李春明

（佛山市順德區(qū)康雅電器有限公司，廣東 佛山 528300）

前言：科學技術水平的提升使得人們生活方式向著智能化、科技化方向轉變，小家電產品帶來的便捷也使得人們對其需求不斷提升。當前小家電市場產品種類對，功能齊全，在家庭能源消耗中占有較大占比。同時，目前我國能源日益緊缺，應當對家電產品的節(jié)能化發(fā)展予以重視，在產品開發(fā)過程中加大節(jié)能技術的應用，創(chuàng)新創(chuàng)造出更加節(jié)能且先進的小家電產品，為人們生活提供便利。

一、變頻技術在小家電產品中的應用

變頻技術作為目前最具發(fā)展前景的節(jié)能技術，在小家電產品中的運用其不僅可以提升家電產品性能，同時能夠顯著提升小家電產品的節(jié)能性和降噪性，相比于傳統(tǒng)家電技術而言，可有效延長整機壽命。在此背景下，家電廠商將變頻家電產品作為市場競爭的主力，同時變頻技術逐漸成為小家電產品節(jié)能發(fā)展過程中人們關注的焦點。

以變頻微波爐為例，在設計過程中利用變頻器取代其內部變壓器，在變頻器的作用下，其能夠能原有的50Hz 電源頻率轉換至2000Hz-4500Hz 的高電源頻率，通過電源頻率的改變而產生不同的輸出功率。傳統(tǒng)微波爐在對食物進行加熱時需要對恒定輸出功率進行反復輸出，會導致食物加熱不均勻[1]。而在變頻技術的應用下不僅加熱速度快，也更加節(jié)能省電。以當前松下品牌所推出的微波爐為例，在設計時其應用了變頻電源系統(tǒng)，食物均勻加熱時間節(jié)約了50%。

再以空調設備為例，對其應用變頻技術后，可顯著擴大其壓縮機工作范圍，壓縮機能夠在不同室內溫濕度情況下，實現(xiàn)斷續(xù)狀態(tài)運行，從而實現(xiàn)制冷、制熱的控制，降低電力能源消耗量。近些年來，一些新上市的空調設備利用無刷直流電機實現(xiàn)了對變頻調速的控制，相比于異步電動機其節(jié)能效果有著15%的提升。為了逐步提升空調設備能效，在小家電產品開發(fā)設計過程中逐漸從原有的PWM 控制系統(tǒng)向PWM+PAM 控制系統(tǒng)所轉變。

隨著生活中電冰箱的普及，變頻技術在電冰箱中的應用也逐漸成為關注焦點，實現(xiàn)變頻管控技術和變頻調速技術的結合，實現(xiàn)能源節(jié)約的同時，提升電冰箱冷凍速度，降低其運行噪音，大幅度延長電冰箱產品的使用壽命[2]。

此外，在吸塵器、電飯煲、電磁爐、電視等小家電產品中變頻技術均得以有效應用。目前看來，變頻技術在小家電產品中的應用方向主要表現(xiàn)為以下幾點：①直流變頻逐漸取代交流變頻；②脈幅調制控制技術逐漸取代脈寬調制技術；③功率器件向著智能化高集成功率模塊所轉變。

二、電磁感應技術在小家電產品中的應用

在科學技術發(fā)展促進下，電子信息技術得以快速穩(wěn)定發(fā)展，在人們生產和生活過程中先進技術得以全面普及。在家用電器設備生產設計過程中，逐步傳感器構件和傳感器技術。在電子信息時代，傳感器技術逐漸成為國民經濟發(fā)展過程中的關鍵技術，推進電磁感應技術在小家電產品中的有效運用。

以電飯煲為例，其作為一種家庭常用廚房電器，在居民生活中有著較高的使用頻率。通常情況下電飯煲的功率在500w-800w 之間，在日常單次使用過程中并不會產生較多的耗電量，但由于其使用頻率較大，總耗電量也是一項較為可觀的數(shù)值[3]。因此，將節(jié)能技術應用在電飯煲中，必將會在其煮飯也保溫程序中產生較大的經濟效益和社會效益。

