日本生活小窍门

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"2023 年的日本生活" 我们找到了最安全、最节能的供暖系统!

在介绍我们的加热建议之前,我们先简要介绍一下安全和热力学。如果您赶时间,请点击目录跳到下一页。

安全

能源分为三类:电力、石油(煤油)和天然气。

首先,我们将讨论燃油和燃气加热器,如燃油炉和燃气暖风机。最常见的取暖设备类型是 "开放式燃烧设备",即从室内吸入助燃空气,同时将废气排入室内。

燃烧器具 | 丙烷气费消费者协会

 

虽然开放式燃烧设备可以放置在任何地方,使用方便,但也会大大增加室内的二氧化碳含量。如果长时间使用导致氧气含量下降,还会产生一氧化碳中毒的风险。

在油扇式加热器中,二氧化碳浓度在加热运行开始后迅速上升,30 分钟后超过了 5500 ppm,即仪表的测量极限。这一浓度水平大大超出了《建筑标准执法令》第 129-2-6 条规定的 1000 ppm 标准值。
不同取暖设备对全身冷暖感影响的实验研究 - 确保独立式住宅居住空间舒适度的研究

每种二氧化碳浓度对人体的影响
350-450ppm
0.035-0.045%vol
新鲜空气
600-1200ppm
0.06-0.12%vol
室内空气
>1000ppm
>0.1%vol
出现疲劳和注意力不集中。
5000ppm
0.5%vol
8 小时(工作日)办公室的最大允许工作时间
38000ppm
3.8%vol
呼吸(直接)
>100000ppm
10%vol
呕吐感、失去知觉和死亡

二氧化碳 (CO2) 浓度与室内空气质量的关系,ROT21-01|露点仪和氧气分析仪 Michel Japan K.K.

 

 

此外,石油和天然气在燃烧时都会持续产生水蒸气,如果长时间使用,会导致湿度过高。简单地说,燃烧一升煤油会产生大约一升的水。因此会产生大量冷凝水,这也是霉菌的成因之一。(有关空调干燥问题的更多信息,请参阅下文)。

燃料类型 二氧化碳生产 水蒸气的产生
煤油 144 升 0.120 升
天然气 (13A) 109 升 0.161 升
丙烷气 123 升 0.132 升

燃烧天然气和石油时会产生多少二氧化碳和水蒸气?| 三菱电机常见问题 FAQ

 

此外,研究表明,燃油暖风机会将燃烧过程中产生的各种污染物释放到室内。

我们在油扇式加热器使用过程中进行了实际测量调查,以明确空气污染的实际情况。

脱漏

研究结果如下

1: 实际室内污染物浓度(测量调查)

脱漏

b. 庚烷、甲苯、辛烷、壬烷、癸烷、壬醛、十一烷、癸醛、十二烷、十三烷和十四烷等室内 VOC(挥发性有机化合物)的浓度随着设备的使用而增加,尤其是癸烷的浓度显著增加。

c. 使用 50 分钟后,二氧化氮浓度为 395 ppb,比《空气污染控制法》规定的环境空气质量标准高出 6.6 倍。
使用开放式燃油取暖设备时的室内空气污染研究 - 燃油风扇取暖器的挥发性有机化合物、氮氧化物和 NH3 排放 - 。

 

因此,我们建议使用用电的加热设备,除非在没有电源插座或超过最大功率的情况下,更不用说比较运行成本了。

将电能转化为热能的方法

将电能直接或间接转化为热能,用于加热或冷却物体等的方法称为电加热,可分为八种不同的方法。其中,以下三种用于加热设备。

电阻加热

这种方法利用电能通过加热元件产生的热量(焦耳热)。


电阻加热 | 日本电热中心

 

 

"当在导体上施加稳定电流时,在给定时间内产生的焦耳热量与电流大小和导体电阻的平方成正比。这一定律被称为 "焦耳定律"。

每种导体都有自己的固有电阻,但无论导体由什么材料制成,电流作用时产生的热量都是由焦耳定律决定的。

加热元件包括金属和非金属加热元件,每种加热元件都有自己的特定电阻。根据使用温度和环境的不同,各种具有不同耐热性和耐腐蚀性的材料被用作加热元件。下表列出了加热元件的主要类型。

  类型 最高工作温度 (℃) 20°C 电阻率(μΩcm) 功能
金属 铁、铬、铝 1,100-1,400 123-160 抗氧化性优异,韧性较差
镍铬 1,000-1,200 108-112 最受欢迎、高温强度高、成型性好
1,800 5 可在高温下使用,减少所需的气氛
钨 (W) 2,400 5.5 可在非常高的温度下使用,减少所需的气氛
非金属 碳化硅 1,650 20000
(1,000℃)
最普遍的非金属,不适合间歇性使用
硅化钼 1,800 30 弯曲强度高,抗热震性弱
灯笼铬铁矿 1,800 110000
(1,500℃)
抗热震性较差
2,600 8 可在非常高的温度下使用,并可耐受快速加热和冷却

