电储式热水器组成部分及功能特性.doc

电储式热水器组成部分及功能特性1、主要组成部分1-1 外壳由于电储水式热水器箱体储水，考虑到承重的问题，箱体外壳多采用金属材质，如不锈钢、铝、铁等。除此之外，也有的电热水器采用工程塑料外壳，具有防腐、防锈等特性。1-2 内胆内胆镀层材料经历了3个阶段：镀锌内胆，不锈钢内胆，搪瓷内胆。现在，电热水器内胆以搪瓷为主。搪瓷材料多为非金属或硅化物，通过搪瓷技术（有干搪和湿搪两种），镀在1.5mm-2.0mm钢板表面上，配以无缝焊接技术，可以承受较大范围的温度变化（零下60至450），甚至高温骤变。搪瓷内胆在物理特性上，抗压、抗张、有弹性、电绝缘、无污染；化学特性上，耐酸、耐碱、耐高温、耐水蒸气，可以防止离子渗透，有效保证水质不受污染。内胆是热水器的核心部件，直接影响热水器的安全性能、使用性能和工作寿命。影响内胆寿命的主要因素有：内胆钢板的材质是否含钛合金、厚度是否足够厚、焊接工艺是否先进可靠、搪瓷釉料质量是否保证、涂搪烧结工艺是否先进等。目前，国内电热水器市场的内胆材质类似，为了凸显自身的差异化，有细微区别，如AO史密斯金圭内胆，阿里斯顿钛金内胆，海尔金刚三层胆，瑞美褐金内胆。1-3 保温层内胆和外壳之间会填充一层保温层，它确保内胆中水温保持恒定，降低热损耗，从而降低电能消耗。决定保温层保温性能的主要因素是保温层材料和保温层厚度，以及制作方式。目前常用的保温材料有：石棉、海绵、泡沫塑料、聚氨脂发泡等。其中，聚氨脂发泡保温性能最好，是最常用的材料。泡沫塑料保温性能次之，石棉和海绵因其难以与热水器紧密贴合，一般只作为热水器辅助保温材料，用于边角地方。聚氨酯保温层有2种制造方式：整体发泡和拼装式。其中，整体发泡保温效果大大优于拼装式保温层。目前，主流产品多采用整体发泡技术。【注：国内电热水器市场保温层的制造方式，瑞美，阿里斯顿均采用整体发泡技术，AO史密斯、海尔采用拼装式。来自阿里斯顿终端培训手册】1-4 加热棒加热棒是电热水器的动力，经过发展，先后出现了直线型、下潜型、螺旋型、封闭型等四种不同形式的加热管。在数量上，电热水器又分为单加热管，双加热管，三加热管。AO史密斯金圭特护加热棒和24K镀金加热棒，且呈一字型。阿里斯顿钛金加热棒。瑞美金属加热棒，Z字型。海尔有自行研发的3D加热棒，即螺旋型加热棒，能起到快速加热的效果。1-5 镁棒镁棒的主要作用是保护内胆和加热棒，优先与水中的矿物质反应，软化水质，起到保护内胆和加热棒的目的，长度越长，使用时间越久。镁棒一般使用2年需要更换，消费者自行购买更换，价格不贵，但消费者多会觉得麻烦、不便。阿里斯顿研发出新的专利技术倍恒技术，可以弥补镁棒需要更换的不足。几乎所有的厂家都宣传镁棒的作用是“强力除垢、软化水质、呵护肌肤”。其实镁棒的真实作用是防腐，但它会硬化水质，导致结垢严重，对皮肤会有不利影响。1-6 其他配件温控器：温控器主要用来探测热水温度，通过触点的通、断控制加热系统的工作与暂停，进而控制水温。温控器主要分为热敏温控（机械）式控制和智能（微处理器）控制。在电热水器产品中，应用较多的是机械式温控器，即通过液体膨胀实现控制。泄压阀：也叫安全阀，同时具有止回阀与泄压阀功能，具有逆止回流、安全泄压、排水清洗等功能，且调节方便。漏电保护器：漏电电流动作保护器，简称漏电保护器，又叫漏电保护开关，主要作用是在设备发生漏电故障时以及对有致命危险的人身触电进行保护。