相比于傳統(tǒng)的電熱盤式的電飯煲，在電飯煲中應用電磁感應技術可以降低30%左右的能耗，節(jié)能效果明顯。將電磁感應技術應用在電飯煲中將電磁感應對灶具進行加熱的優(yōu)勢充分發(fā)揮了出來，同時綜合結構特點和功能特點，其散熱空間小，具有較高的長期可靠性[4]。

另外，在環(huán)境因素影響下，將電磁感應技術應用在電飯煲中，為提升節(jié)能效果，需對其散熱問題加以研究，并尋求出合理的解決辦法。

（一）電飯煲熱量過大影響

若電飯煲熱量不能持續(xù)有效散發(fā)，其控制器的工作環(huán)境將處于較高的溫度范圍內，會影響到內部元器件的穩(wěn)定性，進而對整個控制系統(tǒng)的可靠性帶來影響。在日常運行過程中誤動作可能性較大，導致控制器不能正常運行甚至存在安全事故風險。

（二）電飯煲熱量來源

分析將電磁感應技術應用在電飯煲中的熱量來源，主要可分為以下幾點:電飯煲內膽所輻射出的熱量；運行時大功率管或整流橋所散發(fā)的熱量；內部元器件散發(fā)的熱量。分析上述因素，電飯煲內膽的熱量散發(fā)是最大的，但其作為加熱載體，運行時必須進行加熱，因此應將重點放在降低內膽散熱對控制器的影響方面。通常情況下會在內膽和控制器間增設隔熱措施，避免內膽熱量向控制器散發(fā)[5]。其次為大功率管和整流橋熱量散發(fā)影響，對于內部元器件散熱而言，其所散發(fā)的熱量較少，影響不大。

（三）熱量散發(fā)辦法

1.強化結構設計

通過合理的機構設計能夠對控制器溫度實現(xiàn)有效控制。在這一過程中應強化電飯煲內部構造設計，保證控制器和內部元器件布局合理性，特別是大功率管的位置，形成良好的熱量散發(fā)通道，便于將多余熱量盡快排出。

2.加大大功率管功耗技術的研究力度

在大功率管運行過程中關斷損耗和開通損耗是主要功耗表現(xiàn)。在設計過程中應根據原有數(shù)據進行分析設計，綜合分析大功率管的設計參數(shù)和性能要求，確保大功率管功耗技術的合理性。

3.烹飪技術的合理控制

在保證烹飪效果的前提下，盡量降低大功率管（IGBT）的開通和關閉次數(shù)，有效控制單位時間內的功耗，控制單位時間其溫度上升程度，有效避免在短時間內熱量積聚。通過平均化處理手段，對控制器環(huán)境溫度實現(xiàn)有效控制[6]。

如今，在小家電市場上，應用電磁感應技術的電飯煲已全面覆蓋，市場接受度呈現(xiàn)明顯上升趨勢，電磁感應技術的應用也必然會得已進一步優(yōu)化，實現(xiàn)小家電產品的節(jié)能發(fā)展。

三、溫感軟磁技術在小家電產品中的應用

通過將節(jié)能技術應用在電飯煲中的主要表現(xiàn)為對電熱能的利用率得已提升，同時對電飯煲保溫時的耗電量進行控制。在這一過程中，電飯煲節(jié)能和電熱水器以及電冰箱的節(jié)能在原理上較為相似。因此，將電冰箱保溫所應用的硬質聚氨酯泡沫塑料應用在電飯煲的保溫層中，在理論上時可行的。但由于電飯煲工作時的溫度較高，應保證保溫材料在高溫下不會產生有害于人們健康的物質，同時不具易燃性和易爆性[7]。如今，在硬質聚氨酯泡沫塑料中所應用的發(fā)泡體系氣味較大，應用在電飯煲中不能被人所接受。而水發(fā)泡聚氨酯硬泡體系下的發(fā)泡材料的環(huán)保性和安全性均符合標準，在消毒柜中得已廣泛應用。因此在電飯煲保溫層中應用全水發(fā)泡聚氨酯泡沫塑料，可有效提升電飯煲運行時的節(jié)能性。

在電飯煲中應用聚氨酯泡沫保溫層后相比于傳統(tǒng)的電飯煲，對煮飯過程的熱傳導和熱輻射有著很好的控制作用，與電飯煲蓋相結合能夠形成一個均勻且密閉的溫度場，進而提升電飯煲產品的熱效率，對其保溫過程的能耗予以降低，實現(xiàn)電能的節(jié)約。

