中外品牌電熱水器的安全措施剖析

　　如今，電熱水器正在走進千家萬戶。由于電熱水器使用環(huán)境的特殊性，消費者在選擇價位、款式和功能時，最關注的是產(chǎn)品的安全性能。目前在各大家電商場和電器城中，各種品牌的熱水器琳瑯滿目，各生產(chǎn)廠商都將產(chǎn)品采用的安全措施作為宣傳的重點，以吸引消費者。

　　那么，消費者選擇具有哪些安全措施的電熱水器才能高枕無憂呢？下面來看看中外品牌熱水器的各種安全措施。

　　一、 核心安全措施

　　1、 電氣安全

　　熱水器的電氣安全性能直接關系到消費者的人身安全，是安全性能的重要組成部分。按照我國電器標準規(guī)定，電熱水器的設計、制造都要符合I類器具的電氣安全要求。雖然目前各市場上銷售的正規(guī)品牌的電熱水器都通過國家強制性標準認證（CCC認證），但安全性能還是良莠不齊。這主要跟生產(chǎn)廠家所采用的主要元器件的品質和產(chǎn)品結構設計有關。熱水器的電器元件主要有加熱管、溫控器或電子控制器。

　　加熱器

　　加熱管作為電熱水器的核心元件，其性能的好壞對于整機的安全性能是不言而喻。水電隔離是其核心的技術，主要采用非接觸式和接觸式加熱兩種形式。因接觸式加熱的熱效率遠高于非接觸式加熱，所以目前已成為被專業(yè)制造廠家廣泛采用的主流技術。下面對此種類型的加熱器作介紹。此種加熱管主要由起發(fā)熱作用的鎳鉻合金電熱絲、起隔離作用的氧化鎂和起防護作用的外殼組成。如圖一和圖二所示：

　　由于加熱管外殼直接與熱水器內的水直接接觸，要求電阻絲與外殼之間具有較好的絕緣性。這就要求生產(chǎn)廠家采用優(yōu)質的材料和精湛的制造工藝。氧化鎂成分要求有較高的純度，并且在生產(chǎn)過程中要求保持較高的干燥性?，F(xiàn)有加熱器外殼材料一般采用紫銅（圖三）或特種不銹鋼（INCOLOY）。外殼材質和制造工藝的好壞是決定加熱器壽命和安全性能的主要因素。目前除了關注材質和制造工藝的因素外，還采有以下幾種保護措施來防止不安全因素的發(fā)生。

　　① 陽極保護　幾乎所有中外品牌的電熱水器上均裝有鎂棒（也有部分生產(chǎn)廠家采用鋁棒），如圖三所示，以犧牲陽極來達到保護加熱管的目的（同時也保護內膽）。由于鎂棒會在使用中逐漸消耗殆盡，是熱水器的易耗件，所以必須根據(jù)使用水質的情況定期更換，一般為2-3年。目前技術處于領先水平的專業(yè)廠家正推出一種無需更換的電子陽極，取代傳統(tǒng)的鎂棒。

　?、?外殼表面的處理工藝　加熱管極易在表面附著水垢（碳酸鈣化合物）。隨著水垢厚度的增加，加熱管向水中的導熱性能降低，加熱管中心部分的溫度升高，由于材料膨脹率的不同容易發(fā)生加熱管爆裂的現(xiàn)象。目前專業(yè)生產(chǎn)廠家對表面作特殊的工藝處理，使得表面光滑潔凈，降低表面的附著性，具有自潔凈功能。圖四是未處理的加熱器，圖五是經(jīng)特殊表面處理的加熱器。

　　③ 防干燒設計　加熱器的發(fā)熱功率必須與加熱管的表面積成一定比例。一般按8W/cm2設計，此參數(shù)過高易發(fā)生爆管現(xiàn)象。為了防止加熱器在熱水器缺水情況下干燒而降低壽命或損壞，有些生產(chǎn)廠家降低表面發(fā)熱功率參數(shù)，使其接近于4W／cm2，使得加熱器能在空氣介質中正常工作。但是如果用戶使用得當，并且有壓力安全閥或防虹吸管（落地式上進水熱水器上使用）的保護，熱水器發(fā)生干燒的機率非常低。

