Kaip pagrindinė pirties įrangos sudedamoji dalis, šildymo medžiagų technologinė raida tiesiogiai nulemia pirčių patirtį, energijos suvartojimo lygį ir pritaikymo scenarijaus ribas. Nuo tradicinių metalinių varžų laidų iki naujų medžiagų, tokių kaip grafenas ir PTC puslaidininkiai, kiekvienas šildymo technologijų proveržis paskatino kokybinį šuolį pirčių pramonėje – nuo „plačios šildymo“ iki „tikslaus sveikatos stiprinimo“ ir nuo komercinių išskirtinių scenarijų iki namų ūkio populiarinimo. Šildymo medžiagų kūrimas ne tik pakeitė pramonės ekologiją, bet ir pavertė pirtis dideliu paklausos produktu sveikatos vartojimo eroje.
I. Tradicinės šildymo medžiagos: pramonės pamatų klojimas su ryškiomis augimo kliūtimis
Nuo XX amžiaus pabaigos iki XXI amžiaus pradžios pirčių pramonė rėmėsi metaliniais varžiniais laidais ir kvarciniais vamzdžiais kaip pagrindinėmis šildymo medžiagomis, todėl pradiniame pramonės etape tapo pagrindiniu pasirinkimu. Šios medžiagos šildo naudojant džaulio elektros srovės efektą, naudojant brandžią technologiją ir mažą kainą, o tai padeda pagrindą komerciniam pirčių populiarėjimui.
- Techninės charakteristikos: Metalo varžos laidai daugiausia gaminami iš nikelio-chromo lydinio, kurių šilumos konversijos efektyvumas yra maždaug 63,8%, todėl norint sumažinti šilumos nuostolius reikia storų izoliacinių sluoksnių; kvarcinio vamzdžio šildymas priklauso nuo infraraudonosios spinduliuotės iš vamzdžio sienelės, o kaitinimo greitis yra lėtas, kai nuo aplinkos temperatūros pakils iki 60 °C per 30 minučių.
- Taikymo scenarijai: pirmiausia pritaikyta didelėms komercinėms saunoms, užimančioms dominuojančią padėtį viešosiose pirtyse, viešbučių SPA ir kituose scenarijuose dėl išlaidų pranašumų, o rinkos skverbtis iki 2010 m. viršijo 80 %.
- Pramonės apribojimai: didelis energijos suvartojimas (0,68 kWh/m² ploto vienetui), neatitinkantis aplinkosaugos tendencijų; prastas šildymo tolygumas (temperatūros skirtumas didesnis nei 5°C salone), linkęs į vietinį perkaitimą ar šaltas vietas; trumpas tarnavimo laikas (vidutinis metalinių varžų laidų keitimo ciklas yra tik 1-2 metai), todėl priežiūros išlaidos yra didelės.
Šiuo laikotarpiu dėl techninių šildymo medžiagų apribojimų pirties pramonė apsiribojo pirminiu „paprasto prakaitavimo“ etapu. Tokios problemos kaip didelis energijos suvartojimas ir netolygi patirtis ribojo namų ūkių rinkos plėtrą, o pramonės augimas daugiausia priklausė nuo komercinių scenarijų masto plėtros.
II. Pereinamojo laikotarpio šildymo medžiagos: energijos vartojimo efektyvumo didinimas ir įvairaus scenarijaus tyrimas
2010 m. anglies pluošto ir anglies kristalų kaitinimo medžiagų atsiradimas pažymėjo pirmąjį technologinį posūkio tašką pirčių pramonėje. Dėl puikios šilumos konversijos efektyvumo ir radiacijos charakteristikų šios medžiagos pašalino tradicinių medžiagų veikimo kliūtis, paskatindamos pramonę taupyti energiją ir pakeisti lengvą svorį.
Anglies pluošto šildymo medžiagos: efektyvi radiacija, pirmaujantis komercinis atnaujinimas
Anglies pluošto šildymo laidai šildo per tolimąją infraraudonąją spinduliuotę, kai įjungiama energija, o bangos ilgiai koncentruojami 5–15 mikronų diapazone, rezonuoja su žmogaus ląstelių vibracijos dažniu, kad būtų pasiektas gilus šildymas „iš vidaus į išorę“. Jų šilumos konversijos efektyvumas siekia 82,4%, o energijos sąnaudos vienetui sumažėja iki 0,41 kWh/m², sutaupant 31,2% energijos, palyginti su tradiciniais varžos laidais.
