这些黑科技带来冬日里的别样温暖

立冬节气过后，气温持续走低，各种取暖设备“黑粉登场”。现在除了取暖的“老三样”——暖气、热水袋、电热毯，我们身边还有一些科技感很强的“取暖神器”，比如石墨烯电暖器、空气源热泵等。它们逐渐从实验室进入寻常百姓家，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:加热不用等，打开就能加热。

有一种感冒叫“南方的冬天”，对于没有全面集中供暖的南方来说，电暖器绝对是冬天的必需品。

几年前，石墨烯对于普通人来说还是实验室里的一个“高冷”名词。现在石墨烯已经用在加热器上，成为市场新宠。

资料显示，被誉为材料界“黑金”的石墨烯是目前已知的最薄、强度最大、导电导热性能最好的新型纳米材料。天津化工大学教授张生在接受科技日报记者采访时表示，无缺陷单层石墨烯的热导率高达5300 W/m度，是目前热导率最高的碳材料。

此外，石墨烯具有极高的电热转换效率，通电后可将99%的电能转化为热能，功耗低。石墨烯电暖器由于其良好的导电性和导热性，具有极高的加热效率，无需等待即可立即开启加热。

与传统的加热系统相比，石墨烯在发热时还能释放出直径8到14微米的远红外线，将热量输送到各个房间。这种远红外线对人体是无害的，它会像阳光照射在人体上一样使人感到温暖。

值得一提的是，由于石墨烯材料很薄，可以做成发热膜贴在地板上，实现空间自然均匀的升温。此外，还可以做成大众化的踢脚线取暖器。这种取暖器不仅“颜值”高，而且在狭小的空间里也容易移动，不占太多空间。

碳纳米管电地暖:能将99.8%的电能转化为热能。

现在北方很多城市都完成了从暖气片到地暖的设备升级。而在没有完全实现集中供暖的南方地区，安装电地暖成了“怕冷的人”的选择。

然而，目前市场上的电地暖大多采用发热电缆和碳晶制成，存在能耗高、安全性差、功率衰减严重等问题。，而且后期的维护和使用费甚至让很多人望而却步。但随着碳纳米管技术在电地暖中的应用，南方安装地暖的问题有望得到解决。

“碳纳米管和石墨烯都是碳材料‘大家族’的成员，但与平面结构的石墨烯不同，碳纳米管主要是由碳原子以六边形排列而成的管状结构。在几何层面上，碳纳米管可以看作是由若干层石墨片沿同一轴线缠绕而成的空心管，按管壁层数可分为单壁碳纳米管、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表示，正是由于这种结构特征，碳纳米管在硬度、韧性和稳定性方面表现出优异的性能。

资料显示，1991年首次发现碳纳米管。具有优异的强韧化特性，与高分子材料复合后稳定性高，电性能优异。结合独特的封装技术和电极连接方式，可以大大提高电地暖的稳定性和安全性。

通常电地暖厂家会在导电材料上涂覆碳纳米管浆料，使碳纳米管重叠形成平面导电膜结构。同时，在碳纳米管导电膜的两面镀上金属电极，形成碳纳米管平面热源。通电后，碳纳米管会以远红外线的形式释放能量，形成受热均匀的平面发热体，从而产生大量热量，并以远红外线的形式向外释放。

在此过程中，碳纳米管的电热转换效率高达99.8%，其远红外转换效率可达83%。此外，由于碳纳米管电地暖采用远红外线加热，而远红外线并不加热空气，其辐射距离有限，因此可以将热量牢牢“锁定”在人体活动的近地面范围内，从而达到高效节能的效果。

空气源热泵:运行时无明火，无废气排放。

过去很长一段时间，中国农村地区普遍使用烧煤取暖。但由于使用的燃烧材料没有经过清洗，再加上低空排放，给环境带来了一定的污染，影响了人们的身体健康。为了改善生活环境，中国北方许多农村地区都在积极推广燃煤清洁取暖。

由于空气源热泵以空气中的热能为主要能源，所以空气源热泵的节能效果是普通电热设备的3倍左右。与燃煤、燃气锅炉等传统供暖方式相比，空气源热泵可节能30%左右。

"此外，空气源热泵是一种安全、环保的供热设备."冯说，它工作时无明火，无废气排放，不仅大大降低了发生火灾、爆炸、中毒等事故的可能性，而且减少了污染物的排放，改善了空气质量。

同时，空气源热泵的运行也非常稳定，不用担心会突然“罢工”。与太阳能相比，空气源热泵没有“靠天吃饭”的缺点，在阴天或下雪天都能正常运行。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陶瓷加热器:小巧便携，防水。

虽然冬天南方气温可能没有北方低，但是寒冷的天气也深入骨髓，尤其是湿冷的环境，让人洗澡的时候都想把“小太阳”贴在身上。近年来，PTC陶瓷发热技术实现了每个人随身携带“小太阳”的愿望。

" PTC一般指正温度系数大的半导体材料或元件."相关专家表示，它可以根据身体的温度调节电阻，使温度恒定在设定值。在中小功率模式下工作时，PTC具有恒温发热、无明火、热转换率高、受电源电压影响小、自然寿命长等传统发热元件无法比拟的优势。

PTC陶瓷是一种电子陶瓷，由高纯钛酸钡混合铌、铋、锑、铅、锰、硅等氧化物，在1300-1350摄氏度烧结而成。它的电阻在常温下很小，但当温度上升到一定值时，它的电阻会突然增大千倍甚至百万倍；随着温度的下降，电阻会恢复到原来的状态。

PTC陶瓷制成的便携式加热器是迷你的，只有小型电风扇的大小。它利用内置风扇将空气吹过PTC陶瓷加热器实现加热，送风柔和，升温快，具有自动恒温功能。同时，PTC陶瓷取暖器具有防水功能，适合在浴室使用。

另外还配有限温器，风扇风口堵塞时能自动切断电源。同时，加热器还具有电子防倾倒保护功能，倾倒时可实现自动断电保护。

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