小家電產(chǎn)品節(jié)能技術(shù)探討
1 前言
隨著科技的發(fā)展和生活水平的提高，人們對(duì)小家電產(chǎn)品的需求也越來(lái)越大。市場(chǎng)上小家電產(chǎn)品種類繁多、功能各異，小家電產(chǎn)品已經(jīng)成為家庭能耗的大戶。在能源日益緊張的今天，應(yīng)該加強(qiáng)家電產(chǎn)品的節(jié)能化改選、快速提升家電企業(yè)在節(jié)能技術(shù)、節(jié)能產(chǎn)品上的開發(fā)力度，節(jié)能將是小家電科技發(fā)展的方向?，F(xiàn)在許多家電企業(yè)紛紛在消化吸收國(guó)外先進(jìn)節(jié)能技術(shù)的基礎(chǔ)上再自主創(chuàng)新，成功研制出許多節(jié)能技術(shù)并應(yīng)用于小家電產(chǎn)品中，下面以微波爐、電飯煲和電風(fēng)扇為例介紹目前應(yīng)用在小家電產(chǎn)品中的一些節(jié)能技術(shù)。
2變頻技術(shù)：
變頻小家電是新一代家用電器發(fā)展趨勢(shì)之一，它不但給這些家電產(chǎn)品帶來(lái)功能的增加、性能的改善，而且具有明顯的節(jié)能效果和降噪效果，同時(shí)使整機(jī)壽命較傳統(tǒng)家電有明顯提高。因此，近年來(lái)各國(guó)家電廠商都在競(jìng)相開發(fā)變頻家電產(chǎn)品，變頻技術(shù)已成為最具節(jié)能發(fā)展前景的焦點(diǎn)技術(shù)。如變頻微波爐代表了世界微波爐的發(fā)展方面，具有很高的技術(shù)含量。變頻微波爐是以變頻器代替了傳統(tǒng)的微波爐內(nèi)變壓器，變頻器通過(guò)變頻電路可以將50Hz的電源頻率任意地轉(zhuǎn)換成2000－4500Hz的高頻率，通過(guò)改變頻率來(lái)得到不同的輸出功率，解決了傳統(tǒng)微波爐通過(guò)對(duì)恒定輸出功率反復(fù)開／關(guān)進(jìn)行火力調(diào)控而使食物加熱不均勻的弊端，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的烹飪速度快、用電省等優(yōu)點(diǎn)。如日本松下新近推出的NN－V691JFS微波爐，由于采用了變頻電源系統(tǒng)，烹飪時(shí)間縮短了近50％。
此外，變頻技術(shù)在自動(dòng)真空吸塵器、剃須刀、電飯鍋、電磁灶、彩電等家電產(chǎn)品也獲得了重要的應(yīng)用。目前變頻技術(shù)主要向以下幾方面的方向發(fā)展：（1）交流變頻向直流變頻方向轉(zhuǎn)化（2）控制技術(shù)由PWM（脈寬調(diào)制）向PAM（脈幅調(diào)制)方向發(fā)展（3）功率器件向高集成智能功率模塊發(fā)展
3電磁感應(yīng)技術(shù)
隨著社會(huì)的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是近20年來(lái)，電子技術(shù)日新月異，計(jì)算機(jī)的普及和應(yīng)用把人類帶到了信息時(shí)代，各種電器設(shè)備充滿了人們生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域，相當(dāng)大一部分的電器設(shè)備都應(yīng)用到了傳感器件，傳感器技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)中主要技術(shù)之一，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占據(jù)有極其重要的地位。電飯煲是一種普通家用廚房電器，在城鎮(zhèn)居民家庭的普及率和使用頻率很高。雖然電飯煲的功率一般為500～800 W，耗電量不是很大，但由于其使用頻繁，其耗電量也可觀。因此，研究電飯煲在煮飯、保溫過(guò)程中的節(jié)能降耗技術(shù)無(wú)疑具有巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
