電熱炊具的節(jié)能新途徑遠(yuǎn)紅外涂層

　　能源緊缺引發(fā)了家電業(yè)內(nèi)的節(jié)能風(fēng)，節(jié)能空調(diào)、節(jié)能冰箱、節(jié)水洗衣機、節(jié)能飯煲等等低能耗節(jié)能家電產(chǎn)品是層出不窮，“節(jié)能”也已經(jīng)演變?yōu)榧译娦袠I(yè)最關(guān)注的重要內(nèi)容。在廚房電器中，電熱炊具，特別是電炒鍋和電飯煲等使用頻繁，作為能源耗費比重較大的家電產(chǎn)品，各大廠家都不斷將各種新技術(shù)、新材料運用到產(chǎn)品中去，以提高節(jié)能效果。目前在電炊具行業(yè)內(nèi)，遠(yuǎn)紅外涂層就是被眾多廠家運用的一種新型的提高節(jié)能效率的手段，而遠(yuǎn)紅外涂料技術(shù)方面也是發(fā)展非?？斓摹?/p>

　　遠(yuǎn)紅外加熱技術(shù)并非是一個非常新或者非常“玄”的概念，它興起于70年代初，主要是在將一種能量（如電能）轉(zhuǎn)化成熱能的過程中，提高輻射加熱的轉(zhuǎn)化率，特別是轉(zhuǎn)化成遠(yuǎn)紅外輻射的效率，從而提高加熱效果。

　　要了解遠(yuǎn)紅外加熱技術(shù)的基本原理，我們需要了解傳熱學(xué)的基本原理：

　　熱能的傳遞有三種形式：傳導(dǎo)、對流、輻射。

　　傳導(dǎo)實際上就是實體（包括空氣）接觸傳熱，熱量從溫度高的一方傳遞到溫度低的一方。傳導(dǎo)是電炒鍋、電飯煲底部的發(fā)熱盤與鍋體/煲膽的基本傳熱方式。為了通過傳導(dǎo)方式加熱物質(zhì)，必須提高功率，升高熱源的表面溫度，以形成足夠的溫差。

　　對流是流體(如空氣)中的熱運動。熱傳導(dǎo)通過空氣分子的移動進(jìn)行。在電炊具中，對流對于加熱的貢獻(xiàn)是非常微小的。

　　輻射主要是通過紅外線及遠(yuǎn)紅外線（不可見光）輻射將熱量傳遞到被加熱物體上。熱能在高溫下主要以輻射的形式傳遞。遠(yuǎn)紅外線的加熱效果特別好，可以提高被加熱表面的吸收率，增大輻射能傳遞比例。同時，各種有機物或高分子材料，對紅外線都有著強烈的吸收帶，吸收一定波長的紅外線后就會發(fā)熱。因此，加強輻射特別是遠(yuǎn)紅外輻射的效果，可以有效提高從電能到熱能的轉(zhuǎn)化效率，增強加熱效果，從而實現(xiàn)節(jié)能的目的。

　　在被加熱時，不同物質(zhì)產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外輻射效果是不同的。產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外輻射比較明顯的物質(zhì)有氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硅化物、非金屬、結(jié)晶等。電熱炊具的發(fā)熱部位大多數(shù)使用鑄鐵或鑄鋁，單純的金屬物質(zhì)產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外的效果很差，因此不能提高從電能到輻射能的轉(zhuǎn)化率的問題。這樣，可以通過在電熱炊具的發(fā)熱部位增加具有遠(yuǎn)紅外效果的涂層，來達(dá)到加強遠(yuǎn)紅外輻射的目的。