- Pagrindiniai privalumai: Žymiai pagerintas kaitinimo greitis (vidutiniškai 15 minučių norint pasiekti nustatytą temperatūrą, 50 % trumpesnis nei kvarciniai vamzdžiai); žymiai padidintas karščio tolygumas (temperatūros skirtumas salone ±2°C, išvengiant vietinio nusiplikymo pavojaus); pailgėja tarnavimo laikas (5-8 metai), sumažinant priežiūros išlaidas 60%.
- Poveikis rinkai: greitai tapo pageidaujama medžiaga vidutinės ir aukščiausios klasės komercinėms pirtims, padidindama pramonės vieneto kainas. 2023 m. jos skverbtis į rinką siekė 39,5%. Anglies pluošto infraraudonųjų spindulių pirtys, kurias pristatė pirmaujantys prekės ženklai, pasiekė 27 % didesnį atpirkimo rodiklį nei tradicinė įranga dėl „gilaus prakaitavimo + mažo energijos suvartojimo“ pranašumų.
Anglies kristalų šildymo medžiagos: modulinis dizainas, plečiantis namų ūkio scenarijus
Anglies kristalų šildymo plokštės yra pagamintos iš anglies pluošto miltelių, sumaišytų su derva ir presuotos, pasižymi moduliniu ir plonu dizainu (tik 0,5-1 cm storio). Juos galima lanksčiai įmontuoti į sienas ar spinteles, todėl galima sukurti buitinę pirties įrangą. Šilumos konversijos efektyvumas viršija 90% ir kontroliuojama paviršiaus temperatūra žemesnė nei 50°C, todėl jų sauga žymiai pagerėjo.
- Technologiniai proveržiai: plokštumos šildymo struktūros pritaikymas tolygesniam šilumos paskirstymui; paprastų temperatūros reguliavimo sistemų derinimas pagal namų ūkio poreikius; toliau mažinant energijos suvartojimą (buitinių modelių galia valdoma 1,2-1,8 kW, atitinkanti gyvenamųjų namų elektros apkrovos standartus).
- Rinkos transformacija: skatino buitinės pirties įrangos transformaciją iš „didelių spintelių“ į „miniatiūrinius ir įmontuotus“ modelius. Nuo 2015 m. buitinių pirčių rinkos dydis kasmet augo daugiau nei 20%, o tai padėjo pagrindą vėlesniam pramonės bumui. Anglies krištolo pirties šildymo sistemos, kurias pradėjo naudoti tokios įmonės kaip Shanxi Dongxiang, tapo populiariu pasirinkimu tiek viešbučių, tiek namų ūkio scenarijuose.
-
III. Naujos kartos šildymo medžiagos: technologijų integravimas, apibrėžiantis pažangias sveikatos paradigmas
Pastaraisiais metais komercinis pažangiausių medžiagų, tokių kaip grafenas, PTC puslaidininkiai ir anglies nanovamzdeliai, pritaikymas kartu su daiktų internetu (IoT) ir dirbtinio intelekto technologijomis pirčių pramonę atvedė į integruotą „medžiagų ir intelekto“ plėtros etapą. Šildymo medžiagos nebeapsiriboja tik „šildymo“ funkcija, bet tapo pagrindine sveikatos stebėjimo ir tikslaus kondicionavimo nešėja.
Grafeno šildymo medžiagos: didžiausias energijos taupymas, suteikiantis galimybių aukščiausios klasės rinkoms
Grafeno kaitinimo plėvelės, išnaudodamos unikalius vieno sluoksnio anglies atomo struktūros pranašumus, pasiekia iki 95% šilumos konversijos efektyvumą (15% didesnį nei anglies pluošto), o energijos sąnaudas vienetui siekia 0,29 kWh/m². Greitai reaguoja į šilumą (įkaitina per 3 sekundes po įjungimo ir pasiekia nustatytą temperatūrą per 8-10 minučių) ir nespinduliuoja elektromagnetinės spinduliuotės, todėl jie atitinka EN 62233:2008 saugos standartą.