將電磁感應(yīng)技術(shù)應(yīng)用于電飯煲可以達(dá)到快速、節(jié)能的效果，與普通電熱盤式電飯煲相比能耗將降低30%以上，節(jié)能效果非常顯著。電磁電飯煲繼承了電磁感應(yīng)加熱灶具的特點(diǎn)，但同時(shí)由于受到電飯煲的結(jié)構(gòu)、空間和功能特點(diǎn)的影響，其控制器具具有獨(dú)特一面，體現(xiàn)在散熱空間小、長(zhǎng)期可靠性要求高等方面。
電磁電飯鍋控制器由于受到特定環(huán)境的影響，需考慮其散熱問(wèn)題并研究功耗來(lái)源、影響及解決辦法。
3．1熱量過(guò)大的影響
當(dāng)熱量過(guò)大，而散熱不暢時(shí)，控制器處于較高工作環(huán)境溫度中，元器件的穩(wěn)定性會(huì)受到影響，進(jìn)而影響整套控制器的運(yùn)行可靠性，出現(xiàn)誤動(dòng)作，小則控制器無(wú)法正常工作，大則出現(xiàn)安全事故。
3．2熱量來(lái)源
在電磁電飯鍋中熱量來(lái)源主要有三種：（1）電飯鍋內(nèi)膽向周圍輻射的熱量。（2）大功率管IGBT及整流橋散發(fā)的熱量。（3）其他元器件散發(fā)的熱量。其中內(nèi)膽散發(fā)熱量最大，但內(nèi)膽作為加熱承載體，屬于必須加熱的器件，在設(shè)計(jì)時(shí)只能考慮如何減少其對(duì)于控制器的影響，一般做法是盡量阻擋內(nèi)膽直接向控制器散發(fā)熱量，在兩者之間采取必要的隔熱措施。其次為IGBT和整流橋散發(fā)的熱量。其他元器件散發(fā)的熱量很少，可以忽略不計(jì)。
3.3解決辦法
（1）加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
有效的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能大大降低控制器所處環(huán)境溫度。加強(qiáng)電飯鍋模具設(shè)計(jì)和控制器合理的元器件布局，尤其是大功率管IGBT的位置。構(gòu)成有效的熱量通道，以便熱量盡快有效排出電飯鍋。
（2）加強(qiáng)IGBT功耗技術(shù)研究
IGBT的功耗主要是關(guān)斷損耗和開通損耗。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，根據(jù)所愿的IGBT參數(shù)結(jié)合理論分析和實(shí)際測(cè)試。不能單純考慮某方面因素，需綜合該IGBT的性能參數(shù)和實(shí)際設(shè)計(jì)要求，做出合理的選擇，保證可靠性。
（3）加強(qiáng)烹飪過(guò)程控制
在可靠保證烹飪效果情況下，合理地減少IGBT的開通次數(shù)，有效地減少IGBT在單位時(shí)間功耗，減少單位時(shí)間溫度上升率，從而減少短時(shí)間內(nèi)熱量的集聚，采用了一種平均化處理手段。也能有效地降低控制器環(huán)境溫度。
電磁電飯鍋控制器已經(jīng)批量生產(chǎn)，隨著市場(chǎng)接受度的提升和產(chǎn)品的拓展，其控制器技術(shù)也必然得到進(jìn)一步的優(yōu)化。
4、感溫軟磁技術(shù)：
電飯煲的節(jié)能技術(shù)實(shí)際上就是提高電熱能的利用率、降低保溫時(shí)的耗電量。從此意義上講，電飯煲的節(jié)能與電冰箱（蓄冷）、電熱水器（蓄熱）等的節(jié)能存在相似之處。硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料是一種絕熱性能優(yōu)異的保溫材料，因此，將電冰箱保溫用的聚氨酯泡沫塑料做電飯煲保溫層應(yīng)該是完全可行的。由于電飯煲通常是在高溫下工作，因此要求泡沫在高溫下不能釋放出對(duì)人體有害的物質(zhì)，并且不能出現(xiàn)易燃易爆等情況?，F(xiàn)在聚氨酯發(fā)泡應(yīng)用中比較安全的HCFC-141b發(fā)泡體系卻存在較大氣味，不能為人接受，水發(fā)泡聚氨酯硬泡體系的臭氧消耗潛值(ODP)為零，發(fā)泡材料的環(huán)保及安全衛(wèi)生性符合要求，采用消毒柜用全水發(fā)泡聚氨酯泡沫塑料作為電飯煲的保溫層，通過(guò)此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用能夠使電飯煲達(dá)到節(jié)能的目的。