混水阀：混水阀就是一个阀门，接通冷、热水管，用来混合冷热水。分为手动机械调节式和自力式恒温式，前者较为普及。目前，市场上出现了一种混水阀的升级替代产品恒温阀，在出水口处设有高灵敏记忆合金组件，记忆合金组件感温，通过伸长和收缩改变冷热水流量，进而达到流出所设定温度的水。人机交互界面：人机交互界面就是指信息的输入与输出，即电热水器的显示屏、控制板（或者线控遥控装置）的集合。属于交互设计范畴，应满足交互设计的基本要求：简洁、易用，并且保证信息的有效传递。2、控制系统2-1 机械式电热水器机械式电热水器温度控制的主要元件为一机械式旋钮调节的温度控制器（通常由测温探头、可调式驱动机构和一对电触点组成）。当探头处温度上升时，探头内的介质（液体或气体）膨胀，并通过毛细管推动驱动机构，使电触点动作。电触点的动作温度可通过可调式驱动机构进行调节或使电触点处常开状态。机械式热水器用温控器主要特点是动作温度可在一定范围内连续调节，操作简单方便，价格低廉。适合一般家庭使用。缺点是温度控制方式单一，只能实现循环加热一种方式。2-2 数显型电热水器（SX）数显型电热水器控制系统通常由显示板、主控制板、强电板和温度传感器组成。显示板用于显示现在温度、设置温度、故障代码和定时等信息，还可以利用控制面板上的按键或旋钮进行设置操作。主控制板是控制系统的核心，用于对温度信息的处理和对热水器的运行过程实施控制。强电板用于提供系统所需电源、实施强电驱动及漏电检测。温度传感器用于采集温度信息。2-3 数控型电热水器（SK）数控型电热水器由显示板、主控制板、强电板和温度传感器组成。显示板上的LCD显示屏用于显示工作模式、加热状态、现在温度、设置温度、设置菜单、时钟、定时时段、故障代码等信息，还可以利用板上按键进行设置操作。主控制板是控制系统核心，用于对温度信息的处理和对热水器的运行过程实施控制。强电板用于提供系统所需电源、实施强电驱动及漏电检测。过温和常温检测温度传感器用于采集温度信息。3、主要参数3-1 尺寸电储式热水器外观尺寸与其容积密切相关，同时也影响着安装的效果和美观程度。3-2 容积热水器的容量以升（L）为单位，容量越大，热水器的供热水能力就越大。目前，市场上常见的容量有：10L、15L、40L、50L、60L、80L、100L，有少数几个厂家能够生产100L以上的产品。从市场销量看，40L80L是最常使用的容积规格。一般情况下，10L15L的热水器用于厨房间洗碗、洗菜或洗漱间洗脸、刷牙用。用于洗浴的热水器宜选择40L以上的容量，1人使用适宜选用4050L容量的热水器；2人使用适宜选用5060L容量的热水器；3口之家适宜选用80100L容量的热水器；3人以上的家庭适宜选用120L以上的热水器。3-3 功率热水器的功率以瓦（W）或千瓦（Kw）为单位，通常是指热水器内电加热管的功率，功率越大，单位时间内产生的热量越多，所需加热时间就越少，对电线的负荷要求越高。储水式热水器的功率一般在1KW-1250W-1500W-2KW-2500W-3KW，要求1.5-2.5平方的国标铜芯线。半储水式热水器（速热型）的功率一般在4KW-5KW，要求4.5平方以上的国标铜芯线。为了满足人们对热水器产品的多样性的需要，市场上出现了双功率电热水器，甚至高端热水器有多档功率可调。热水器功率大小一般与容量大小相对应，在制造时已由生产厂家确定。一般情况下，10-15L选择1KW-1250W，40-80L选择1250W-1500W，100L以上选择2KW3KW。