- Technologinės naujovės: gali būti pagamintos į lanksčias plėveles, kad būtų galima prisitaikyti prie įvairių specialių formų konstrukcijų, skatinant pirties įrangos plėtrą link „pritaikymo ir lengvumo“; atsirado sieninės sausos pirtys, nešiojamos pirties antklodės ir kiti inovatyvūs gaminiai. Jie skleidžia 6–14 mikronų tolimuosius infraraudonuosius spindulius, kurie prasiskverbia į 15 cm po oda, kad suaktyvintų ląstelių metabolizmą ir sukeltų pagalbinį kondicionuojamą poveikį sveikatai.
- Rinkos našumas: tapo pagrindine aukščiausios klasės rinkos varomąja jėga, kurios rinkos dalis 2023 m. sudarys 8 %, o iki 2030 m. turėtų padidėti iki 25 %. Nanokarboninio rašalo šildymo plokštės, kurias bendrai sukūrė Sunlight ir Kinijos mokslų akademija, gavo medicinos prietaisų sertifikatą, o jų vieneto kaina yra 30–50 % didesnė nei įprastų produktų.
PTC puslaidininkinės šildymo medžiagos: saugus ir kontroliuojamas buitinių kietos paklausos rinkų užgrobimas
PTC (teigiamas temperatūros koeficientas) puslaidininkinės medžiagos turi „savaime ribojančios temperatūros“ charakteristikas – pasiekus nustatytą temperatūrą, jų varža automatiškai didėja, o srovė natūraliai mažėja, iš esmės išvengiant perkaitimo rizikos. Perkaitimo gedimų tikimybė, lyginant su tradicinėmis medžiagomis, sumažėjo 76%. Jų galios svyravimų diapazonas reguliuojamas ±3,2% ribose, o budėjimo režimo energijos suvartojimas siekia net 8 W, tinkamas ilgalaikiam naudojimui buityje.
- Scenarijaus pritaikymas: Modulinė konstrukcija palaiko greitą montavimą be sudėtingų pakeitimų, puikiai atitinkančių mažų namų ūkio poreikius. Įrengtas protingas temperatūros valdymo algoritmas, jis gali dinamiškai reguliuoti galią pagal aplinkos temperatūrą ir stabiliai veikti žemos temperatūros aplinkoje Šiaurės Kinijoje. Tokios įmonės kaip Shanxi Hengtong jį naudoja išmaniosiose baseino šildymo sistemose, valdomose temperatūros režimu.
- Rinkos augimas: 2023 m. įsiskverbimo į rinką rodiklis siekė 6,7 %, todėl ji užima pirmąją vietą tarp visų šildymo medžiagų pagal augimo tempą, kasmetinį buitinės pirties įrangos elektroninės prekybos pardavimų augimą 45 % ir tampa mėgstamiausiu jaunų vartotojų grupių pasirinkimu.
Anglies nanovamzdelio ir šilumos siurblio integruotos medžiagos: mažai anglies dioksido į aplinką išskiriančios naujovės, novatoriškos ateities trasose
Kaip nauja technologija, anglies nanovamzdelių šildymo medžiagų šiluminis efektyvumas yra 10 % didesnis nei anglies pluošto, atsparus aukštai ir žemai temperatūrai bei korozijai, o tarnavimo laikas viršija 10 metų. Šilumos siurbliu varoma šildymo technologija išgauna šilumą iš oro per šaltnešio cirkuliaciją, o COP (našumo koeficientas) yra 2,8–3,5 – sunaudojama 1 kWh elektros, kad būtų pagaminta šiluma, atitinkanti 3 kWh, sutaupoma 52 % energijos, palyginti su atspariu šildymu.
- Techninė vertė: anglies nanovamzdelių ir šilumos siurblio technologijos integravimas leidžia saunos įrangai pasiekti dvejopų pranašumų: „ypač mažas energijos suvartojimas ir ilgas tarnavimo laikas“, suderinant su „dviejų anglies dioksido“ politikos orientacija. „Haier“ eksperimentinei šilumos siurblio sausos pirties kabinai reikia tik 0,29 kWh/m², kad būtų galima šildyti nuo 25 °C iki 60 °C, o tai suteikia naują kelią pramonės transformacijai į mažai anglies dioksido į aplinką išskiriančias technologijas.