與傳統(tǒng)的電飯煲相比，用聚氨酯泡沫做電飯煲的保溫層，能有效地阻止煮飯過(guò)程中的傳導(dǎo)及熱輻射，并與煲蓋的密封圈一起，形成一個(gè)密封的、均勻的熱場(chǎng)，因此能更有效地提高電飯煲產(chǎn)品的熱效率，降低保溫能耗，節(jié)約了電能。用聚氨酯泡沫做保溫層的節(jié)能電飯煲的熱效率、4 h保溫能耗的測(cè)試結(jié)果見表3。
表1 節(jié)能電飯煲熱效率及保溫能耗
標(biāo)準(zhǔn)值 測(cè)試值
熱效率/% ≥75 86.4
耗電量(保溫4 h)/ W•h ≤70 0
注：檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)參照GB12021.6－89《自動(dòng)電飯鍋效率、保溫電耗限定量及測(cè)試方法》，以上數(shù)據(jù)由國(guó)家日用電器質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心提供。
從表1可看出，保溫節(jié)能電飯煲的熱效率及保溫能耗完全合格。
用功率均約為703W的電飯煲做升降溫試驗(yàn)，在電飯煲中100℃的水冷至不同溫度所需要的時(shí)間見表2。
表2 電飯煲的降溫時(shí)間(min)
溫度/℃ 未加保溫層 加保溫層
90 63.3 66.9
80 102.2 110.3
70 153.3 171.3
60 217.2 250.3
從表2的結(jié)果可以看出，采用加聚氨酯保溫層的電飯煲具有一定的保溫性能，因此可明顯地縮短煮飯時(shí)間，節(jié)省電能。
顯而易見，節(jié)能電飯煲在電飯煲外殼與內(nèi)鍋罩之間采用環(huán)保的聚氨酯全水發(fā)泡，提高了產(chǎn)品的強(qiáng)度，有明顯的節(jié)能效果，可減少了熱量損失，加快煮飯速度；另一方面，電飯煲保溫階段加熱次數(shù)明顯減少，水分散失量大大減少，使電飯煲長(zhǎng)時(shí)間保溫，同時(shí)兼顧米飯的口感，給今天人們快節(jié)奏的生活帶來(lái)極大方便。
5遠(yuǎn)紅外加熱技術(shù)
遠(yuǎn)紅外加熱技術(shù)興起于70年代初，它是重點(diǎn)推廣的一項(xiàng)節(jié)能技術(shù)。遠(yuǎn)紅外加熱器有板狀、管狀、燈狀和燈口狀幾種，所用的能源以電能為主，但亦可用煤氣，蒸汽、沼氣和煙道氣等。利用這項(xiàng)技術(shù)提高加熱效率，重要的是要提高被加熱物料對(duì)輻射線的吸收能力，使其分子振動(dòng)波長(zhǎng)與遠(yuǎn)紅外光譜的波長(zhǎng)相匹配。因此，必須根據(jù)被加熱物的要求來(lái)選擇合適的輻射元件，同時(shí)還應(yīng)采用不同的選擇性輻射涂層材料，并要改善加熱體的表面狀況。
遠(yuǎn)紅外加熱與傳統(tǒng)的蒸汽、熱風(fēng)和電阻等加熱方法相比，具有加熱速度快、加熱效率高等許多優(yōu)點(diǎn)。用它代替電加熱，其節(jié)電效果尤其顯著，一般可節(jié)電30%左右，個(gè)別場(chǎng)合甚至可達(dá)60%～70%。遠(yuǎn)紅外加熱技術(shù)是一門新興科學(xué)，近幾年隨著遠(yuǎn)紅外生產(chǎn)品種和數(shù)量的不斷增多，它的應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大，遠(yuǎn)紅外加熱技術(shù)日益引起人們的重視，因此研究遠(yuǎn)紅外輻射材料和應(yīng)用于發(fā)有著廣闊的前景。遠(yuǎn)紅外輻射材料的節(jié)能原理為：遠(yuǎn)紅外輻射材料對(duì)其它能量的有效轉(zhuǎn)換和被加熱物質(zhì)的分子振動(dòng)所吸收，而達(dá)到加熱、干燥等目的，它具有節(jié)能、加熱升溫快，無(wú)污染，熱效率高等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于民用炊具、取暖設(shè)備等方面，例如遠(yuǎn)紅外陶瓷輻射材料用在鋁制品的涂層上，其節(jié)時(shí)率達(dá)40％以上，熱利用率增量為35％左右，節(jié)能率80％以上，是一種理想的高效節(jié)能材料。
