案例3 电饭煲的节电

1.工作原理概述

电饭煲，又称作电锅、电饭锅，是利用电能转变为内能的炊具，使用方便、清洁卫生，还具有对食品进行蒸、煮、炖、煨等多种操作功能。常见的电饭锅分为保温自动式、定时保温式以及新型的微电脑控制式三类。现在已经成为日常家用电器，电饭煲的发明缩减了很多家庭花费在煮饭上的时间。图2-4所示为某微电脑控制式电饭煲外观示意。

图2-4 微电脑控制式电饭煲外观示意

图2-5所示是一种双层自动保温式电饭锅的结构图，主要由锅盖、外壳、内胆、开关、发热板和温度控制装置组成。下面介绍它的主要部件：

1）内胆系采用纯铝板拉伸成型，底部加工呈球面状，使之与发热板很好吻合，以提高热效率。胆的内壁上有刻度，可指示出放米量和放水量。内胆的边向外翻口，既可增加强度，又可使溢出的饭水流到壳外，以防损坏内部电器零件。

2）外壳是用冷轧薄钢板拉伸成型，外面喷涂装饰性漆层。外壳与内胆之间有一层空气间隔，起保温作用，同时可以安装开关、发热板和温度控制装置。

3）有的锅盖中央部位嵌有一块玻璃，能观察烹饪情况；有的装有压紧锅盖用的手柄，兼具便携作用。

图2-5 双层自动保温式电饭锅的结构图

4）发热板是将环形金属管状电热元件铸造在铝合金体中，再经加工而成，它具有较好的热传导性能和较大的机械强度，板面形状要求与锅底相吻合，在其中心处装有磁性温度控制元件。

5）电饭锅之所以能够自动断电和保温，是因为它内部装有磁钢限温器和热双金属片恒温器两个自动装置。

2.电饭煲的热效率

对于电饭煲来说，其热效率一般定义为，在按要求规定的工作条件下，在规定时间内试验用水所获得的热量与该段时间所消耗电能（量）的当量之比。

电饭锅热效率的试验方法如下：

测试时，初始水温应与环境温度一致，用称重法向内锅加水，达内锅额定容积的80%，测量初始水温T₁，将热电偶穿过锅盖，应不影响电饭锅的正常煮饭状态，设法将热电偶测温点固定在内锅距底部中心点10mm处，然后按规定通电，并用电能表测量电饭锅的耗电能（量）。当内锅水温升到95℃时，立即切断电源，读取耗电能（量）。断电后，由于发热板的热容量及滞后原因，内锅水温在断电后还会上升，观察水温升高到下降为止，读取内锅中水温最高温度值T₂。按公式（2-1）计算热效率：

式中 η——热效率（%），准确到0.1%；

G₁——试验前水量（kg）；

T₁——试验前初始水温（℃）；

T₂——试验后最高水温（℃）；

C——内锅材料的比热（kJ/kg·K）；

G₂——内锅质量（kg）；

E——耗电能（量）（Wh）。

3.电饭煲的节能小窍门

电饭煲节能的小窍门主要有以下几种：

1）要充分利用发热板的余热。当电饭锅中的米饭汤沸腾时，可关闭电源开关8～10min，充分利用发热板的余热后再通电。当电饭锅的红灯灭、黄灯亮时，表示锅中米饭已熟，这时可关闭电源开关，利用发热板的余热保温10min左右。

2）避免用电高峰。同样功率的电饭锅，当电压低于其额定值10%时，则需延长用电时间12%左右，用电高峰时最好别用或者少用。

3）内锅底与发热板、内锅及锅盖均应保持最佳接触。若内锅变形，即内凹或外凸，均会影响内锅底部的良好接触，应及时矫正才好。

4）在日常使用完电饭煲后，最好放在桌面上保存，防止灰尘进入电饭煲的底部，也不要把电饭煲放在厨房或者容易被水喷溅到的地方，以免影响电饭煲的使用安全。使用过程中还应该保证，电饭煲内胆和发热板之间的清洁，避免出现水点、饭粒等杂物，这样会影响煮饭的效果，严重时有烧坏元器件的可能。

5）在购买了较大功率的电饭煲后，一定不要让它和其他电器共用一个组合插座，这样会导致插座容量不够，使电源线温度过高，发生危险。电饭煲在使用后，一定要记得把插头从插座上拔下来，通常情况下电饭煲都拥有自动保温功能，插上电源后，即使没有在煮饭状态下，电饭锅也会处在保温状态，造成对电能的浪费。

6）做米饭时最好将米淘净在清水中浸泡15min左右，然后再下锅，这样可以大大缩短煮饭的时间，且煮出的米饭特别香。假若缩短的时间为10min，以一个700W的电饭煲计算，一天煮三顿饭可节省电量0.35kW·h。

7）保持内锅外锅清洁。电饭锅使用过久而又不及时清洁的话，会使内锅底部与外表面聚一层氧化物，应把它浸在水中，用较粗糙的布擦拭，直到露出金属本色光泽为止。

8）功率大的电饭煲，省时又省电。煮1kg的饭，500W的电饭煲需30min，耗电0.27kW·h；而用700W电饭煲约需20min，耗电共0.23kW·h。同时在电饭煲用完后，一定要拔下电源插头，不然锅内温度下降到70℃以下时，它会断断续续地自动通电，比较费电。据了解，保温的是小功率约15W左右，饭熟后电饭煲每多开一小时将耗电