电阻加热原理 | 日本电热中心

 

红外线和远红外线加热

这是利用红外线和远红外线辐射热能的加热方法之一。红外线辐射介于可见光和微波之间,波长从 0.78 微米到 1 毫米不等。波长范围在 3 微米到 1 毫米之间的辐射称为远红外线辐射。

近红外线是加热金属的波长,而远红外线是加热非金属的波长。远红外线能有效加热非金属人体。


红外线和远红外线加热 | 日本电热中心

 

陶瓷材料是目前唯一能很好地吸收远红外线辐射且耐热的材料。大多数远红外加热器的表面由陶瓷材料组成,内部插入电热丝。通电后,加热器的表面温度通常会上升到几百摄氏度,从而辐射出远红外线。

热泵

见下图。

 

 

热传递

您可能经常会看到传导加热、对流加热和辐射加热的划分,但它们有什么区别呢?

热量总是从温度较高的地方传递到温度较低的地方(热力学第二定律)。热量传递有三种类型:传导、对流和辐射。

导通

将热量直接传递给与热源接触的受热物体称为传导。当热量从发热物体内部较热的部分传递到较冷的部分时,也会发生传导。热量传递的难易程度(导热率)因物质而异。一般来说,金属的导热性较高,而木材和塑料的导热性较低。

 

对流

通过气体和液体等流体运动进行的热传递称为对流。受热的流体会膨胀、变轻并上升,而又冷又重的流体则会下降。这一过程不断重复,将热量传递给整个流体。热量通过流体介质传递给被加热物体。对流的特点是热量随着物质(即流体)的运动而传递。

 

辐射

热源发出的电磁波传递热量称为辐射(辐射)。物质根据其温度辐射电磁波。高温热源会辐射出强烈的电磁波,被加热物体吸收后会转化为热量。由于电磁波即使在真空中也能传播,因此可以将热量传递到远处,而无需其他物质的调解。

 

虽然我们已经介绍了三种热传递方式:传导、对流和辐射,但物体是通过气体和液体加热的,而气体和液体是通过与加热物体接触(传导)或加热物体 "辐射 "的红外辐射(对流)加热的。

因此,除非是在真空空间等特殊环境中,否则不可能只有其中一种能传递热量。

 

 

电磁波和远红外线辐射

电磁波从最短的波长开始分为伽马射线、X (X) 射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波等。

电磁波所含的能量被物质吸收后会转化为热量。相反,地球上每一个温度高于绝对零度的物体都会发出波长与其温度相对应的红外线。当物体的温度达到 1000 K(727 °C)时,就会开始发出可见光,并呈现出红光。随着温度的进一步升高,物体会发出波长更短的光。

无电磁波和热量

 

对于金属而言,卤素加热器可以有效加热,因为波长较短的辐射通常具有较高的吸收率。用远红外加热器加热可以达到一定的温度(几百度到约 1000°C),但达不到卤素加热器的加热温度(约 2000°C)。顺便提一下,卤素加热器也比远红外加热器发出更多的远红外辐射,因此它们并不是只加热金属而不加热其他金属。如下图所示,该份额只会变小。

关于远红外线和近红外线辐射 | 日本加热器株式会社

 

加热器之间的差异如下表所示。如上图所示,是同时发射近红外射线还是只发射远红外射线,主要取决于加热元件的温度,而不是材料,因此即使使用卤素加热器,如果降低输出,也只会发射远红外射线。

不要误读预期寿命,卤素灯的寿命的确很短,但那是在下表所示的温度范围内使用时的寿命,而这些温度范围通常是卤素灯的使用范围。家用卤素加热器不可能产生高达 2000°C 的温度。确实没有数据表明,在相同温度下加热时,卤素灯是否比其他加热元件更易碎,但它们不太可能易碎。

加热 卤素灯加热器 碳加热器
红外线 近(中)赤道 远红外线
波长 0.78 ~ 3μm 3 ~ 1000μm
温度范围 高于 2000°C 1000℃
预热速度 数秒 数秒
寿命

 

厂家谎言

首先,人们常说 "发射远红外线的取暖设备能让身体暖到心窝",但这并不意味着远红外线能深入人体。远红外线的能量主要是从皮肤表面向下约 200 μm 吸收,并在那里转化为热量。热量只能通过体内的水分传递到身体内部。