6溫控技術(shù)：
在炎熱的夏天大多數(shù)人總是整夜開著電風(fēng)扇，但如果夜間氣溫下降到一定溫度，就沒必要繼續(xù)使用電風(fēng)扇了。本例介紹一種給電風(fēng)扇加裝溫度控制器的方法，該控制器可以在氣溫低于一定溫度時(shí)關(guān)閉電風(fēng)扇，并且具有停電自鎖功能，從而達(dá)到節(jié)能的目的。
本文介紹的電風(fēng)扇溫控電路能夠控制電風(fēng)扇模擬自然風(fēng)運(yùn)轉(zhuǎn)，并根據(jù)氣溫自動(dòng)調(diào)節(jié)陣風(fēng)維持的時(shí)間和頻度。在環(huán)境溫度低于25℃時(shí)能自動(dòng)關(guān)斷電風(fēng)扇，十分適合于控制暑夜電風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)。
電風(fēng)扇溫控電路原理圖如圖所示。220V市電電壓經(jīng)變壓器T降壓和橋式整流后，由7809、7909三端穩(wěn)壓器產(chǎn)生正負(fù)對(duì)稱的直流穩(wěn)定電壓。555時(shí)基集成電路與外圍元器件組成多諧振蕩器，與普通振蕩器不同之處是，占空比受運(yùn)算放大器IC2輸出電壓的控制。ICl，ICZ及感溫二極管VDl，VD2（為增加靈敏度采用兩個(gè)同型感溫管）組成溫度檢測(cè)電路，將環(huán)境溫度的變化線性地轉(zhuǎn)換為IC2輸出電壓的變化，控制555時(shí)基集成電路的充、放電時(shí)間，實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)的占空比調(diào)節(jié)。當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，VD1，VD2壓降減小，Va上升，經(jīng)IC2反相放大后使凡下降，于是延長(zhǎng)了對(duì)C1的充電時(shí)間，并縮短了放電時(shí)間。通過(guò)IC3的3腳輸出信號(hào)控制VTH的導(dǎo)通角增加，使電風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間延長(zhǎng)，關(guān)斷時(shí)間縮短，形成長(zhǎng)時(shí)而頻繁的陣風(fēng)工作狀態(tài)。當(dāng)環(huán)境溫度下降時(shí)，電路變化過(guò)程與之相反，使電風(fēng)扇風(fēng)力短促而稀疏。當(dāng)環(huán)境溫度降至一定值（這里以25℃為例）時(shí)，使C1兩端電壓始終高于555時(shí)基集成電路的翻轉(zhuǎn)電壓，故電風(fēng)扇將一直處于關(guān)斷狀態(tài)，避免夜間氣溫降低而電風(fēng)扇不能及時(shí)關(guān)閉。
7結(jié)語(yǔ)
當(dāng)前全世界國(guó)家為應(yīng)對(duì)能源危機(jī)和降低溫室效應(yīng)，都在積極采取各種相應(yīng)措施，以美國(guó)、日本、歐盟為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家在提高能源效率方面有著豐富的經(jīng)驗(yàn)，其節(jié)能理論與技術(shù)研究一直處于世界前列。近年來(lái)我們國(guó)家也在加快節(jié)能技術(shù)方面的研究，并在小家電領(lǐng)域取得了顯著的成效。
