即熱式電熱水器八種常見加熱方式分析

　　即熱式電熱水器的加熱方法主要有以下幾種：1.金屬電熱管，2.表面鍍膜，3.陶瓷電熱棒，4.PTC陶瓷電熱片，5.電磁加熱，6.微波加熱，7.電阻絲加熱，8.直接電極式加熱。下面對各類方式的利弊做個簡析。

　　金屬電熱管加熱法：主要是指鎳鉻絲電熱管加熱，電熱管又分鐵質電熱管、不銹鋼電熱管、銅質電熱管。絕大多數貯水式電熱水器也采用該類電熱管加熱，該方法是一種比較成熟，也比較價廉物美的電加熱方法。但這種加熱管也有局限，在中國很多地方水質較差的情況下，該類發(fā)熱管直接對水進行加熱十分容易結水垢。結水垢后直接影響電熱水器產品的使用壽命。即熱式電熱水器體積小功率大，貯水式常用的防止水垢產生的手段很難在即熱式中實現(xiàn)。由于加熱杯體積很小，電熱管本身尺寸也必須做得很小，小尺寸加熱管勢必會加大加熱密度，即增加單位面積的加熱量。此種情況下電熱管的壽命會縮短。另外，電熱管的制作，一般都是在密封的金屬管內放入鎳鉻電阻絲、在電阻絲和管壁之間用氧化鎂粉填充絕緣的，于是就會面臨一些問題。氧化鎂粉在低溫時絕緣良好，但達到一定溫度時氧化鎂粉會碳化，碳化后的氧化鎂粉就沒有絕緣能力了。

　　一般金屬電熱管在干燒情況下功率在7W/cm2以下較好，而能保證只在水中加熱而不干燒的情況下，一般每功率在20～25W/cm2以下可以使用。按目前我國電熱管制造工藝現(xiàn)狀，如果功率超過30W/cm2是比較危險的，功率超過40 W/cm2更加危險。但市面上不少的即熱式電熱水器電熱管的功率密度超過40 W/cm2甚至50W/cm2以上，如果只是靠電子控制來保證不干燒，萬一控制失靈一次，燒壞絕緣，后果將不堪設想。

　　鐵質金屬電熱管用在電熱水器上，因其易生銹，很少被采用;不銹鋼金屬電熱管目前采用較多，但它相對銅質金屬電熱管來說，更容易產生水垢，但銅質金屬電熱管相對成本更高。

　　在歐洲，很多的即熱式電熱水器都是采用銅質金屬電熱管，但他們相對我們來說一般都有三大特點，一是在產品使用手冊中強調在產品使用一至兩年內必須由專業(yè)人員檢測安全后方能繼續(xù)使用，否則必須由專業(yè)人員更換電熱管;二是電熱管制作的都比較大，功率密度盡量做小;三是歐洲絕大部分自來水不易產生水垢，水質好，這本身就是使用條件的差別。在這種水質條件下，就是采用直接電極式加熱方法，熱水器也是安全的。

　　表面鍍膜加熱方法：又分非金屬鍍膜、金屬表面絕緣后再鍍膜兩種。非金屬表面鍍膜又分有陶瓷管式、玻璃管式、石英管式、單晶體管式等等，鍍膜方法又有涂膜、噴涂和印刷等多種方法。

　　非金屬表面鍍膜雖然有多種多樣，關鍵在于兩點：一是非金屬材料本身的選擇;二是鍍膜的方法， 材料本身選擇不好，滿足不了電熱水器急冷急熱，承受水壓，絕緣性能，導熱性能等特殊要求。 鍍膜方法的好壞，是影響電熱膜的使用壽命，功率衰減大小的關鍵因素。

　　對玻璃管式，材料本身耐急冷急熱能力差，急冷急熱時容易破裂，耐水壓能力也差，在出口封閉式(后制式)熱水器中，普通玻璃管式是很難滿足要求的。

　　陶瓷管式。材料本身耐急冷急熱能力還好，但陶瓷管燒結時工藝尺寸較難保證，在后期產品安裝時密封困難，容易出現(xiàn)熱水器漏水現(xiàn)象。

　　石英管式。單晶體管式材料比前兩種要好， 單晶體管式耐急冷急熱能力更強，在1300℃時急冷至0℃多次不會出現(xiàn)問題，且絕緣性能良好，耐腐蝕，耐壓力，不結水垢，工藝尺寸有保障，只是成本較高。為達到節(jié)約成本的目的，有人采用普通石英管。

