即热式电热水器八种常见加热方式分析

　　即热式电热水器的加热方法主要有以下几种：1.金属电热管，2.表面镀膜，3.陶瓷电热棒，4.PTC陶瓷电热片，5.电磁加热，6.微波加热，7.电阻丝加热，8.直接电极式加热。下面对各类方式的利弊做个简析。

　　金属电热管加热法：主要是指镍铬丝电热管加热，电热管又分铁质电热管、不锈钢电热管、铜质电热管。绝大多数贮水式电热水器也采用该类电热管加热，该方法是一种比较成熟，也比较价廉物美的电加热方法。但这种加热管也有局限，在中国很多地方水质较差的情况下，该类发热管直接对水进行加热十分容易结水垢。结水垢后直接影响电热水器产品的使用寿命。即热式电热水器体积小功率大，贮水式常用的防止水垢产生的手段很难在即热式中实现。由于加热杯体积很小，电热管本身尺寸也必须做得很小，小尺寸加热管势必会加大加热密度，即增加单位面积的加热量。此种情况下电热管的寿命会缩短。另外，电热管的制作，一般都是在密封的金属管内放入镍铬电阻丝、在电阻丝和管壁之间用氧化镁粉填充绝缘的，于是就会面临一些问题。氧化镁粉在低温时绝缘良好，但达到一定温度时氧化镁粉会碳化，碳化后的氧化镁粉就没有绝缘能力了。

　　一般金属电热管在干烧情况下功率在7W/cm2以下较好，而能保证只在水中加热而不干烧的情况下，一般每功率在20～25W/cm2以下可以使用。按目前我国电热管制造工艺现状，如果功率超过30W/cm2是比较危险的，功率超过40 W/cm2更加危险。但市面上不少的即热式电热水器电热管的功率密度超过40 W/cm2甚至50W/cm2以上，如果只是靠电子控制来保证不干烧，万一控制失灵一次，烧坏绝缘，后果将不堪设想。

　　铁质金属电热管用在电热水器上，因其易生锈，很少被采用;不锈钢金属电热管目前采用较多，但它相对铜质金属电热管来说，更容易产生水垢，但铜质金属电热管相对成本更高。

　　在欧洲，很多的即热式电热水器都是采用铜质金属电热管，但他们相对我们来说一般都有三大特点，一是在产品使用手册中强调在产品使用一至两年内必须由专业人员检测安全后方能继续使用，否则必须由专业人员更换电热管;二是电热管制作的都比较大，功率密度尽量做小;三是欧洲绝大部分自来水不易产生水垢，水质好，这本身就是使用条件的差别。在这种水质条件下，就是采用直接电极式加热方法，热水器也是安全的。

　　表面镀膜加热方法：又分非金属镀膜、金属表面绝缘后再镀膜两种。非金属表面镀膜又分有陶瓷管式、玻璃管式、石英管式、单晶体管式等等，镀膜方法又有涂膜、喷涂和印刷等多种方法。

　　非金属表面镀膜虽然有多种多样，关键在于两点：一是非金属材料本身的选择;二是镀膜的方法， 材料本身选择不好，满足不了电热水器急冷急热，承受水压，绝缘性能，导热性能等特殊要求。 镀膜方法的好坏，是影响电热膜的使用寿命，功率衰减大小的关键因素。

　　对玻璃管式，材料本身耐急冷急热能力差，急冷急热时容易破裂，耐水压能力也差，在出口封闭式(后制式)热水器中，普通玻璃管式是很难满足要求的。

　　陶瓷管式。材料本身耐急冷急热能力还好，但陶瓷管烧结时工艺尺寸较难保证，在后期产品安装时密封困难，容易出现热水器漏水现象。

　　石英管式。单晶体管式材料比前两种要好， 单晶体管式耐急冷急热能力更强，在1300℃时急冷至0℃多次不会出现问题，且绝缘性能良好，耐腐蚀，耐压力，不结水垢，工艺尺寸有保障，只是成本较高。为达到节约成本的目的，有人采用普通石英管。