1 前言
隨著科技的發(fā)展和生活水平的提高，人們對(duì)小家電產(chǎn)品的需求也越來(lái)越大。市場(chǎng)上小家電產(chǎn)品種類繁多、功能各異，小家電產(chǎn)品已經(jīng)成為家庭能耗的大戶。在能源日益緊張的今天，應(yīng)該加強(qiáng)家電產(chǎn)品的節(jié)能化改選、快速提升家電企業(yè)在節(jié)能技術(shù)、節(jié)能產(chǎn)品上的開發(fā)力度，節(jié)能將是小家電科技發(fā)展的方向?，F(xiàn)在許多家電企業(yè)紛紛在消化吸收國(guó)外先進(jìn)節(jié)能技術(shù)的基礎(chǔ)上再自主創(chuàng)新，成功研制出許多節(jié)能技術(shù)并應(yīng)用于小家電產(chǎn)品中，下面以微波爐、電飯煲和電風(fēng)扇為例介紹目前應(yīng)用在小家電產(chǎn)品中的一些節(jié)能技術(shù)。
2變頻技術(shù)：
變頻小家電是新一代家用電器發(fā)展趨勢(shì)之一，它不但給這些家電產(chǎn)品帶來(lái)功能的增加、性能的改善，而且具有明顯的節(jié)能效果和降噪效果，同時(shí)使整機(jī)壽命較傳統(tǒng)家電有明顯提高。因此，近年來(lái)各國(guó)家電廠商都在競(jìng)相開發(fā)變頻家電產(chǎn)品，變頻技術(shù)已成為最具節(jié)能發(fā)展前景的焦點(diǎn)技術(shù)。如變頻微波爐代表了世界微波爐的發(fā)展方面，具有很高的技術(shù)含量。變頻微波爐是以變頻器代替了傳統(tǒng)的微波爐內(nèi)變壓器，變頻器通過(guò)變頻電路可以將50Hz的電源頻率任意地轉(zhuǎn)換成2000－4500Hz的高頻率，通過(guò)改變頻率來(lái)得到不同的輸出功率，解決了傳統(tǒng)微波爐通過(guò)對(duì)恒定輸出功率反復(fù)開／關(guān)進(jìn)行火力調(diào)控而使食物加熱不均勻的弊端，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的烹飪速度快、用電省等優(yōu)點(diǎn)。如日本松下新近推出的NN－V691JFS微波爐，由于采用了變頻電源系統(tǒng)，烹飪時(shí)間縮短了近50％。
此外，變頻技術(shù)在自動(dòng)真空吸塵器、剃須刀、電飯鍋、電磁灶、彩電等家電產(chǎn)品也獲得了重要的應(yīng)用。目前變頻技術(shù)主要向以下幾方面的方向發(fā)展：（1）交流變頻向直流變頻方向轉(zhuǎn)化（2）控制技術(shù)由PWM（脈寬調(diào)制）向PAM（脈幅調(diào)制)方向發(fā)展（3）功率器件向高集成智能功率模塊發(fā)展
3電磁感應(yīng)技術(shù)
隨著社會(huì)的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是近20年來(lái)，電子技術(shù)日新月異，計(jì)算機(jī)的普及和應(yīng)用把人類帶到了信息時(shí)代，各種電器設(shè)備充滿了人們生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域，相當(dāng)大一部分的電器設(shè)備都應(yīng)用到了傳感器件，傳感器技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)中主要技術(shù)之一，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占據(jù)有極其重要的地位。電飯煲是一種普通家用廚房電器，在城鎮(zhèn)居民家庭的普及率和使用頻率很高。雖然電飯煲的功率一般為500～800 W，耗電量不是很大，但由于其使用頻繁，其耗電量也可觀。因此，研究電飯煲在煮飯、保溫過(guò)程中的節(jié)能降耗技術(shù)無(wú)疑具有巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