其次,有时人们会说:"织物之所以温暖,是因为它是用能发射远红外线的陶瓷织成的"。然而,正如在热传递一节中提到的,热量只能从温度较高的地方传递到温度较低的地方(热力学第二定律)。如果两个物体的温度相同,则热传递为零。此外,热能可以移动或改变形式,但能量总量不会增加或减少(热力学第一定律)。当你穿着应急床单时之所以感觉更暖和,并不是因为床单在散发热量,而是因为铝箔反射了你身体发出的远红外线辐射。

最后,远红外线辐射对健康没有益处。如前所述,地球上的每个物体都会发出远红外线辐射,因此室温下总是可以接收到远红外线辐射。

建议整体加热和部分加热

总之,无需比较不同类型供暖设备的电费,空调是为整个房间供暖的唯一选择。原因是热泵提供的热能多于使用的能量。

热泵是将热量从较低温度输送到较高温度的设备的总称。空调、Eco-Cute(热水器)、冰箱和冰柜都使用这种转换方式。

您可能会认为这忽略了前面提到的热力学第一定律,即能量总量保持不变,但事实并非如此。热泵并不制造热量,而是按照下图所示的顺序从外部空气中转移热量。就利用地球原有的东西而言,利用空气热量的热泵与太阳能和风能发电属于同一类型。


热泵 | 日本电热中心

 

一个问题是,空调通常安装在较高的位置,因此当空调加热时,暖空气会积聚在天花板附近,脚周围的空气会变得寒冷。在这种情况下,加装一个循环器往往能改善这种状况。

还有一种情况是,打开空调后,空气可能会感觉更干燥。然而,这并不是因为空间中的水蒸气量实际上在减少,而是因为室温升高,饱和水蒸气的上限也随之升高,导致湿度下降。在这种情况下,可以使用加湿器来调节湿度。

在文章末尾,我将发布推荐循环器的链接和一篇关于如何选择空调的文章,如果您想阅读的话。

 

我们提到过,空调在加热整个房间时是最节能的。电暖器用于部分取暖时也很节能,比如给附近的人取暖,或者只想在短时间内给自己取暖。因此,不建议将电暖器与空调结合使用,除非您想在温暖整个房间的同时也迅速温暖自己。

不过,不使用电热毯、热垫子、热地毯和其他直接接触皮肤的加热设备更安全,因为有低温烫伤的危险。如果长时间不使用,确实不会发生低温烫伤,但低温烫伤是危险的,因为它会在没有疼痛的情况下发展。儿童,尤其是婴儿的皮肤很薄,如果不是你,更难控制时间,所以一定要小心。

长时间暴露在 44°C 至 50°C 的温度下造成烧伤
低温烧伤 "是指温度低于 "高温烧伤 "的烧伤,后者是由接触热水或火引起的。具体来说,当皮肤直接接触温度约为 44°C 至 50°C 的物体数分钟至数小时时,就会造成低温烫伤。几个小时内发生的病例很常见,比如在睡觉时,但如果温度接近 50°C,可能只接触几分钟就会发病。皮肤薄的人即使在低温和短时间内也更容易被灼伤。

缓慢发展至皮肤深层,而非皮肤表面
温度约为 44°C 至 50°C,短时间接触不会感到疼痛,冷的时候也比较舒服。但是,长时间接触会慢慢损伤皮肤,而不会出现任何主观症状。
虽然温度很低,但 "低温烧伤 "绝不是轻微烧伤。与 "高温烧伤 "一样,随着严重程度的增加,会出现发红和灼痛、起泡和疼痛、干燥和感觉丧失等症状。不知不觉中,情况可能会变得非常严重,以至于需要植皮。
低温烧伤看起来并不可怕,但它们安全吗?应对和预防低温灼伤的措施说明

 

产品对比图

从上述内容中,我们了解到

  • 原则上不使用燃油或燃气加热器
  • 建议使用空调为整个房间供暖。
  • 不要使用直接接触皮肤的加热装置

下面我们将介绍推荐的电暖器,但在此之前,我们先来梳理一下不同类型的电暖器。

 

总之,电暖器只有两种类型:碳纤维电暖器和卤素电暖器,它们以加热元件来区分。电暖器以各种名称出售,但它们都指上述两种类型中的一种或两种。

让我具体解释一下。首先,关于陶瓷加热器,陶瓷首先是覆盖加热元件的材料。如前所述,大多数电加热器的表面都覆盖有陶瓷物质。这很复杂,因为它们有时会以陶瓷加热器的商品名称独立出售,但大多数电加热器都是陶瓷加热器。

接下来,我将讨论石英管加热器。首先,石英管是用石英制成的玻璃管,加热元件覆盖在石英管上的加热器称为石英管加热器。不过,首先,石英管加热器属于陶瓷加热器,因为陶瓷是指金属以外的任何无机材料。