　　鍍膜方法不論采用何種電熱膜材料，關鍵是電熱膜與非金屬材料本身的結合強度以及電熱膜的衰減幅度， 電熱膜靠中溫固化和高溫燒結以及超高溫化合反應，效果是十分不同的，好的產品使用上萬小時功率衰減率約為0.3%～0. 5%。而使用涂膜固化的，使用幾百小時功率衰減則超過20%以上，甚至整片脫膜而無法再使用。

　　超高溫化合反應單晶體管式非金屬鍍膜電加熱，十分安全，長時間使用不腐蝕，不結水垢，絕緣不損壞， 功率衰減幅度基本可以忽略不計，應當是當今即熱式電熱水器最好的電熱方法之一。但其缺點是制造工藝復雜，成本相對較高，在產品上非金屬和金屬接口處工藝要求極高，批量生產時是一個關鍵質量控制點，否則容易造成封閉式產品的漏水。

　　金屬表面絕緣后再鍍膜，關鍵在于金屬表面的絕緣。什么樣的絕緣可以耐高溫，又可以隨金屬一起熱脹冷縮而保持絕緣性能不變?目前已有多家高校和研究所正在努力研發(fā)之中，如果只是簡單在金屬表面搪瓷絕緣就鍍膜，而搪瓷熱脹冷縮是會有裂紋產生，產生裂紋后的搪瓷，絕緣性能基本就無法保證了。

　　陶瓷電熱棒和PTC陶瓷電熱片法：本身都是十分良好的電熱材料，具有安全、快速、熱效率高等眾多優(yōu)點。 陶瓷發(fā)熱棒以一片或多片陶瓷電熱材料伸入水中達到加熱目的，因其獨特的加熱原理，幾乎沒有漏電隱患存在，而且較容易采購，成本不太高。 PTC陶瓷電熱片，屬正溫度系數電熱材料，溫度低，電阻小，加熱功率大， 溫度高，電阻大，加熱功率小。但它的缺點是功率衰減幅度較大，用在大功率的即熱式電熱水器上，極易導致半年甚至幾個月內，功率發(fā)生大幅度衰減而出現(xiàn)熱水器水溫不熱的現(xiàn)象，現(xiàn)在基本上不再使用了。

　　電磁及微波加熱法也是一種比較好的電熱方法。目前市場上電磁爐大行其道，但將該方法用在即熱式電熱水器上，電磁盤的體積和制作成本直接影響了它的發(fā)展。電磁盤做小了影響使用壽命， 電磁盤做足后體積大，成本高，目前在即熱式電熱水器行業(yè)使用并不多。

　　微波加熱要達到即熱式電熱水器所需要的大功率目前還有困難，用在貯水式電熱水器上也許還可以，市場并無企業(yè)批量推出產品，可能暫時還停留在研發(fā)階段。

　　金屬管路夾層中放置電阻絲加熱法：如鎳鉻絲或PTC等，該類型的產品要求絕緣材料在耐高溫高壓的情況下必須耐潮濕。從目前市面上可采購的絕緣材料來說，能夠滿足要求的還沒有發(fā)現(xiàn)，如果只是采用云母來進行絕緣(其它家用電器產品大部分都是用云母)，在熱水器上使用，受潮，漏水等現(xiàn)象是很難避免的，而云母絕緣材料受潮后幾乎沒有一點絕緣能力，在金屬管路夾層接口處采用密封膠防止云母類絕緣材料受潮這種被動的保護方法，又因沒有較好的耐高溫密封膠而影響其發(fā)展。筆者認為，如果能有耐高溫又耐潮濕的新型絕緣材料，該類型加熱方法應當是即熱式電熱水器最好的加熱方法之一。但在還沒有這種絕緣材料的情況下，使用這種方法是危險的。最早期采用該方法生產即熱式電熱水器的企業(yè)也主要這個原因而關門了。

　　直接電極式電熱方法：在歐洲和日本都有類似的產品，該類產品結構簡單，加熱速度快，熱效率高，但必須水質優(yōu)秀，目前我國絕大部分自來水是不能滿足要求。

　　綜上多種加熱方法，在即熱式電熱水器這個特殊的行業(yè)里，有很多特殊性在里面。如a體積小功率大(幾乎是家電中功率最大的產品);b使用環(huán)境濕度大;c使用時因水質原因易產生水垢;d因水電同時存在且水具有一定的壓力; e發(fā)生干燒溫升極大破壞也大;f使用者無任何絕緣保護并且全身是水等等。所以，即熱式電熱水器產品的安全性必須比普通家電產品更加引起生產企業(yè)的注意，不但要滿足產品安全認證所有要求，還需要考慮在長久使用和在環(huán)境潮濕情況下使用的安全問題，真正做到為消費者的人身安全負責。產品壞了，企業(yè)可以在售后方面做好，但人的生命是沒有第二次的。