石墨烯电暖器、空气源热泵……这些黑科技带来冬日别样温暖

立冬节气后，气温不断走低，各式各样的取暖和设备“粉墨登场”。
如今，除了取暖和“老三样”——暖气、热水袋和电热毯外，我们身边还涌现了一些科技感很强的“取暖和神器”，如石墨烯电暖器、空气源热泵等。
它们逐渐从实验室进入平凡百姓家，不仅可以帮助我们抵御寒冷，而且更加低碳环保。

石墨烯电暖器： 升温不用等，即开即热

有一种冷叫“南方的冬天”，而一台电暖器对付没有全面集中供暖的南方来说，绝对是冬季必需品。

前几年，石墨烯对老百姓而言，还是实验室里的“高冷”名词，如今石墨烯材料已经被运用在取暖和器中，并且成为市场新宠。

资料显示，素有材料界“黑金”美誉的石墨烯，是目前已知最薄、强度最大、导电导热性能最好的新型纳米材料。
天津大学化工学院教授张生在接管科技日报采访时先容道，无毛病的单层石墨烯的导热系数高达5300瓦/米度(导热系数的单位)，是目前导热系数最高的碳材料。

除此之外，石墨烯电热转化效率极高，在通电后它可以将99%的电能转化为热能，且耗电量较低。
由于其良好的导电导热性能，使得石墨烯电暖器制热效率非常高，升温不用等、即开即热。

与传统供暖系统比较，石墨烯在发热时，还能够开释直径为8至14微米的远红外线，将热量运送到各个房间。
这种远红外线对人体无害，而且会像太阳光照射在人体上一样，让人感想熏染到温暖。

值得一提的是，由于石墨烯材料比较薄，因此可以被制成贴在地板上的发热膜，实现空间内自然均匀升温。
此外，还可以将它制成目前盛行的踢脚线取暖和器，这种取暖和器不仅“颜值”高，而且便于在狭小的空间内移动，也不会占用很大的空间。

碳纳米管电地暖： 能将99.8%的电能转化为热能

如今，我国北方不少城市已经完成了从暖气片到地暖的设备升级。
但是在没有全部实现集中供暖的南方地区，安装电地暖便成了“怕冷一族”的选择。

但目前市情上由发热电缆、碳晶(石墨粉/短切碳纤维)等制成的电地暖，多数存在能耗高、安全性差、功率衰减严重等问题，后期的掩护及利用费更让很多人望而生畏。
不过，如今随着碳纳米管技能被运用到电地暖中，南方安装地暖的难题有望被办理。

“碳纳米管和石墨烯都是碳材料‘大家族’的成员，但与平面构造的石墨烯不同，碳纳米管紧张是由呈六边形排列的碳原子构成的管状构造。
在几何层面上，碳纳米管可以被看作是由多少层石墨片沿同一轴线卷绕而形成的空心管，根据管壁层数可将其分为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管和多壁碳纳米管。
”南开大学化学学院研究员牛志强先容道，正是由于这种构造特色，碳纳米管在硬度、韧性、稳定性等方面均展现出精良的性能。

资料显示，碳纳米管1991年被首次创造，它具有精良的增强增韧特性，在与高分子材料复合后具有极高的稳定性，同时它又具有精良的电学性能，辅以独特的封装技能及电极连接办法，可以大大提升电地暖的稳定性、安全性。

常日，电地暖生产厂家会将碳纳米管浆料涂在导电材料上，使碳纳米管搭接形成面状导电膜构造，同时在碳纳米管导电膜的两侧覆以金属电极从而形成碳纳米管面热源。
通电后，碳纳米管将以远红外线形式开释能量，形成均匀发热的面状发热体，从而产生大量的热，并以远红外线的办法向外开释。

在这一过程中，碳纳米管的电热转换效率高达99.8%，其远红外线转换效率可达83%。
除此之外，由于碳纳米管电地暖是利用远红外线来制热的，而远红外线不加热空气，加之其辐射间隔有限，故可以将热量牢牢地“锁定”在人体活动的近地面范围，从而达到高效节能的效果。

空气源热泵： 事情时无明火、无废气排放

过去很长一段韶光，在我国屯子地区，普遍采取烧煤取暖和的办法。
不过，由于所用燃烧物没有经由清洁处理，再加上低空排放，给环境带来了一定污染，也对人们的康健造成了影响。
为了改进人居环境，我国北方许多屯子正在积极推广煤改清洁供暖。

“在煤改清洁能源的过程中，空气源热泵采暖备受关注。
”天津大学建筑设计方案研究总院建筑工程师冯卫星在接管科技日报采访时先容道，空气源热泵由压缩机、膨胀阀、蒸发器与冷凝器组成，以源源不断的空气作为热量来源，只须要少量电能驱动(通过压缩接管空气中的热量来制热)，就能够知足屯子地区的各种取暖和需求。

由于空气源热泵因此空气中的热能作为紧张能源，因此空气源热泵的节能效果大约是普通电暖设备的3倍。
和传统燃煤、燃气锅炉等采暖办法比较，空气源热泵可以节省30%旁边的能源。

“除此之外，空气源热泵还是一种安全、环保的采暖设备。
”冯卫星说，它在事情时无明火，无废气排放，不仅大大降落了失火、爆炸、中毒等事件发生的可能性，还减少了污染物的排放、改进了空气质量。

同时，空气源热泵的运行也非常稳定，完备不用担心它会溘然“罢工”。
与太阳能比较，空气源热泵没有“靠天用饭”的弊端，无论是阴天还是雪天，都可以正常运行。
目前，新一代超低温空气源热泵已经可以适应零下25摄氏度的低温环境。

PTC陶瓷暖风机： 小巧便携，具有防水功能

南方的冬天虽然气温可能没有北方低，但冷起来也是深入骨髓，特殊是湿冷的环境，让人们沐浴时都恨不得把“小太阳”贴在身上。
近年来涌现的PTC陶瓷(正温度系数陶瓷)发热技能，就实现了大家把“小太阳”随身携带的欲望。

“PTC泛示正温度系数很大的半导体材料或元器件。
”干系专家表示，它能够根据本体温度的高低调节电阻大小，从而可以让温度恒定在设定值。
当在中小功率模式下运行时，PTC具有恒温发热、无明火、热转换率高、受电源电压影响极小、自然寿命长等传统发热元件无法比拟的上风。

PTC陶瓷是一种电子陶瓷，由高纯的钛酸钡掺入铌、铋、锑、铅、锰、硅等氧化物，在1300至1350摄氏度的环境下烧结而成。
它的电阻在常温下很小，但是当温度升至某一特天命值，其电阻会溘然增大千倍乃至百万倍；随着温度低落，电阻又会恢复原状。

用PTC陶瓷制成的便携式暖风机体型迷你，只有一台小电扇大小，其利用内置风机吹动空气流经PTC陶瓷发热体实现供暖，送风柔和、升温速率快，具有自动恒温功能。
同时，由于PTC陶瓷发热体具有防水功能，因此适宜在浴室利用。

除此之外，其内部装有限温器，当风机的风口被堵塞时，可自行断电。
同时，这种暖风机还具有电子式防倾倒保护功能，可以在倾倒时实现自动断电保护。
（本报 陈 曦）