问小白 wenxiaobai
资讯
历史
科技
环境与自然
成长
游戏
财经
文学与艺术
美食
健康
家居
文化
情感
汽车
三农
军事
旅行
运动
教育
生活
星座命理

你用的电热水袋,安全吗?

创作时间:
作者:
@小白创作中心

你用的电热水袋,安全吗?

引用
1
来源
1.
https://www.kpcq.org.cn/kitchen/296/419026296.shtml

在寒冷的冬日里,热水袋成了我们抵御寒冷的得力助手。传统的热水袋,需要人手动把烧好的热水灌进耐高温材质的袋子里,不但麻烦,持续保温效果也很一般,差不多每隔几十分钟,就要重新倒掉冷水灌进热水。直到电热水袋的问世,才把大家从繁琐的倒水中解放出来。

近年来,随着工艺技术的进步,如今的电热水袋不但保温时间更长,也越来越小型化,便携化,堪称现代人冬天的可移动安全取暖炉。

不过网络上偶尔出现的热水袋爆炸或者烫伤使用者的新闻报道,也让大伙儿心下惴惴——这个小玩意儿安全性到底如何?要弄清这个问题,咱们可以从热水袋的内部构造和发热原理说起。

里面装的真是水吗?

大家都知道传统的热水袋里,罐装的肯定都是开水。不过电热水袋里的“水”,虽然是液体形态,但并不是纯水,而是“盐水”。这里的盐,可不是我们日常调味的食盐,而是一些可溶于水的金属化合物。一般说来,热水袋里的液体是往水中加入过量乙酸钠,形成乙酸钠溶液与乙酸钠晶体的混合物。

Tips小知识

乙酸钠溶液的溶解度会随着温度而改变。当温度升高时,溶解度也上升,溶液能溶解更多的碳酸钠;而当温度下降时,溶解度下降,溶液中原本的碳酸钠又会以晶体形式析出。


图源:Pixabay

热水袋中的“水”之所以采用乙酸钠溶液,是因为电热水袋中的液体被停止加热之后,原本溶于溶液中的乙酸钠会因为温度降低而慢慢以晶体形式析出,这个析出的过程本身也会有放热的反应。所以用乙酸钠溶液作为热水袋的填充液体,可以让热水袋发热时间更为持久,保温效果也得到增强。

出于安全性的考虑,热水袋里的溶液都是没有毒性的。就以乙酸钠为例,这种化学物质还被广泛用于食品防腐剂、医药品等行业,本身无毒。不过人体对纯度较高的乙酸钠还是会产生刺激性反应,所以尽管热水袋里的水理论上对人体无害,但还是不建议大家打开热水袋内部,对它进行加水和换水。

“水”是怎么被烧热的?

了解了电热水袋里的液体成分后,我们也大概能够知道电热水袋的工作原理,其实就是把电能转换成热能,把热水袋里的“水”烧热。而具体的转换方式,根据电热水袋的构造,又可以分为两种:电阻式加热与电极式加热。

电阻式加热

在物理课上我们学过,当电流流过电阻时,电流做功而消耗电能,产生热量,这种现象叫作电流的热效应。而电阻式加热正是利用了这一原理。

这类热水袋在袋体内部采用了高电阻的发热元件,当电热水袋通电后,电流通过发热元件,就能产生热量了。

而电阻式热水袋中的发热元件,也存在一个“进化”过程,早期的电阻式热水袋,是将金属发热丝直接与电路连接,然后在发热丝外面包裹绝缘材料避免漏电。

而改进后的发热元件大多变成了U型加热管,是在一根耐高温不锈钢无缝管内均匀地分布高温电阻丝,并用导热性能与绝缘性能良好的材料填充。这样可以避免老式电热丝表面的绝缘材料随时间腐蚀脱落,而导致漏电短路的风险,让电热水袋更加安全。

电极式加热

比起电阻式加热,电极式电热水袋原理更加简单粗暴,它直接把热水袋中的溶液作为电阻——毕竟乙酸钠或者其他金属盐的溶液本身也是能够导电的。所以电极式热水袋里面没有发热元件,只有两个作为正负电极的金属棒。

当电热水袋通电后,电流通过袋内的溶液,从一个电极流向另一个电极,利用溶液的电阻产生热量。这种电极式的加热方式看起来似乎发热效率更高——因为直接使溶液发热,而不用经过发热丝的热传递,“没有中间商赚差价”,所以热损耗较少,发热也会更快。

但是电极式电热水袋的加热方式存在安全隐患,首先是工作时溶液直接带电,存在漏电的风险。其次,因为不像电阻式热水袋一样有绝缘层隔绝金属与液体,长期浸泡在盐溶液中的金属电极容易被腐蚀生锈。一旦锈斑脱落,电极的电阻降低,导致加热功率增大。如果温控开关失灵,加热温度会持续上升,溶液可能汽化,内部压强快速升高,最终可能导致热水袋膨胀甚至爆炸。

因为存在安全隐患,目前国家已经明令禁止生产、销售电极式电热水袋,但是有部分不正规厂家依然在偷偷销售这类电热水袋。大家在购买电热水袋时,可以用“捏”的方法辨别是否是电极式电热水袋。具体方法是用两根手指按压热水袋外囊,并通过触觉感觉其内部构造,如果按到电热水袋内部有网状金属丝或者U型金属管,说明买到的是电阻式电热水袋。

如果摸到内部除了液体之外什么也没有,或者内部是各自一边的两根金属管,那么极大可能就是电极式电热水袋了,这种电热水袋千万不要买。当然,也有更简便的判断方法,查看产品说明。

“胀气”了还能用吗?

还有的朋友可能会发现,电热水袋在使用一段时间后,袋体会慢慢鼓胀起来,其实这也是正常现象。因为在电热水袋的溶液中,还溶解有部分气体。当电热水袋反复被加热之后,这些气体就会被释放出来,从而导致电热水袋越来越鼓。

电热水袋“胀气”虽然是正常现象,但如果一直放任不管,一来可能影响它的发热保温性能,二来随着热水袋内部气体不断积聚,压强会逐渐增大,可能给热水袋外囊造成破损,甚至有爆炸的风险。所以为了避免这些情况,需要视情况对热水袋进行放气处理。

现在的电热水袋一般都设计有排气口,排气口一般位于插电口附近,是一个较小的塑胶嘴,上面通常会标注“排气”字样。有些设计比较精细的厂家,还会在排气口外用带螺丝的塑料片遮挡。当我们对它进行排气时,需要先用对应型号的螺丝刀拧开固定螺丝,揭开塑料片。

找到塑胶嘴放气口后,将其朝上,再使用较为细长的工具(小号螺丝刀、尖头镊子甚至口服液类药品的吸管)撬开塑胶嘴。同时,轻轻按压热水袋,这时会听到放气声。排气过程中,当放出的气体基本排完,有少量液体流出时,即可停止排气。

热水袋虽然简单,但其背后的科学原理和使用技巧却不容忽视。通过了解这些知识,我们可以更加安全、高效地使用热水袋,让它成为我们冬日里的温暖伴侣。在享受它带来温暖的同时,我们也应该注意其维护和保养,确保它能够更好地为我们服务。

© 2023 北京元石科技有限公司 ◎ 京公网安备 11010802042949号