　　镀膜方法不论采用何种电热膜材料，关键是电热膜与非金属材料本身的结合强度以及电热膜的衰减幅度， 电热膜靠中温固化和高温烧结以及超高温化合反应，效果是十分不同的，好的产品使用上万小时功率衰减率约为0.3%～0. 5%。而使用涂膜固化的，使用几百小时功率衰减则超过20%以上，甚至整片脱膜而无法再使用。

　　超高温化合反应单晶体管式非金属镀膜电加热，十分安全，长时间使用不腐蚀，不结水垢，绝缘不损坏， 功率衰减幅度基本可以忽略不计，应当是当今即热式电热水器最好的电热方法之一。但其缺点是制造工艺复杂，成本相对较高，在产品上非金属和金属接口处工艺要求极高，批量生产时是一个关键质量控制点，否则容易造成封闭式产品的漏水。

　　金属表面绝缘后再镀膜，关键在于金属表面的绝缘。什么样的绝缘可以耐高温，又可以随金属一起热胀冷缩而保持绝缘性能不变?目前已有多家高校和研究所正在努力研发之中，如果只是简单在金属表面搪瓷绝缘就镀膜，而搪瓷热胀冷缩是会有裂纹产生，产生裂纹后的搪瓷，绝缘性能基本就无法保证了。

　　陶瓷电热棒和PTC陶瓷电热片法：本身都是十分良好的电热材料，具有安全、快速、热效率高等众多优点。 陶瓷发热棒以一片或多片陶瓷电热材料伸入水中达到加热目的，因其独特的加热原理，几乎没有漏电隐患存在，而且较容易采购，成本不太高。 PTC陶瓷电热片，属正温度系数电热材料，温度低，电阻小，加热功率大， 温度高，电阻大，加热功率小。但它的缺点是功率衰减幅度较大，用在大功率的即热式电热水器上，极易导致半年甚至几个月内，功率发生大幅度衰减而出现热水器水温不热的现象，现在基本上不再使用了。

　　电磁及微波加热法也是一种比较好的电热方法。目前市场上电磁炉大行其道，但将该方法用在即热式电热水器上，电磁盘的体积和制作成本直接影响了它的发展。电磁盘做小了影响使用寿命， 电磁盘做足后体积大，成本高，目前在即热式电热水器行业使用并不多。

　　微波加热要达到即热式电热水器所需要的大功率目前还有困难，用在贮水式电热水器上也许还可以，市场并无企业批量推出产品，可能暂时还停留在研发阶段。

　　金属管路夹层中放置电阻丝加热法：如镍铬丝或PTC等，该类型的产品要求绝缘材料在耐高温高压的情况下必须耐潮湿。从目前市面上可采购的绝缘材料来说，能够满足要求的还没有发现，如果只是采用云母来进行绝缘(其它家用电器产品大部分都是用云母)，在热水器上使用，受潮，漏水等现象是很难避免的，而云母绝缘材料受潮后几乎没有一点绝缘能力，在金属管路夹层接口处采用密封胶防止云母类绝缘材料受潮这种被动的保护方法，又因没有较好的耐高温密封胶而影响其发展。笔者认为，如果能有耐高温又耐潮湿的新型绝缘材料，该类型加热方法应当是即热式电热水器最好的加热方法之一。但在还没有这种绝缘材料的情况下，使用这种方法是危险的。最早期采用该方法生产即热式电热水器的企业也主要这个原因而关门了。

　　直接电极式电热方法：在欧洲和日本都有类似的产品，该类产品结构简单，加热速度快，热效率高，但必须水质优秀，目前我国绝大部分自来水是不能满足要求。

　　综上多种加热方法，在即热式电热水器这个特殊的行业里，有很多特殊性在里面。如a体积小功率大(几乎是家电中功率最大的产品);b使用环境湿度大;c使用时因水质原因易产生水垢;d因水电同时存在且水具有一定的压力; e发生干烧温升极大破坏也大;f使用者无任何绝缘保护并且全身是水等等。所以，即热式电热水器产品的安全性必须比普通家电产品更加引起生产企业的注意，不但要满足产品安全认证所有要求，还需要考虑在长久使用和在环境潮湿情况下使用的安全问题，真正做到为消费者的人身安全负责。产品坏了，企业可以在售后方面做好，但人的生命是没有第二次的。