為了探究對電飯煲采取聚氨酯保溫層能否提升其在保溫時的節(jié)能效果，筆者以功率為750w 的電飯煲為例，展開電飯煲的升降溫試驗，將100℃水加入帶有保溫層和不帶有保溫層的兩個電飯煲中，對比冷卻到不同溫度的時間。記錄數(shù)據如下表一所示：

表一：電飯煲降溫時間

由數(shù)據可知，加設保溫層的電飯煲其保溫性能更優(yōu)越，避免熱量大量損失，可顯著減少煮飯時間，實現(xiàn)節(jié)能。同時，由于保溫性能優(yōu)越，在保溫過程中不需多次加熬，可避免水分散失，能夠保證米飯的口感。

四、遠紅外加熱技術在小家電產品中的應用

遠紅外加熱技術具有較為長久的發(fā)展歷史，同時也是較為關鍵的節(jié)能技術之一。從類型上區(qū)分，遠紅外加熱器具有管狀、板狀、燈口狀以及燈狀幾種形式。其動力能源主要以電能為主，也可以利用沼氣、蒸汽、煤氣等能源。通過遠紅外加熱技術的應用能夠顯著提升小家電的熱效率。主要體現(xiàn)在被加熱物體對輻射線的吸收能力予以提升，提升遠紅外光譜波長和分子振動波長的匹配度。因此，為強化加熱效果，還應當根據被輻射物體要求選擇合理的輻射元件。

相比于傳統(tǒng)的小家電加熱方法，遠紅外加熱技術的加熱速度更快，加熱效率更高。將其替代電加熱后，能夠至少節(jié)電30%，在特殊場合甚至能夠節(jié)電60%。在實際應用中，遠紅外輻射原料的原理主要體現(xiàn)在：遠紅外輻射材料能夠有效轉換其他能量，并被加熱物體充分吸收，從而實現(xiàn)快速加熱升溫，具有較高的熱效率且無污染。在取暖設備、炊具等小家電中得已廣泛應用。例如：將遠紅外輻射材料應用在鋁制品的炊具的上，加熱時間能夠節(jié)約40%，增加35%以上的熱利用率，實現(xiàn)高效節(jié)能。

五、溫控技術在小家電產品中的應用

在夏季高溫天氣下，若夜間溫度持續(xù)較高則需要整夜吹風扇，若夜間溫度降至一定數(shù)值以下，則需關閉電風扇。因此，溫控技術應用在風扇中可起到很好的節(jié)能效果。例如：將溫控器安裝在風扇中，設定一定溫度自動關閉電扇，當環(huán)境溫度低于設定溫度時則能夠自動關閉風扇實現(xiàn)節(jié)能。

在變壓器降壓和橋式整流對電壓進行處理后，穩(wěn)壓器產生正負對稱的直流電流，多諧振蕩器由集成電路和外圍元器件所組成，與普通振蕩器相比，其在占空比運算時會受到輸出電壓的控制。為提升靈敏度，在構建溫度檢測器時應額外設置感溫二極管。隨著環(huán)境溫度變化，其輸出電壓隨之變化，進而對電路的充、放電時間進行控制，調節(jié)輸出信號的占空比。

在室溫較高的情況下，壓降減小，增加風扇運行時間，保證電風扇能夠長時間送風。若室內溫度逐漸降低，系統(tǒng)對電路的工作狀態(tài)進行自動調整，對風扇風力予以調節(jié)。在室內溫度降至設定溫度后，風扇自動關閉，保證夜間室內溫度舒適度的同時，實現(xiàn)了節(jié)能降耗的目標。

結束語：綜上所述，在能源危機背景下，世界各地為避免能源危機對其發(fā)展產生負面影響，逐漸加大節(jié)能技術的研發(fā)與重視程度，以節(jié)能技術促進可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)。如今，我國在節(jié)能技術方面取得了不斷成就，特別在小家電領域，變頻技術、電磁感應技術、溫控技術以及遠紅外加熱等節(jié)能技術的應用，顯著降低了小家電產品的能源消耗，與我國可持續(xù)發(fā)展理念相契合。