电热炊具的节能新途径远红外涂层

　　能源紧缺引发了家电业内的节能风，节能空调、节能冰箱、节水洗衣机、节能饭煲等等低能耗节能家电产品是层出不穷，“节能”也已经演变为家电行业最关注的重要内容。在厨房电器中，电热炊具，特别是电炒锅和电饭煲等使用频繁，作为能源耗费比重较大的家电产品，各大厂家都不断将各种新技术、新材料运用到产品中去，以提高节能效果。目前在电炊具行业内，远红外涂层就是被众多厂家运用的一种新型的提高节能效率的手段，而远红外涂料技术方面也是发展非常快的。

　　远红外加热技术并非是一个非常新或者非常“玄”的概念，它兴起于70年代初，主要是在将一种能量（如电能）转化成热能的过程中，提高辐射加热的转化率，特别是转化成远红外辐射的效率，从而提高加热效果。

　　要了解远红外加热技术的基本原理，我们需要了解传热学的基本原理：

　　热能的传递有三种形式：传导、对流、辐射。

　　传导实际上就是实体（包括空气）接触传热，热量从温度高的一方传递到温度低的一方。传导是电炒锅、电饭煲底部的发热盘与锅体/煲胆的基本传热方式。为了通过传导方式加热物质，必须提高功率，升高热源的表面温度，以形成足够的温差。

　　对流是流体(如空气)中的热运动。热传导通过空气分子的移动进行。在电炊具中，对流对于加热的贡献是非常微小的。

　　辐射主要是通过红外线及远红外线（不可见光）辐射将热量传递到被加热物体上。热能在高温下主要以辐射的形式传递。远红外线的加热效果特别好，可以提高被加热表面的吸收率，增大辐射能传递比例。同时，各种有机物或高分子材料，对红外线都有着强烈的吸收带，吸收一定波长的红外线后就会发热。因此，加强辐射特别是远红外辐射的效果，可以有效提高从电能到热能的转化效率，增强加热效果，从而实现节能的目的。

　　在被加热时，不同物质产生远红外辐射效果是不同的。产生远红外辐射比较明显的物质有氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硅化物、非金属、结晶等。电热炊具的发热部位大多数使用铸铁或铸铝，单纯的金属物质产生远红外的效果很差，因此不能提高从电能到辐射能的转化率的问题。这样，可以通过在电热炊具的发热部位增加具有远红外效果的涂层，来达到加强远红外辐射的目的。

　　远红外辐射涂层在传热过程中，将吸收的辐射热能转换成远红外热能传递，其自身变成远红外辐射热源，可以使被加热面受热比较均匀，提高加热质量。并且使发热部位升温加快，加热效率提高，提高加热/干燥的速度，减少能耗，加热更加均匀。与此同时，因为热能主要通过辐射的方式传播出去，发热部位的表面温度较之不涂涂料时有明显降低。这样，在提高了加热效果、节省能源的同时，还可以保护金属避免长期工作在较高温度下产生开裂（达到“防干烧”效果）。

　　因此，远红外涂层比较适合用于电炒锅、电饭煲、咖啡壶等电热设备的发热盘，

　　另外，涂层还可以对发热部位提供保护、装饰、易洁等功能。对于发热部位之外的工件，特别是与食物接触的部分，使用远红外效果还可以为产品增加新的卖点。比如日本一些家电厂家，在电饭煲内胆内壁涂装远红外瓷膜涂料，这使得在做米饭时加热均匀一致，而且有机物对于远红外线有非常好的吸收，因此厂家宣称作出的米饭像瓷器、砂锅做出的一样“更香”。

　　目前远红外涂料技术发展非常快，实践中我们常见的品种有：

　　1) 以搪瓷为代表的无机涂料。

　　搪瓷具有天然的远红外效果。并且耐温耐磨耐腐蚀性能非常优异，因而得到广泛使用。

　　但是搪瓷工艺成本高昂，在操作上又有非常大的缺点，比如：需要800℃高温烧制，对底材材质要求严格，废品率高，脆性太大，耐冷热冲击性差；这大大限制搪瓷技术在电炊具上的发展。

　　2) 耐高温有机涂料添加远红外添加物。

　　最常见的配料是“有机硅涂料+陶瓷粉”，业内也俗称为“仿瓷涂料”或“陶瓷油”。其优点是施工简便，成本低廉，外观亮丽。中低档电炊具大部分使用这种涂料。

　　这种涂料的缺点也比较明显：耐温不够高，高温下特别是200℃以上长期使用容易出现黄变现象；热硬度低，高温下不耐磨；不符合环保要求。

　　3) 瓷膜涂料。

　　这是一类比较新颖的水性无机涂料。它成膜以后非常接近搪瓷，因此具有搪瓷的大部分优点；同时可以像有机涂料一样适应面广，简便施工；成本适中。远红外效果明显，有厂家测试，电炒锅发热盘稳定工作时的表面温度从450℃降低到了370℃。说明热能更多以远红外辐射的传播出去。升温速度也明显加快。是目前较理想的方案。多用于中高档电热炊具产品。

　　但这种涂料目前仍存在对前处理、喷涂等施工要求严格，单层涂装防锈效果不佳等问题。

　　4) 等离子喷涂。

　　采用等离子喷涂和爆炸喷涂的技术正在快速发展，将来会成为一项重要方向。这种技术的突出优点是：涂层与基体形成复合材料结构，成膜非常致密，有效利用两者优点，强度高且耐磨抗蚀；使用寿命比镀铬件提高3～6倍，属环保涂层技术。可以根据需要添加各种添加物来加强远红外或者其他效果。

　　这种涂装技术需要投入较昂贵的设备，对操作人员要求较高。

　　（责编 连小卫）