多档功率可调主要是通过控制加热棒的加热方式实现的：2根加热管并联（小功率），加热功率是功率之和。2根加热管串联（大功率），加热功率利用公式算出。加热管独立工作，功率就是其自身功率。3-4 热效率根据电热水器能效标准GB21519规定，电热水器能效等级分为5级。1级能效热效率70%，24h能耗系数0.6；2级能效60%，24h能耗系数0.7；3级能效55%，24h能耗系数0.8。（其中，能耗系数=电热水器24h固有能耗/电热水器24h固有能耗基准值）目前，市场上主要品牌的电储式热水器热效率一般在70%80%之间。3-5 热水输出率10升70升容积按5升/分钟考核，大于70升按10升/分钟考核。4、外观设计4-1 产品形态由于电储式热水器内胆多以圆筒形为主，所以外壳也以圆筒形居多。其原因很简单：圆筒形的设计受力最均匀，最能承受高压力，无死角，制作成本低，同样容量大小的它的表面积最小，占地也最少，因此圆形内筒优于方形内筒。但是随着消费者审美需求的变化，电热水器开始突破传统的圆筒形外观，纷纷出现了方形或其他方形变种的外观设计，但内胆依然以圆形为主。AO史密斯的非圆形系列产品-EWH系列，市场上取得了不错的成绩。海尔的方形设计系列-畅享，获得了IF设计大奖的同时，也为高端消费者提供了更美观、更大方的选择。由于体积不大，小厨宝的外观形态更是多种多样。4-2 进出水方式（排污口）电热水器的进出水方式逐渐由单一化向多元化发展。传统的电热水器都是地步进出水，即下进水，下出水。随着家庭装修对美观的需要，电热水器的进、出水口开始出现了侧面进出水的设计，便于水管的安装和美观。一些容积体积较小的电热水器（如小厨宝），因其安装位置位于用水工具的下方，所以也有上出水的设计。为了排出内胆中多次混合未使用完全的水，起到更新水质的作用。一般情况，电热水器通过进水口排污，有些电热水器产品则在底部设计了额外的独立排污口。4-3人机交互界面电热水器产品的人机交互，多集中在机身显示面板，其信息的输入和输出随着交互的不断发展而推陈出新，向着简洁、方便的趋势发展。机控的一般是旋钮，有的会配备适当的屏幕，多数没有。数显、数控方式的电热水器，则需屏幕进行信息的输出，需按键进行信息的输入，也有利用遥控器进行信息的输入。4-4 拆装设计为了便于维护、清洗，电热水器一般都会留有便于拆装的部分，其多在内胆法兰口的一方，而其余部分则多是一个统一的整体。5、安全/健康保护系统5-1 安全预警该系统不但能够解决用户在恶劣用电环境下的洗浴安全，而且能主动发现用电隐患，一旦家中地线带电，或发生地线接到火线上等安全隐患，就会进行蜂鸣报警，提示家中线路有故障，插头（带漏电保护器）自动断开，切断电源。5-2 漏电绝缘保护（地线、防电墙、漏电保护器、三极断开保护技术）漏电绝缘保护是电热水器安全用水的主要要求，主要靠接地线、防电墙、漏电保护器实现。在欧美国家，电热水器的漏电保护一般通过地线完成，当发生漏电时，良好的接地线会将电流直接导入大地，以避免人身触电。但是在中国，因为住房环境、建筑设计等方面存在的设计不足、老化等现象，接地线往往会出现接地不良的现象，因此，防电墙、漏电保护器在一定程度上弥补了这方面的缺陷。防电墙是一种简称，它确切的表述法应该是“水电阻衰减隔离法”。利用水本身所具有的电阻，通过对电热水器内通水管材质的选择，管径和距离的确定形成“防电墙”，在电热水器内部形成永久性电阻，从而降低异常情况下经过人体的电流值。