接下来,我们将讨论石墨加热器。首先,碳是指所有碳材料,而石墨是指石墨化碳材料。

最后,让我来谈谈远红外取暖器。如前所述,所有取暖设备(以及地球上的所有物体)都会发出远红外线辐射,因此我们认为远红外线取暖器是向那些对红外线辐射有误解的人推销的产品名称。

 

 

关于能源效率,由于电能只是转化为热能,因此并非只有某些电暖器在使用相同电量的情况下才能产生更多热量(热力学第一定律)。(热力学第一定律)换句话说,所有电加热器的能效都是一样的。

最初的概念恰恰相反:例如,电线使用的是导电率很高的铜线,可以防止电能以热能的形式散发。而电暖器的设计则是将电能作为热能散发出去,因此无需考虑能效问题。不过,如果电暖器配有风扇吹风或旋转功能,也会耗电,因此在这方面的能效较低。

不仅如此,使用电暖器(如燃油暖气片)只能用来给附近的人取暖,作为局部供暖,作为整个房间的供暖是不利的,因为房间升温更慢,电费也会更高。(无油取暖器也是如此,因为并不是不用油就可以了)。

碳加热器和护套加热器

使用碳作为加热元件的电热片是碳电热片,使用镍铬丝作为加热元件的电热片是护套电热片。我们无法找到关于这些电暖器在与卤素电暖器相同的温度下使用时寿命的研究,但我们认为它们的寿命不会比卤素电暖器特别长。不过,碳纤维电热片和护套电热片是当今日本的主流产品,许多制造商都有销售。

在本博客中,我们将对不带风扇、旋转、加湿器或空气净化器功能的简单型号进行比较,以提高电气效率。不过,我们认为配备一个传感器非常重要,当电暖器上有毛巾或衣物时,传感器会检测到并停止电暖器的运行,因此我们将对具有此功能的电暖器进行比较。

制造商 Yamazen Yamazen Yamazen
型号 DBC-SK122 DC-SW092 DS-SD082
耗电量 1200W / 900W / 300W 900W / 450W 800W / 400W
尺寸 宽 330 x 深 330 x 高 670 毫米 宽 280 x 深 280 x 高 650 毫米 宽 305 x 深 135 x 高 365 毫米
重量 4.0kg 2.5kg 1.7kg
价格* 10,827 日元 8,682 日元 4,280 日元

*…截至 2022 年 12 月 24 日亚马逊上的价格。

 

如表所示,只有 Yamazen 符合要求。由于有三种尺寸可供选择,请购买最适合您房间的产品,例如,如果您独居,请购买最小的,如果您住在客厅,请购买最大的。

 

卤素加热器(卤素灯加热器)

这些加热器使用钨作为加热元件。如上表所示,它的启动时间最快,仅需几秒钟,而且升温很快。

価格.com 发现只有五家制造商生产卤素加热器。日立(Hitachi)等公司曾经销售过这些产品,但由于热潮已过,现在已不再销售。(如前所述,许多人对这些取暖器的使用寿命存在误解,因此不再销售)。

在五家制造商中,以下两家能够调节温度。未安装传感器。

制造商 TeknTeknos FIFTY
型号 PH-803 FL-HA810YD
耗电量 400 / 800W 400 / 800W
尺寸 宽 42.2 x 深 32.8 x 高 46.4 厘米 宽 42.6 x 深 12.5 x 高 30.9 厘米
重量 2.1kg 2.1kg
价格* 6980 日元 -

*…截至 2022 年 12 月 24 日亚马逊上的价格。

 

亚马逊上没有 FIFTY 产品,但雅虎和乐天上的价格与 Technos 产品差不多。但它体积小巧,因此我向您推荐。

 

面板加热器

如前所述,电暖器的种类取决于发热元件,但板式电暖器却没有这样的区分,似乎是指一种低功率、低矮的电暖器,放在办公室的桌子下面用来暖脚。我想这个是有需求的,所以就介绍一下,以备不时之需。

在本博客中,我们将比较那些没有风扇功能、可以像普通加热器一样调节温度(瓦特数)的产品,以提高电气效率。(您可以向右滚动)。

制造商 Yamazen Top land Iris Oyama Panasonic
型号 DP-SB169 SP-PH200 WT PH-TSA DC-PKD4
耗电量 160W 200W 160W 165W
尺寸 宽 40.5 x 深 15 x 高 32.5 厘米(包括支脚) 宽 400 x 深 36 x 高 330 毫米 宽 45 x 深 30 x 高 48 厘米 48×45×30 厘米
重量 1.7kg 1450g 1.7kg 2.2kg
价格* 3,982 日元 4,191 日元 7,480 日元 12,618 日元

*…截至 2022 年 12 月 24 日亚马逊上的价格。

 

我们在此推荐 Yamazen 和普通电暖器,因为它们具有相同的功能,而且最便宜。

 

希望以上内容对您有所帮助。另请参阅此处!

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