　　遠(yuǎn)紅外輻射涂層在傳熱過程中，將吸收的輻射熱能轉(zhuǎn)換成遠(yuǎn)紅外熱能傳遞，其自身變成遠(yuǎn)紅外輻射熱源，可以使被加熱面受熱比較均勻，提高加熱質(zhì)量。并且使發(fā)熱部位升溫加快，加熱效率提高，提高加熱/干燥的速度，減少能耗，加熱更加均勻。與此同時，因為熱能主要通過輻射的方式傳播出去，發(fā)熱部位的表面溫度較之不涂涂料時有明顯降低。這樣，在提高了加熱效果、節(jié)省能源的同時，還可以保護(hù)金屬避免長期工作在較高溫度下產(chǎn)生開裂（達(dá)到“防干燒”效果）。

　　因此，遠(yuǎn)紅外涂層比較適合用于電炒鍋、電飯煲、咖啡壺等電熱設(shè)備的發(fā)熱盤，

　　另外，涂層還可以對發(fā)熱部位提供保護(hù)、裝飾、易潔等功能。對于發(fā)熱部位之外的工件，特別是與食物接觸的部分，使用遠(yuǎn)紅外效果還可以為產(chǎn)品增加新的賣點。比如日本一些家電廠家，在電飯煲內(nèi)膽內(nèi)壁涂裝遠(yuǎn)紅外瓷膜涂料，這使得在做米飯時加熱均勻一致，而且有機物對于遠(yuǎn)紅外線有非常好的吸收，因此廠家宣稱作出的米飯像瓷器、砂鍋做出的一樣“更香”。

　　目前遠(yuǎn)紅外涂料技術(shù)發(fā)展非?？?，實踐中我們常見的品種有：

　　1) 以搪瓷為代表的無機涂料。

　　搪瓷具有天然的遠(yuǎn)紅外效果。并且耐溫耐磨耐腐蝕性能非常優(yōu)異，因而得到廣泛使用。

　　但是搪瓷工藝成本高昂，在操作上又有非常大的缺點，比如：需要800℃高溫?zé)疲瑢Φ撞牟馁|(zhì)要求嚴(yán)格，廢品率高，脆性太大，耐冷熱沖擊性差；這大大限制搪瓷技術(shù)在電炊具上的發(fā)展。

　　2) 耐高溫有機涂料添加遠(yuǎn)紅外添加物。

　　最常見的配料是“有機硅涂料+陶瓷粉”，業(yè)內(nèi)也俗稱為“仿瓷涂料”或“陶瓷油”。其優(yōu)點是施工簡便，成本低廉，外觀亮麗。中低檔電炊具大部分使用這種涂料。

　　這種涂料的缺點也比較明顯：耐溫不夠高，高溫下特別是200℃以上長期使用容易出現(xiàn)黃變現(xiàn)象；熱硬度低，高溫下不耐磨；不符合環(huán)保要求。

　　3) 瓷膜涂料。

　　這是一類比較新穎的水性無機涂料。它成膜以后非常接近搪瓷，因此具有搪瓷的大部分優(yōu)點；同時可以像有機涂料一樣適應(yīng)面廣，簡便施工；成本適中。遠(yuǎn)紅外效果明顯，有廠家測試，電炒鍋發(fā)熱盤穩(wěn)定工作時的表面溫度從450℃降低到了370℃。說明熱能更多以遠(yuǎn)紅外輻射的傳播出去。升溫速度也明顯加快。是目前較理想的方案。多用于中高檔電熱炊具產(chǎn)品。

　　但這種涂料目前仍存在對前處理、噴涂等施工要求嚴(yán)格，單層涂裝防銹效果不佳等問題。

　　4) 等離子噴涂。

　　采用等離子噴涂和爆炸噴涂的技術(shù)正在快速發(fā)展，將來會成為一項重要方向。這種技術(shù)的突出優(yōu)點是：涂層與基體形成復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，成膜非常致密，有效利用兩者優(yōu)點，強度高且耐磨抗蝕；使用壽命比鍍鉻件提高3～6倍，屬環(huán)保涂層技術(shù)?？梢愿鶕?jù)需要添加各種添加物來加強遠(yuǎn)紅外或者其他效果。

　　這種涂裝技術(shù)需要投入較昂貴的設(shè)備，對操作人員要求較高。

　　（責(zé)編 連小衛(wèi)）