防电墙能够在2方面起到防电绝缘的作用： 隔绝加热内胆中因发热管漏电致使水中带电的电流。 隔离因地线带电或水管带电而对淋浴者带来的伤害。漏电保护器与插头连为一体，触点为双路通断控制，设有试验按钮和电源指示灯。正常情况下，流过保护器磁环的电流大小相等，方向相反，磁环检测线圈无感应电流信号，漏电检测电路输出低电平。漏电时，流过保护器的电流不平衡，磁环检测线圈感应出漏电信号，经放大输出高电平，控制电路可控硅导通，继电器线圈通电吸合，切断主电路电源，电源指示灯、加热指示灯灭，电热水器停止工作。（也即三极断开保护技术）5-3 超温保护（温控器）超温保护装置由温度传感器与温度调节开关等组成。温度传感器的探头和导管是由薄壁铜管制成的，内充热膨胀系数稳定的油质液体，导管尾端与一圆柱形空腔金属片连接。当水温超过设定温度时，传感器受热，内充油质液体膨胀，挤压圆柱形底部的金属片使之变形，并产生向下的力矩，使其连动的主电路温控开关(SAT)触点动作，加热指示灯灭，切断主电路电源，起到超温保护作用。其调温功能是通过调温旋钮调整温控开关触点的动作行程来实现的，温度调整范围为3075。5-4 超压保护（泄压阀）超压保护是通过安装泄压阀实现的。安装电热水器，须在其水管处加装原厂所配的泄压阀。泄压阀的泄压压力为0.7MPa。其主要作用是，当热水器发生干烧故障、内部压力大于自来水供水压力(0.6MPa)，并超过0.7MPa时，泄压安全阀反向导通，泄压放水，起到泄压保护的作用。另外，为了防止停水时因内胆中的水倒流而发生干烧，在泄压阀中设计了一个单向阀。5-5 防干烧保护（干烧保护器热敏开关）防干烧保护由干簧管热敏开关及漏电保护器组成，断路温度为935。当热水器处于干烧状态时（温度超过935），干烧保护器热敏开关双金属片触点断开，使漏电保护器控制线路产生不平衡电流，漏电保护插头触点动作，复位按钮弹起，切断主电路，加热管断电停止加热。此外，在产品设计上，热水器的出水管口须高于发热管，其目的是使胆内水位始终高于发热管，从而达到防止加热管无水干烧的作用。5-6 防水倒流保护（单向止回阀）防水倒流保护主要是靠单向止回阀实现的。当自来水停水时，自动关闭进水口阀门，防止胆内的水倒流，防止干烧。5-7 内胆保护（镁棒防腐）目前，电热水器内胆的保护主要依靠镁棒“牺牲阳极”实现，而且镁棒的作用只是避免内胆被水中的各种矿物质腐蚀，并没用其他明显的作用。5-8 水质保护（银网抑菌，UV杀菌）国内各地区水质差异较大，这就要求电热水器能够起到一定的水质净化作用。目前，只有阿里斯顿有专门的杀菌、净化功能，而且进行了较多的宣传教育。其中，银网抑菌和UV紫外线杀菌是阿里斯顿宣传教育的卖点之一。6、节能系统6-1 分层加热/分人洗浴分层加热的实现，需要以双加热管为保证，并且分上、下安装。双加热管电热水器，在用水量较少时，可只使用上层发热管加热，使用分层加热更加节能。6-2 低功率加热某些电热水器可以选择低功率加热，主要目的是为了避免家庭同时使用过多大功率电器，造成电源电线短路、损坏。此外，低功率长时间加热，可以保证随时使用热水。实现的途径主要是将两根加热管串联起来，实现低功率加热。与之对应的是：一根加热管工作，实现半胆速热，2根加热管交替工作，实现全胆速热。6-3 峰谷运行电热水器可以通过控制板，实现机器在半价电时段启动加热，为消费者节省电费。但这对于能源的节约与合理利用，并没有明显的作用。