碳晶加熱技術在家用電取暖器中的應用

摘要：隨著家用取暖技術的不斷升級，取暖設備形成日益完善，為提高冬季居家舒適度起到了良好的保障作用。由于去年產品在結構原理、制造材質等方面有較大差異，因此產品各有優勢與不足。當前，碳晶加熱技術已經開始應用與家用取暖設備研發中，該技術具有節能環保、制熱性能良好、使用安全等特點，有利于提高取暖效率、節約能源，降低居家取暖成本，是一項節能環保的新型取暖技術。

關鍵詞：家用電取暖器；碳晶加熱技術；應用設計

碳晶也就是“碳素微晶”，屬于改良型碳素發熱材料，經過碳纖維加工處理后形成微晶顆粒，融合遠紅外發射材料，從而形成新的發熱元件。碳晶加熱具有紅外輻射特點，通過電力激發碳分子團形成“布朗運動”，利用碳分子之間的摩擦碰撞產生熱能，并通過遠紅外技術實現熱能傳導，從而實現了熱能傳導效率的大幅提升，轉化率能夠達到98%以上。而且碳晶加熱過程非常快，僅需30秒就能夠實現表面溫度增加，將熱能傳遞到導溫層。同時熱度傳導性能穩定，能夠實現恒定散熱，由于其發熱形式具有面狀特點，所以設備表面同時具備發熱和散熱功能，從而使取暖效率進一步提高。

一、碳晶制熱原理優勢分析

從當前家用電取暖器發熱原理來看，主要有電熱絲、陶瓷、石英管、鹵素管、導熱油等介質。利用阻絲發熱的電暖氣結構單一，具有較大的安全隱患，容易引起觸電火災等嚴重事件，石英管雖然取暖效率較高，但是使用過程中會發出刺眼的紅光，產品壽命較短。油汀取暖器無噪音和輻射污染，但是需要較長的預熱時間，電能消耗過大。與這些取暖產品相比，碳晶制熱優勢較為明顯。通過晶格震動形成格波，實現熱量傳導，從而改變了傳統取暖設備能耗高、易氧化、安全性差、壽命短等不足。在碳晶技術不斷優化完善的背景下，通過現代工藝研發能夠實現更高效、安全的取暖設備設計，并且廣泛應用與大眾日常生活中。

二、碳晶取暖產品的優勢分析

（一）節能性

與當前家庭取暖普遍采用的石英管設備相比，碳晶取暖設備發熱效率更高，較之石英管高30%-40%左右，而且運行過程中更加高效節能。以碳晶取暖設備為例，在相同平方空間內達到相同取暖能效，碳晶取暖設備較之空調要少用33%的電量，較之水暖設備節約成本高達50%。與水暖設備相比，水暖需要消耗大量燃煤或者電能，配件更換成本過高。與發熱電纜相比，電纜線損一般在20%以上，再加上系統能耗以及混凝土吸熱作用，實際電能轉化不足70%，每月每百平電費超過1500元，為用戶造成沉重的經濟負擔。而采取碳晶遠紅外發熱技術，不但發熱效率高，而且成本低，節能性突出。

（二）環保性

冬季室內多處于封閉狀態，空氣流通緩慢，這就需要在取暖設備的選擇中強調其安全性和環保性。與傳統取暖設備相比，碳晶加熱過程不會產生有害物質，對于室內環境保護起到了良好保障作用，碳晶屬于環保材質，能夠產生清潔能源。碳晶取暖設備運行后，會在30秒內達到預設溫度。室內使用該設備，不會出現噪音、有害氣體以及灰塵污染，不會產生有害輻射。而油汀取暖器運行中需要較長的預熱過程，如果使用時間過長還會出現漏油現象。與之相比，碳晶取暖器更安全環保，應用安全性更高。