將電磁感應(yīng)技術(shù)應(yīng)用于電飯煲可以達(dá)到快速、節(jié)能的效果，與普通電熱盤式電飯煲相比能耗將降低30%以上，節(jié)能效果非常顯著。電磁電飯煲繼承了電磁感應(yīng)加熱灶具的特點(diǎn)，但同時(shí)由于受到電飯煲的結(jié)構(gòu)、空間和功能特點(diǎn)的影響，其控制器具具有獨(dú)特一面，體現(xiàn)在散熱空間小、長(zhǎng)期可靠性要求高等方面。
電磁電飯鍋控制器由于受到特定環(huán)境的影響，需考慮其散熱問(wèn)題并研究功耗來(lái)源、影響及解決辦法。
3．1熱量過(guò)大的影響
當(dāng)熱量過(guò)大，而散熱不暢時(shí)，控制器處于較高工作環(huán)境溫度中，元器件的穩(wěn)定性會(huì)受到影響，進(jìn)而影響整套控制器的運(yùn)行可靠性，出現(xiàn)誤動(dòng)作，小則控制器無(wú)法正常工作，大則出現(xiàn)安全事故。
3．2熱量來(lái)源
在電磁電飯鍋中熱量來(lái)源主要有三種：（1）電飯鍋內(nèi)膽向周圍輻射的熱量。（2）大功率管IGBT及整流橋散發(fā)的熱量。（3）其他元器件散發(fā)的熱量。其中內(nèi)膽散發(fā)熱量最大，但內(nèi)膽作為加熱承載體，屬于必須加熱的器件，在設(shè)計(jì)時(shí)只能考慮如何減少其對(duì)于控制器的影響，一般做法是盡量阻擋內(nèi)膽直接向控制器散發(fā)熱量，在兩者之間采取必要的隔熱措施。其次為IGBT和整流橋散發(fā)的熱量。其他元器件散發(fā)的熱量很少，可以忽略不計(jì)。
3.3解決辦法
（1）加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
有效的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能大大降低控制器所處環(huán)境溫度。加強(qiáng)電飯鍋模具設(shè)計(jì)和控制器合理的元器件布局，尤其是大功率管IGBT的位置。構(gòu)成有效的熱量通道，以便熱量盡快有效排出電飯鍋。
（2）加強(qiáng)IGBT功耗技術(shù)研究
IGBT的功耗主要是關(guān)斷損耗和開通損耗。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，根據(jù)所愿的IGBT參數(shù)結(jié)合理論分析和實(shí)際測(cè)試。不能單純考慮某方面因素，需綜合該IGBT的性能參數(shù)和實(shí)際設(shè)計(jì)要求，做出合理的選擇，保證可靠性。
（3）加強(qiáng)烹飪過(guò)程控制
在可靠保證烹飪效果情況下，合理地減少IGBT的開通次數(shù)，有效地減少IGBT在單位時(shí)間功耗，減少單位時(shí)間溫度上升率，從而減少短時(shí)間內(nèi)熱量的集聚，采用了一種平均化處理手段。也能有效地降低控制器環(huán)境溫度。
電磁電飯鍋控制器已經(jīng)批量生產(chǎn)，隨著市場(chǎng)接受度的提升和產(chǎn)品的拓展，其控制器技術(shù)也必然得到進(jìn)一步的優(yōu)化。
4、感溫軟磁技術(shù)：
電飯煲的節(jié)能技術(shù)實(shí)際上就是提高電熱能的利用率、降低保溫時(shí)的耗電量。從此意義上講，電飯煲的節(jié)能與電冰箱（蓄冷）、電熱水器（蓄熱）等的節(jié)能存在相似之處。硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料是一種絕熱性能優(yōu)異的保溫材料，因此，將電冰箱保溫用的聚氨酯泡沫塑料做電飯煲保溫層應(yīng)該是完全可行的。由于電飯煲通常是在高溫下工作，因此要求泡沫在高溫下不能釋放出對(duì)人體有害的物質(zhì)，并且不能出現(xiàn)易燃易爆等情況?，F(xiàn)在聚氨酯發(fā)泡應(yīng)用中比較安全的HCFC-141b發(fā)泡體系卻存在較大氣味，不能為人接受，水發(fā)泡聚氨酯硬泡體系的臭氧消耗潛值(ODP)為零，發(fā)泡材料的環(huán)保及安全衛(wèi)生性符合要求，采用消毒柜用全水發(fā)泡聚氨酯泡沫塑料作為電飯煲的保溫層，通過(guò)此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用能夠使電飯煲達(dá)到節(jié)能的目的。