- Taikymo perspektyvos: nors šiuo metu yra pradiniame komercializavimo etape (0,8 % skverbties rodiklis 2023 m.), jis tapo pagrindiniu pirmaujančių įmonių MTTP akcentu. Tikimasi, kad jo skverbtis pagal komercinius scenarijus iki 2030 m. viršys 15 proc., ypač tinka aukščiausios klasės viešbučiams, sveikatos priežiūros įstaigoms ir kitiems energijos suvartojimui jautriems scenarijams.
-
IV. Pramonės transformacija ir ateities tendencijos, kurias lemia šildymo medžiagos
Šildymo medžiagų kartojimas yra ne tik techninių parametrų tobulinimas, bet ir bendra pirties pramonės grandinės transformacija, suteikianti naujų savybių gaminio formoje, pritaikymo scenarijuose ir verslo modeliuose.
Pagrindinės pramonės transformacijos apraiškos
- Įvairūs scenarijai: nuo komercinės iki „komercinės + buitinės“ dviejų vairuotojų kūrimo. Namų ūkių rinkos dalis išaugo nuo 12 % 2010 m. iki 37 % 2023 m., mini sausos pirtys, įmontuotos pirtys ir kiti gaminiai tapo naujais namų mėgstamiausiais.
- Į sveikatą orientuota patirtis: šildymo medžiagų tolimųjų infraraudonųjų spindulių funkcijų integravimas su sveikatos valdymu. 72% vartotojų yra pasirengę mokėti priemoką už "sveikatos stebėjimo + tikslios temperatūros kontrolės" funkcijas, o gaminiams, turintiems papildomos sveikatos priežiūros ir lėtinių ligų pagerinimo galimybių, vertinimo priemoka yra 40% -60%.
- Veiksmingos operacijos: naujos šildymo medžiagos sumažino įrangos energijos sąnaudas ir priežiūros išlaidas. Komercinių pirčių metinės eksploatacijos išlaidos sumažėjo 20-30 proc. Taiyuan Changjiang pirtis kasmet sutaupė 32 000 juanių, pritaikius elektromagnetinės indukcinės šildymo sistemą.
-
Trys ateities plėtros tendencijos
- Medžiagų kompozicija: atskiros medžiagos vystosi link „šildymo + jutimo + antibakterinių“ sudėtinių funkcijų. Šildymo plokštės integruos temperatūrą, drėgmę ir žmogaus biojutiklius, kad būtų pasiektas uždaras „suvokimo-analizės-reguliavimo“ ciklas. Pavyzdžiui, neigiamų jonų funkcinių medienos plokščių integravimas su šildymo medžiagomis gali sukurti daugiau nei 30 000 neigiamų jonų viename cm³.
- Ekstremalus energijos vartojimo efektyvumas: nulemtas politikos, vidutinis pramonės šilumos konversijos efektyvumas iki 2030 m. viršys 92 %. Tarptautiniai standartai, tokie kaip ES ErP direktyva, paspartins mažo energijos vartojimo efektyvumo medžiagų pašalinimą, o tokios technologijos kaip šilumos siurbliai ir šildymas saulės energija bus plačiai taikomos.
- Scenarijaus pritaikymas: kurkite specializuotus šildymo sprendimus įvairių grupių poreikiams, pvz., „žemos temperatūros lėto garavimo“ anglies kristalų šildymo sistemos, skirtos vyresnio amžiaus žmonėms, „greito šildymo“ grafeno įranga sporto entuziastams ir medicininė pirties įranga taps naujais augimo taškais.
Šildymo medžiagų vystymosi istorija iš esmės yra pirties pramonės transformacijos procesas iš „pasitenkinimo funkcijomis“ į „vertės kūrimą“. Nuo tradicinių varžos laidų iki grafeno ir šilumos siurblio integravimo technologijų – kiekviena medžiagų naujovė paskatino pramonę įveikti kliūtis ir išplėsti ribas. Ateityje, nuodugniai integravus medžiagų mokslą ir išmaniąsias technologijas, pirties įranga visiškai atsisveikins su „paprasto šildymo“ etikete ir taps namų sveikatos valdymo terminalu, kuriame bus integruotas sveikatos stebėjimas, tikslus kondicionavimas ir išmanusis valdymas. Pramonė taip pat pradės naują augimo ciklą, kurio mastas sieks 100 milijardų juanių.
