摘 要：PTC熱罐機投入市場后，將取得明顯的經(jīng)濟效益和社會效益，它的市場生命周期預(yù)計可達(dá)20年，可靠、安全、節(jié)能、環(huán)保、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，熱罐機采用PTC陶瓷片結(jié)構(gòu)能在便利店領(lǐng)域銳顯其強勁的市場競爭力。

關(guān)鍵詞：熱罐機；節(jié)能；環(huán)保；長壽命；PTC陶瓷片加熱技術(shù)

1 項目產(chǎn)品的市場競爭力和前景

1.1 PTC陶瓷片產(chǎn)品的發(fā)展

PTC是半導(dǎo)體的發(fā)熱陶瓷片組成，在外面溫度降低時，PTC的電阻值就會隨之變小，但是其發(fā)熱量反而會增大，這是一種具有PTC效應(yīng)材料，也就是說正溫度系數(shù)效應(yīng)，它指的是材料的電阻會隨溫度的升高而增大。我們使用的大多數(shù)金屬材料都會有PTC效應(yīng)，其效應(yīng)表現(xiàn)為電阻隨溫度增大而線性增大，就是我們經(jīng)常講的線性PTC效應(yīng)，熱敏電阻是正溫度系數(shù)（PTC）和負(fù)溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻以及臨界溫度熱敏電阻（CTR）。PTC陶瓷片技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，經(jīng)過了漫長的歲月，在50年代，荷蘭的海曼等人在BaTiO3材料中放進稀土元素做半導(dǎo)化試驗時，發(fā)現(xiàn)這種材料的電阻率具有很高的正溫度系數(shù)，有很強的PTC效應(yīng)，研究和摸索這種現(xiàn)象很快成為引人矚目的研究課題。

在我國，從60年代開始PTC熱敏電阻的科研工作并逐步發(fā)展，1982年，“儀表材料學(xué)會”從敏感元件角度組織第一次PTC討論會，1990年，《家電科技》雜志在廣州組織家電輕工系統(tǒng)PTC討論會，迄今已舉行過八次，90年代初，國家科委組織科研院所對PTC熱敏電阻進行研究，使它進入了快速發(fā)展時期，到目前為止已經(jīng)有年產(chǎn)1億件的大型工廠分布于全國各地。

1.2 PTC陶瓷片產(chǎn)品的概述

PTC陶瓷片是一種具溫度敏感性的半導(dǎo)體電阻，如果超過一定的溫度（居里溫度），它的電阻值隨著溫度的升高是呈階躍式的增高，PTC陶瓷片溫度的變化可以由流過PTC陶瓷片的電流獲得，也可以由外界輸入熱量獲得，陶瓷材料通常用作高電阻的優(yōu)良絕緣體，而陶瓷PTC是以鈦酸鋇為主，摻雜其它多晶陶瓷材料制造的，具有較低的電阻及半導(dǎo)特性，通過有目的的摻雜一種化學(xué)價較高的材料作為晶體的點陣元來達(dá)到其效果。

PTC陶瓷片于50年代出現(xiàn)，隨后又出現(xiàn)了以鈦酸鋇為主要材料的PTC熱敏電阻。PTC熱敏電阻在工業(yè)上可用作溫度的測量與控制，也用于汽車某部位的溫度檢測與調(diào)節(jié)，還大量用于民用設(shè)備，可以控制瞬間開水機的水溫度、空調(diào)器與冷庫的溫度，利用本身加熱作氣體分析和風(fēng)速機等方面。

PTC陶瓷片用作加熱元件外，還能起到“開關(guān)”的作用，兼有敏感元件、加熱器和開關(guān)三種功能，大家都稱之“熱敏開關(guān)”，電流通過元件后引起溫度升高，發(fā)熱體溫度上升。當(dāng)超過居里點溫度以后，電阻增加，從而限制電流的增加，于是電流開始下降導(dǎo)致元件溫度降低，電阻值的減小又使電路電流增加，元件溫度升高，周而復(fù)始，因此具有使溫度保持在一定范圍的功能，又起到了開關(guān)作用。利用這種阻溫特性做成加熱源，作為加熱元件應(yīng)用的有家用暖風(fēng)器、電烙鐵、烘衣柜、空調(diào)機，還可對家用電器起到過熱、過載的保護作用。PTC陶瓷片的發(fā)熱效應(yīng)，就是電阻值不斷升高的原因，在于材料組織是由許多很小的微晶組成的，在這樣的晶粒表面，即晶粒邊界上形成勢壘，大大地阻礙了電子越過邊界進入到相鄰區(qū)域中，而它產(chǎn)生的高電阻在溫度低時被大大抵消了，在晶界上高的介電常數(shù)和自發(fā)的極化強度在低溫時阻礙了勢壘的形成，并使電子可以自由地流動。這種效應(yīng)在高溫時，介電常數(shù)和極化強度大幅度降低，導(dǎo)致勢壘及電阻大幅度升高，呈現(xiàn)出強烈的PTC效應(yīng)。