與傳統(tǒng)的電飯煲相比，用聚氨酯泡沫做電飯煲的保溫層，能有效地阻止煮飯過(guò)程中的傳導(dǎo)及熱輻射，并與煲蓋的密封圈一起，形成一個(gè)密封的、均勻的熱場(chǎng)，因此能更有效地提高電飯煲產(chǎn)品的熱效率，降低保溫能耗，節(jié)約了電能。用聚氨酯泡沫做保溫層的節(jié)能電飯煲的熱效率、4 h保溫能耗的測(cè)試結(jié)果見表3。
表1 節(jié)能電飯煲熱效率及保溫能耗
標(biāo)準(zhǔn)值 測(cè)試值
熱效率/% ≥75 86.4
耗電量(保溫4 h)/ W•h ≤70 0
注：檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)參照GB12021.6－89《自動(dòng)電飯鍋效率、保溫電耗限定量及測(cè)試方法》，以上數(shù)據(jù)由國(guó)家日用電器質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心提供。
從表1可看出，保溫節(jié)能電飯煲的熱效率及保溫能耗完全合格。
用功率均約為703W的電飯煲做升降溫試驗(yàn)，在電飯煲中100℃的水冷至不同溫度所需要的時(shí)間見表2。
表2 電飯煲的降溫時(shí)間(min)
溫度/℃ 未加保溫層 加保溫層
90 63.3 66.9
80 102.2 110.3
70 153.3 171.3
60 217.2 250.3
從表2的結(jié)果可以看出，采用加聚氨酯保溫層的電飯煲具有一定的保溫性能，因此可明顯地縮短煮飯時(shí)間，節(jié)省電能。
顯而易見，節(jié)能電飯煲在電飯煲外殼與內(nèi)鍋罩之間采用環(huán)保的聚氨酯全水發(fā)泡，提高了產(chǎn)品的強(qiáng)度，有明顯的節(jié)能效果，可減少了熱量損失，加快煮飯速度；另一方面，電飯煲保溫階段加熱次數(shù)明顯減少，水分散失量大大減少，使電飯煲長(zhǎng)時(shí)間保溫，同時(shí)兼顧米飯的口感，給今天人們快節(jié)奏的生活帶來(lái)極大方便。
5遠(yuǎn)紅外加熱技術(shù)
遠(yuǎn)紅外加熱技術(shù)興起于70年代初，它是重點(diǎn)推廣的一項(xiàng)節(jié)能技術(shù)。遠(yuǎn)紅外加熱器有板狀、管狀、燈狀和燈口狀幾種，所用的能源以電能為主，但亦可用煤氣，蒸汽、沼氣和煙道氣等。利用這項(xiàng)技術(shù)提高加熱效率，重要的是要提高被加熱物料對(duì)輻射線的吸收能力，使其分子振動(dòng)波長(zhǎng)與遠(yuǎn)紅外光譜的波長(zhǎng)相匹配。因此，必須根據(jù)被加熱物的要求來(lái)選擇合適的輻射元件，同時(shí)還應(yīng)采用不同的選擇性輻射涂層材料，并要改善加熱體的表面狀況。
遠(yuǎn)紅外加熱與傳統(tǒng)的蒸汽、熱風(fēng)和電阻等加熱方法相比，具有加熱速度快、加熱效率高等許多優(yōu)點(diǎn)。用它代替電加熱，其節(jié)電效果尤其顯著，一般可節(jié)電30%左右，個(gè)別場(chǎng)合甚至可達(dá)60%～70%。遠(yuǎn)紅外加熱技術(shù)是一門新興科學(xué)，近幾年隨著遠(yuǎn)紅外生產(chǎn)品種和數(shù)量的不斷增多，它的應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大，遠(yuǎn)紅外加熱技術(shù)日益引起人們的重視，因此研究遠(yuǎn)紅外輻射材料和應(yīng)用于發(fā)有著廣闊的前景。遠(yuǎn)紅外輻射材料的節(jié)能原理為：遠(yuǎn)紅外輻射材料對(duì)其它能量的有效轉(zhuǎn)換和被加熱物質(zhì)的分子振動(dòng)所吸收，而達(dá)到加熱、干燥等目的，它具有節(jié)能、加熱升溫快，無(wú)污染，熱效率高等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于民用炊具、取暖設(shè)備等方面，例如遠(yuǎn)紅外陶瓷輻射材料用在鋁制品的涂層上，其節(jié)時(shí)率達(dá)40％以上，熱利用率增量為35％左右，節(jié)能率80％以上，是一種理想的高效節(jié)能材料。
