碳晶加热技术在家用电取暖器中的应用

摘要：随着家用取暖技术的不断升级，取暖设备形成日益完善，为提高冬季居家舒适度起到了良好的保障作用。由于去年产品在结构原理、制造材质等方面有较大差异，因此产品各有优势与不足。当前，碳晶加热技术已经开始应用与家用取暖设备研发中，该技术具有节能环保、制热性能良好、使用安全等特点，有利于提高取暖效率、节约能源，降低居家取暖成本，是一项节能环保的新型取暖技术。

关键词：家用电取暖器；碳晶加热技术；应用设计

碳晶也就是“碳素微晶”，属于改良型碳素发热材料，经过碳纤维加工处理后形成微晶颗粒，融合远红外发射材料，从而形成新的发热元件。碳晶加热具有红外辐射特点，通过电力激发碳分子团形成“布朗运动”，利用碳分子之间的摩擦碰撞产生热能，并通过远红外技术实现热能传导，从而实现了热能传导效率的大幅提升，转化率能够达到98%以上。而且碳晶加热过程非常快，仅需30秒就能够实现表面温度增加，将热能传递到导温层。同时热度传导性能稳定，能够实现恒定散热，由于其发热形式具有面状特点，所以设备表面同时具备发热和散热功能，从而使取暖效率进一步提高。

一、碳晶制热原理优势分析

从当前家用电取暖器发热原理来看，主要有电热丝、陶瓷、石英管、卤素管、导热油等介质。利用阻丝发热的电暖气结构单一，具有较大的安全隐患，容易引起触电火灾等严重事件，石英管虽然取暖效率较高，但是使用过程中会发出刺眼的红光，产品寿命较短。油汀取暖器无噪音和辐射污染，但是需要较长的预热时间，电能消耗过大。与这些取暖产品相比，碳晶制热优势较为明显。通过晶格震动形成格波，实现热量传导，从而改变了传统取暖设备能耗高、易氧化、安全性差、寿命短等不足。在碳晶技术不断优化完善的背景下，通过现代工艺研發能够实现更高效、安全的取暖设备设计，并且广泛应用与大众日常生活中。

二、碳晶取暖产品的优势分析

（一）节能性

与当前家庭取暖普遍采用的石英管设备相比，碳晶取暖设备发热效率更高，较之石英管高30%-40%左右，而且运行过程中更加高效节能。以碳晶取暖设备为例，在相同平方空间内达到相同取暖能效，碳晶取暖设备较之空调要少用33%的电量，较之水暖设备节约成本高达50%。与水暖设备相比，水暖需要消耗大量燃煤或者电能，配件更换成本过高。与发热电缆相比，电缆线损一般在20%以上，再加上系统能耗以及混凝土吸热作用，实际电能转化不足70%，每月每百平电费超过1500元，为用户造成沉重的经济负担。而采取碳晶远红外发热技术，不但发热效率高，而且成本低，节能性突出。

（二）环保性

冬季室内多处于封闭状态，空气流通缓慢，这就需要在取暖设备的选择中强调其安全性和环保性。与传统取暖设备相比，碳晶加热过程不会产生有害物质，对于室内环境保护起到了良好保障作用，碳晶属于环保材质，能够产生清洁能源。碳晶取暖设备运行后，会在30秒内达到预设温度。室内使用该设备，不会出现噪音、有害气体以及灰尘污染，不会产生有害辐射。而油汀取暖器运行中需要较长的预热过程，如果使用时间过长还会出现漏油现象。与之相比，碳晶取暖器更安全环保，应用安全性更高。

（三）保健性

碳晶取暖设备运行后，会形成对人体有益的远红外辐射，调整室内温度的同时也能够增加用户的舒适度，净化室内空气、杀毒灭菌。碳晶远红外技术所产生的热能会让人体感受到暖而不燥，形成其特有的理疗功效。随着公众生活品质的不断提高，在取暖产品的选择中不但要求安全环保，同时更希望获得舒适、促进健康的作用。从上述碳晶取暖设备特点分析可见，其保健性是其他取暖产品所不具备的，这一点将成为该产品的一大亮点和卖点。同时，碳晶取暖设备还具有防潮、防水特点，使用寿命明显高于普通取暖产品，而且安全性更强。在产品加工方面形态变化更加丰富，可以加工成袋装、板装、桶状等不同形状，设计加工更趋于美观大方。

三、家用碳晶取暖器的设计

（一）设计定位

在家用碳晶取暖设备设计中，需要符合现代市场消费需求，保证制热效果，突出其节能性、安全性，同时进行精致的外观设计，采取可折叠设计方案。在取暖器外观设计上要精致简约，最大限度的采取超薄设计，可以借鉴当前比较流行的北欧简约风格。在设计中突出家用特点，体积小、占地面积小，功能全面，在操作上突出简单易行特点。现代住宅室内空间普遍较小，通过折叠设计有利于节省空间，用户能够更好的进行收纳。同时还可以根据用户需求设计不同的产品外形，如卧式、立式灵活掌握。在制造材料方面以工程塑料作为主体材料，不锈钢作为辅助材料，因为塑料部件外形更美观时尚，能够迎合当前消费者审美偏好，同时也有利于控制生产成本，实现批量化生产。

（二）家用碳晶取暖器的发展应用前景

在倡导低碳化、生态化发展的大环境下，采暖已经成为能源浪费的重灾区。传统采暖方式不但需要投入大量人力物力、消耗大量能源，而且还能产生废渣、废弃、噪音、粉尘等污染物。冬季采暖是关系民生发展的一项重要内容，将碳晶技术应用于家庭取暖中，具有良好的节能环保效果，与国家所倡导的低碳政策相吻合。但是需要客观认识到当前在碳晶采暖领域尚未制定统一的技术监管标准，一些厂家投入市场的碳晶取暖产品质量良莠不齐，不但严重影响消费者利益，而且还会造成用户对碳晶取暖设备的误解。基于此，还需要进一步加大行业标准监管力度，制定更完善的质量管理规范。采用碳晶取暖设备具有较高的市场可行性，其科技价值、环保价值、经济价值具有良好的开发前景。

结语

与传统采暖技术相比，碳晶加热技术更加健康环保，具有广泛的应用空间。但是碳晶技术的应用还有一定局限性，如公众对这一技术缺乏了解，接受程度还有待进一步提升，其次是受资金、技术、人才等条件限制，难以在短时期内实现规模化生产。针对这些问题，业内人士需要积极拓展碳晶加热技术的应用空间，改变公众家庭取暖理念，在技术上不断优化完善，进而形成市场化服务体系。在碳晶取暖设备设计中，要充秉承人性化设计理念，注重健康环保，实现社会效益、经济效益、民生效益的协调发展。

参考文献：

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[2]张伟捷，刘岑，张宾.南方冬季采暖方式初探[J].住宅产业.2015（Z1）

[3]何建，李珏煊，王松，张晓毅.碳晶电采暖系统设计研究与应用[J].电力需求侧管理.2016（05）

作者简介：

韩雪东，出生年月：1987.08.27，性别：男，民族：汉，籍贯：吉林省延边自治州敦化市，当前职务：结构设计员，学历：本科，研究方向：电暖器结构设计.endprint