6-4 中温保温中温保温技术主要依靠温控器和控制板实现，能够使电热水器在中温的情况下，不会反复加热，这样就在节能与省时之间找到了很好的平衡点。启动中温保温功能，即能避免因保温温度过高造成的热量流失，又避免了因温度过低而延长加热时间，解决了节能与省电时的矛盾。6-5 预约加热智能微电脑系统，可以对预先设定和当前水温进行数字分析，自动选择加热功率和加热时间，避免反复加热，以实现节能效果。用户只需设定好洗澡的时间和温度，机器自动推算出最优化的加热方案，准时准点的提供热水，省去反复加热的损耗和能耗。6-6 加热管下潜水主要是靠对流来传导热量的，所以热水设备一般都是在底部加热，热水产生之后会上浮于冷水层之上，继而从出水口流出。因此，假如热水器的加热管不是下潜式的，加热管下部的水就很难充分加热，造成热水分层，实际可以使用的热水减少。6-7 低水位进水低水位进水口，冷热水分层效果更佳，避免了冷水冲击加热管，而影响加热速度和降低加热管效率，让您可以更舒适的洗浴。6-8 温控器内置温控器是监控水温的中枢，直接影响热水器的使用性能。温控器若灵敏度不够，就会使热水器总是处于启动状态，消耗电能。将精确的电子传感器安置在热水器内胆内部，能精确地测量到最里层的实际水温，避免因测温不准造成热水器频繁加热。7、其他功能7-1 断电记忆，来电恢复断电记忆功能，是指当供电线路停电时，热水器的控制系统会自动记忆并保存停电前热水器的工作状态，通电后自动恢复，之前的设置不会因为断电而丢失。但是，一般的热水器都在断电重启之后都需要对时钟进行设置。7-2 水温显示，水质显示水温显示有两种：模糊显示和数码显示。较为精确的水温显示属于数显、数控机型的附加功能，需要精确的温控器进行控制和反馈。水质显示则是某些品牌（如阿里斯顿）特有的功能，迎合了对健康较为关注的消费者的行为习惯，目前还没用普及的趋势。7-3 水量显示，电量显示水量、电量的显示，都属于电热水器的附加功能，不是必须。但此类功能对成本影响不大，数显、数控机型都可以配备，以迎合消费者的心理需要。8、速热/储热，变容/增容。变频增容。速热/储热是指电热水器可以选择多种加热模式：速热半胆、速热整胆，也可以储热整胆，即缓慢加热整胆热水。变容/增容是指电热水器可以将速热变容和储热增容结合，最大限度的提高热水供应量。因为其特有的加热系统结构，可以有效实现接力加热效应，可连续提供多倍于热水器容量的热水，大大地缩短了等待热水的时间，适合多人用水的环境。要实现这一功能，需要对加热管进行改良设计，一般是双加热管，上半胆一根，下半胆一根。上加热管工作可以实现速热半胆，上下加热管串联工作可以实现慢热整胆，上下加热管同时工作、交替加热可以实现速热整胆。除此之外，海尔的出水口螺旋式加热，只加热出水口附近的水，可以实现快速加热。万家乐的封闭式加热管，少量的水进入集热器，能够实现更快速加热。9、智能系统/自适应全自动系统自适应全自动系统是自适应控制系统在电热水器行业的一个应用，主要包括全自动微电脑用水习惯分析系统和中温保温方程式，起到智能控制与创新节能的作用。工作方式是：根据用户一段时间的用水记录，启动用户用水习惯分析系统，自动对所有用水数据进行处理，按照用户的使用习惯体提前预先加热。而在用户的非用水时间，则自动调节至省电运行状态，启动中温保温方程式，根据设定温度计算出最节能的保温温度，减少热水器内外温差，进而大大减少保温加热次数，真正做到不拔插头更省电。