熱罐機采用PTC陶瓷片加熱就是利用恒溫加熱PTC熱敏電阻恒溫發(fā)熱特性設(shè)計的加熱器件，在一般情況下的加熱場合，PTC陶瓷片具有恒定溫度發(fā)熱、沒有明火、導(dǎo)熱轉(zhuǎn)換率高、受電源電壓影響小、自然壽命長等其它發(fā)熱元器件無法比擬的優(yōu)勢，在目前家電市場中，PTC陶瓷片電加熱器具中的應(yīng)用越來越得到設(shè)計工程師的青睞。

1.3 PTC陶瓷片產(chǎn)品的運用

PTC陶瓷片是開發(fā)很早、種類繁多、發(fā)展較快的敏感元器件，PTC陶瓷片由半導(dǎo)體材料組成，利用溫度引起電阻的變化，因此電導(dǎo)是溫度的函數(shù)，可以由測量電導(dǎo)推算出溫度的高低，并且能做出電阻-溫度特性曲線，也是半導(dǎo)體熱敏電阻的工作原理。

目前，電熱元器件應(yīng)用在熱罐機產(chǎn)品上，主要是實現(xiàn)熱傳導(dǎo)電輔加熱功能，這類電熱元器件有電熱絲、PTC兩種。

過去，傳統(tǒng)熱罐機產(chǎn)品采用電熱絲元器件，從2009年下半年開始，許多企業(yè)也改用PTC電熱元器件了。

另外，PTC在安全性等方面也具有優(yōu)勢，雖然電熱絲在家用電器上已經(jīng)使用多年，技術(shù)相對成熟，但是這種產(chǎn)品需要在電路中設(shè)計溫控裝置和保護裝置，如果保護裝置失效，可能存在一定安全隱患，PTC電熱元器件具有恒溫的特性。該產(chǎn)品加熱時，即使沒有保護裝置，風(fēng)機停止運轉(zhuǎn)，最高溫度也只會到200℃，不會有安全隱患。另外，現(xiàn)在PTC完全可以做到使用1000小時后，功率衰減控制在10%以內(nèi)。

2 項目產(chǎn)品創(chuàng)新性、先進性

本開發(fā)內(nèi)容和目標(biāo)：熱罐機采用PTC陶瓷片結(jié)構(gòu)在國內(nèi)是首創(chuàng)，國外還沒有先例；先進性：節(jié)能、安全、環(huán)保。

3 市場預(yù)測

隨著節(jié)能、環(huán)保、安全在市場上競爭優(yōu)勢的顯現(xiàn)，熱罐機采用PTC陶瓷片結(jié)構(gòu)批量生產(chǎn)后，將會取得明顯的經(jīng)濟效益和社會效益，該產(chǎn)品市場生命周期預(yù)計可達(dá)20年，甚至更長，市場年容量在5萬臺左右。

4 經(jīng)濟效益、社會效益

PTC熱罐機產(chǎn)品投入市場后，給企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益和社會效益，節(jié)能環(huán)保和降低成本，產(chǎn)品采用流水線生產(chǎn)，能保證其質(zhì)量，為客戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，熱罐機采用PTC陶瓷片結(jié)構(gòu)能在便利店領(lǐng)域銳顯其強勁有力的市場競爭力。

5 熱罐機目前在國內(nèi)使用情況

熱罐機采用PTC陶瓷片結(jié)構(gòu)目前已經(jīng)商品化，在國內(nèi)連鎖超市和便利店中已經(jīng)大量使用，根據(jù)客戶反饋，使用情況良好，故障率非常低，包括全家、羅森、7-11、好德、快客、聯(lián)華等。原先有些檔次較高便利店還采用日本進口的熱罐機，日本熱罐機一直采用電加熱絲的方式，沒有改變，客戶反映耗電量大，加熱速度慢，還是比較青睞采用PTC陶瓷片加熱的熱罐機，目前在上述這些便利店中，采用PTC陶瓷片熱罐機幾乎占100%；

PTC熱罐機是傳導(dǎo)制熱的，目前已經(jīng)開發(fā)出熱風(fēng)型的，就是在密閉的空間中，將空氣溫度加熱，使飲料瓶中飲料變熱，主要特點是穩(wěn)度均勻，控制溫度精確，缺點是噪音較大，耗電量高，風(fēng)機故障率高，產(chǎn)品細(xì)分的效果有待于市場檢驗和認(rèn)可。今后，連鎖超市、便利店機臺設(shè)備，將趨向于節(jié)能、環(huán)保、綠色、低碳，這是發(fā)展的大方向。

參考文獻(xiàn)

[1]熱罐機產(chǎn)品執(zhí)行準(zhǔn)標(biāo).GB4706.1.家用和類似用途電器的安全通用要求[S].

[2]董小雄.熱罐機獲得實用新型專利.專利號：ZL201120110825.0.201

1，12，14.

作者簡介：董小雄（1957，12-），男，上海市，現(xiàn)職稱：工程師，學(xué)歷：大專，研究方向：工業(yè)設(shè)計。