（三）保健性

碳晶取暖設備運行后，會形成對人體有益的遠紅外輻射，調整室內溫度的同時也能夠增加用戶的舒適度，凈化室內空氣、殺毒滅菌。碳晶遠紅外技術所產生的熱能會讓人體感受到暖而不燥，形成其特有的理療功效。隨著公眾生活品質的不斷提高，在取暖產品的選擇中不但要求安全環保，同時更希望獲得舒適、促進健康的作用。從上述碳晶取暖設備特點分析可見，其保健性是其他取暖產品所不具備的，這一點將成為該產品的一大亮點和賣點。同時，碳晶取暖設備還具有防潮、防水特點，使用壽命明顯高于普通取暖產品，而且安全性更強。在產品加工方面形態變化更加豐富，可以加工成袋裝、板裝、桶狀等不同形狀，設計加工更趨于美觀大方。

三、家用碳晶取暖器的設計

（一）設計定位

在家用碳晶取暖設備設計中，需要符合現代市場消費需求，保證制熱效果，突出其節能性、安全性，同時進行精致的外觀設計，采取可折疊設計方案。在取暖器外觀設計上要精致簡約，最大限度的采取超薄設計，可以借鑒當前比較流行的北歐簡約風格。在設計中突出家用特點，體積小、占地面積小，功能全面，在操作上突出簡單易行特點?，F代住宅室內空間普遍較小，通過折疊設計有利于節省空間，用戶能夠更好的進行收納。同時還可以根據用戶需求設計不同的產品外形，如臥式、立式靈活掌握。在制造材料方面以工程塑料作為主體材料，不銹鋼作為輔助材料，因為塑料部件外形更美觀時尚，能夠迎合當前消費者審美偏好，同時也有利于控制生產成本，實現批量化生產。

（二）家用碳晶取暖器的發展應用前景

在倡導低碳化、生態化發展的大環境下，采暖已經成為能源浪費的重災區。傳統采暖方式不但需要投入大量人力物力、消耗大量能源，而且還能產生廢渣、廢棄、噪音、粉塵等污染物。冬季采暖是關系民生發展的一項重要內容，將碳晶技術應用于家庭取暖中，具有良好的節能環保效果，與國家所倡導的低碳政策相吻合。但是需要客觀認識到當前在碳晶采暖領域尚未制定統一的技術監管標準，一些廠家投入市場的碳晶取暖產品質量良莠不齊，不但嚴重影響消費者利益，而且還會造成用戶對碳晶取暖設備的誤解。基于此，還需要進一步加大行業標準監管力度，制定更完善的質量管理規范。采用碳晶取暖設備具有較高的市場可行性，其科技價值、環保價值、經濟價值具有良好的開發前景。

結語

與傳統采暖技術相比，碳晶加熱技術更加健康環保，具有廣泛的應用空間。但是碳晶技術的應用還有一定局限性，如公眾對這一技術缺乏了解，接受程度還有待進一步提升，其次是受資金、技術、人才等條件限制，難以在短時期內實現規?；a。針對這些問題，業內人士需要積極拓展碳晶加熱技術的應用空間，改變公眾家庭取暖理念，在技術上不斷優化完善，進而形成市場化服務體系。在碳晶取暖設備設計中，要充秉承人性化設計理念，注重健康環保，實現社會效益、經濟效益、民生效益的協調發展。

參考文獻：

[1]王璇，韓偉國.碳晶電熱板輻射采暖系統的研究與應用[J].中國新技術新產品.2015（04）

[2]張偉捷，劉岑，張賓.南方冬季采暖方式初探[J].住宅產業.2015（Z1）

[3]何建，李玨煊，王松，張曉毅.碳晶電采暖系統設計研究與應用[J].電力需求側管理.2016（05）

作者簡介：

韓雪東，出生年月：1987.08.27，性別：男，民族：漢，籍貫：吉林省延邊自治州敦化市，當前職務：結構設計員，學歷：本科，研究方向：電暖器結構設計.endprint