　　溫控器

　　溫控器也是與電氣安全性能直接相關的重要元器件，尤其對于機械溫控的熱水器更為突出。目前國內名牌電熱水器一般都采用進口機械溫控器，此類溫控器采用材質較好的工程塑料（如ABS）作為絕緣材料，良好的金屬材料（如銀）作為導電觸點，電氣性能較為安全可靠。

　　防水結構設計

　　如果消費者將電熱水器安裝在浴室等潮濕的環(huán)境中，那么選擇一款具有防水結構設計的電熱水器也是比較重要的。電氣控制部件直接裸露在濕熱的環(huán)境中，其電氣強度會下降。所以在浴室使用環(huán)境中，一款具有防濺等級的電熱水器是不錯的選擇。

　　壓力安全

　　電熱水器的核心部件——內膽必須具有承受不低于0.6Mpa的壓力下發(fā)生泄漏和變形。目前一些知名的生產(chǎn)廠家將0.8Mpa的壓力作為企業(yè)自控的最低標準。由于來自外部的自來水壓，膽內加熱水膨脹及溫度控制失效帶來的蒸汽高壓都對內膽的承壓性能提出較高的要求，并且需要必要的安全措施。

　　內膽的承壓性能

　　內膽所使用的材質和厚度直接影響著其承壓能力。目前國內熱水器使用的內膽材料主要是碳素鋼和不銹鋼兩種（即搪瓷內膽和不銹鋼內膽）。搪瓷內膽的鋼板厚度根據(jù)內膽的尺寸、使用部位和結構不同而有所不同，從1.5mm至4.5mm不等。由于不銹鋼的成本較碳素鋼高，所以目前生產(chǎn)不銹鋼內膽的廠家一般采用1.0－1.5mm厚度的鋼板，那么承壓能力與搪瓷內膽比較就大打折扣了。

　　內膽的結構也是影響承壓性能的重要因素。目前主流專業(yè)生產(chǎn)廠家都采用承壓性能最佳的圓筒結構；一些廠家一味追求薄形的外觀，采用“8”字形結構設計制造。如果內膽的承壓能力不過關，在使用中一旦出現(xiàn)漏水，也易導致電氣安全事故的發(fā)生。

　　應用陽極棒來保護搪瓷內膽是目前廣泛采用的技術。

　　安全閥與安全/溫度閥

　　所有的容積式電熱水器都需要一個性能可靠的安全閥或安全/溫度安全閥來保護內膽的壓力安全。下面按圖八介紹目前普遍應用的安全閥結構與功能。當打出龍頭用水時，在壓差的作用下閥芯A被頂開，冷水就順著箭頭的方向進入熱水器內。龍頭關閉，閥芯A關閉，以防止熱水回流至自來水管中，避免造成水溫的下降和加熱管干燒的發(fā)生。

　　當由于水加熱膨脹等因素引起膽內壓力持續(xù)升至比自來水壓力高2-3公斤力時，閥芯B向下被頂開，將水壓回到自來水管中，以釋放壓力。萬一閥芯B失效（一些廠家的安全閥就沒有閥芯B），壓力上升至7-8公斤時，閥芯C打開向外排水降壓。好的安全閥動作精度能達到±0.01Mpa之內。一些著名品牌的生產(chǎn)廠商對此部件的質量、性能把關都較為嚴格。圖九是在一些品牌大容積落地式和商用電熱水器上使用較為廣泛的安全閥/溫度閥。此類安全閥是在類似于圖八閥芯C的功能上增加一溫度感應桿，對超溫和超壓都有保護作用。目前此類安全閥一般都是從歐洲、美國和澳大利亞等國家進口,價格較貴。

　　溫度感應桿

　　2、 溫度安全

　　溫控器

　　溫控器是實現(xiàn)熱水器水溫控制的核心部件，水溫控制是與安全性能相關的較重要的一項技術。電熱水器上使用的溫控方式有機械溫控（桿式、表面式、溫包式）和電子溫控兩大類型。對于機械溫控器，目前著名品牌熱水器生產(chǎn)商一般選用進口或關鍵部件進口的溫控器，使整機在控溫精度、可靠性上有保障。圖十是一款進口溫包式機械溫度器。

