或突然变大(即:正温度系数),电功率下降,电加热体表面温度下降,达到自我限制发热体温度过高的功能。

目前世界上能够实现PTC功能的材料分为无机和有机两大类。无机材料必须烧结后才具备PTC功能,这在电热膜这类产品上目前是无法应用的,所以PTC发热电缆和所谓的PTC电热膜都是采用的有机材料。其中主要以聚乙烯、聚丙烯及其改性材料为主。它的原理是聚乙烯类分子受热后分子发生膨胀,时导电分子产生阻隔、电阻值加大,导电率下降,温度自然降低。这类材料的问题在于一是电热材料的启动电流大,二是使用寿命短。比如,由本网站介绍的该厂家主编的国家标准《自限温伴热带》(GB/T19835-2005)(即:自限温发热电缆)"表4自限温伴热带启动电流"中规定,220V、15W/m(0.0682A/m)的低温型伴热带在摄氏零度和10度的启动电流分别为0.6(A/m)和0.5(A/m),分别为标称启动电流的8.8倍和7.3倍。中温型和高温型自限温伴热带在零度时的启动电流规定值约为标称电流的8~10倍。关于寿命主要是聚乙烯类产品膨胀收缩次数是有限的,当收缩膨胀次数达到一定值后,要么膨胀后的聚乙烯类分子不再能恢复,或受热后的聚乙烯分子不再膨胀,丧失了PTC功能。所以自限温发热电缆(即:自限温伴热带缆)很少用于供暖领域,主要用在工业管道和太阳能热水器的伴热,一般使用寿命在3~5年。PTC电热膜与自限温伴热带所用的自限温材料是同样的,上述启动电流和使用寿命问题同样存在(当然也可以通过启动电流抑制设备解决启动电流问题)。也正因为如此,在编制《低温辐射电热膜》(JG/T286-2010)时,也曾经做过认真研讨,最后专家组还是一致认为技术不成熟,不应把其列入标准中。

至于低电压供暖的问题。“金属基、无机非金属基、高分子基”三类电热膜均可以做到低电压供暖,即调整电阻即可实现,没有什么特殊技术壁垒。但是由于供暖需要的热量是由电热膜电功率决定的(电热转换效率均相差无几),电功率=电压×电流,当电压低的时候,电流势必要大,如此带来的一系列问题将会出现,如:要设置变压器、电线线径要加粗很多等等。所以,几乎所有的电热膜厂家均按市政供电电压供暖。

当然,克服以上两点缺陷后的自限温电热膜是电热膜技术的一大突破,本人也一直在关注。但是,这主要取决于自限温材料的技术进步,属于新材料领域的研究课题,不是我们电热膜厂家能够独自做到的,我们只是使用者。

以上解释,供参考。愿意接受批评,更愿意一起研讨。

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