6溫控技術(shù)：
在炎熱的夏天大多數(shù)人總是整夜開著電風(fēng)扇，但如果夜間氣溫下降到一定溫度，就沒必要繼續(xù)使用電風(fēng)扇了。本例介紹一種給電風(fēng)扇加裝溫度控制器的方法，該控制器可以在氣溫低于一定溫度時(shí)關(guān)閉電風(fēng)扇，并且具有停電自鎖功能，從而達(dá)到節(jié)能的目的。
本文介紹的電風(fēng)扇溫控電路能夠控制電風(fēng)扇模擬自然風(fēng)運(yùn)轉(zhuǎn)，并根據(jù)氣溫自動(dòng)調(diào)節(jié)陣風(fēng)維持的時(shí)間和頻度。在環(huán)境溫度低于25℃時(shí)能自動(dòng)關(guān)斷電風(fēng)扇，十分適合于控制暑夜電風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)。
電風(fēng)扇溫控電路原理圖如圖所示。220V市電電壓經(jīng)變壓器T降壓和橋式整流后，由7809、7909三端穩(wěn)壓器產(chǎn)生正負(fù)對(duì)稱的直流穩(wěn)定電壓。555時(shí)基集成電路與外圍元器件組成多諧振蕩器，與普通振蕩器不同之處是，占空比受運(yùn)算放大器IC2輸出電壓的控制。ICl，ICZ及感溫二極管VDl，VD2（為增加靈敏度采用兩個(gè)同型感溫管）組成溫度檢測(cè)電路，將環(huán)境溫度的變化線性地轉(zhuǎn)換為IC2輸出電壓的變化，控制555時(shí)基集成電路的充、放電時(shí)間，實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)的占空比調(diào)節(jié)。當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，VD1，VD2壓降減小，Va上升，經(jīng)IC2反相放大后使凡下降，于是延長(zhǎng)了對(duì)C1的充電時(shí)間，并縮短了放電時(shí)間。通過(guò)IC3的3腳輸出信號(hào)控制VTH的導(dǎo)通角增加，使電風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間延長(zhǎng)，關(guān)斷時(shí)間縮短，形成長(zhǎng)時(shí)而頻繁的陣風(fēng)工作狀態(tài)。當(dāng)環(huán)境溫度下降時(shí)，電路變化過(guò)程與之相反，使電風(fēng)扇風(fēng)力短促而稀疏。當(dāng)環(huán)境溫度降至一定值（這里以25℃為例）時(shí)，使C1兩端電壓始終高于555時(shí)基集成電路的翻轉(zhuǎn)電壓，故電風(fēng)扇將一直處于關(guān)斷狀態(tài)，避免夜間氣溫降低而電風(fēng)扇不能及時(shí)關(guān)閉。
7結(jié)語(yǔ)
當(dāng)前全世界國(guó)家為應(yīng)對(duì)能源危機(jī)和降低溫室效應(yīng)，都在積極采取各種相應(yīng)措施，以美國(guó)、日本、歐盟為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家在提高能源效率方面有著豐富的經(jīng)驗(yàn)，其節(jié)能理論與技術(shù)研究一直處于世界前列。近年來(lái)我們國(guó)家也在加快節(jié)能技術(shù)方面的研究，并在小家電領(lǐng)域取得了顯著的成效。