　　二級溫控保護

　　在控制加熱器起停工作的溫控器之外，熱水器上還要求有一超溫保護裝置。當一級溫控器失效，水溫升至比一級溫控器動作溫度高20－25℃時，超溫保護裝置動作，同時切斷電路中的火線和零線。此類溫控保護器可分為可復位式和不可復位式兩種。一些生產(chǎn)商從成本的考慮，采用了一次性的溫度熔斷絲作為二級溫控。

　　自檢測功能

　　目前在有些電子控溫的熱水器，芯片中寫入一些溫度故障自檢程序。當出現(xiàn)干燒、電器元件損壞等原因引起升溫過快時，熱水器能自動切斷電源。同時控制器還有能按一定頻率對包括溫度傳感器在內的元器件進行“巡檢”的強大功能。

　　二、 輔助安全措施

　　如果電熱水器按照國家電器標準I類器具的要求設計、制造，在上述的核心措施上嚴格把關，它的安全性能是可靠的。在正確安裝和使用的前提下，是足夠能保證使用者的人身安全的。目前國內市場銷售的一些品牌熱水器上配備了一些輔助安全措施，如漏電保護功能，出水斷電功能，“防電墻”等。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因有兩種：一、產(chǎn)品在核心安全措施上不過硬；二、部分用戶建筑物接地系統(tǒng)不可靠（或根本沒有接地裝置）和電氣布線施工的不規(guī)范，此類因素對熱水器自身之外的使用安全構成威脅。在對幾種輔助安全措施作介紹之前，先了解一下電熱水器各種可能的接線方式，圖十一所示。

　　圖中A是規(guī)范的接線方式，B和C是布線施工不規(guī)范或沒有地線情況下的接線方式，D和E往往是用戶存心偷電，以地線或自來水管作回路，萬一出現(xiàn)地線故障或自來水管對地不良不僅十分危險，而且會波及相關用戶（特別提醒：為了您和他人的安全，千萬不要仿效）。

　　1、 漏電保護

　　漏電保護是針對上述的原因一（產(chǎn)品本身）和原因二中的B、C開發(fā)的。其原理就是通過一個互感線圈探測電熱水器的火線和零線電流是否相等，如果存在漏電流，迅速動手切斷電源。對于圖十一中的D和E是無能為力的。目前電熱水器上的漏電保護器主要有移動式（與電源線一體）和內置式兩種，其中內置式中又分獨立的和與電子控制板一體的兩種。目前一些主流的專業(yè)制造商已將此技術合成到電子控制板上，應用于電子控溫的熱水器上。

　　2、 出水斷電

　　出水斷電的原理就是應用一個水流傳感器的信號來控制加熱器電源的通斷。當用戶用水時，電熱水器自動切斷加熱器的電源（并不是切斷熱水器的電源）。此種措施會影響熱水器連續(xù)出熱水的能力。

　　3、 “防電墻”、“防電盒”

　　此類技術是針對自來水管和地線帶電，應用一小段絕緣材料的管子將電熱水器與自來管和出水管隔離，以增加導電阻，降低熱水器出水的漏電流強度。如果用戶建筑物的水管或地線發(fā)生帶電現(xiàn)象，此種措施并不能解決用戶居家中的其它家用電器和用水設施的安全，并不能從源頭上解決安全問題，是一種廠家針對自身產(chǎn)品用戶的“自掃門前雪”的方案。

　　三、 結語

　　本文所介紹的電熱水器的安全措施基本上涵蓋了目前市場上所有的中外品牌電熱水器。消費者對商家鋪天蓋地的宣傳，應更多地關注電熱水器的核心安全措施，理性地面對一些輔助安全措施，切莫“本末倒置”。俗話說“羊毛出在羊身上”，任何輔助安全措施都會增加熱水器的成本，最終都會轉加到消費者頭上（包括巨額的廣告宣傳費用）。