儲水類式熱水器采用了哪些先進技術以達到安全節能的效果
來源:新能源網
時間:2024-08-17 13:50:06
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儲水類式熱水器采用了哪些先進技術以達到安全節能的效果【專家解說】:儲水式電熱水器的特點優點:1)安全; 2)一般用戶線路可負荷,局限性影響小;缺點:1)體積龐大、安裝亦不便,占用空
【專家解說】:儲水式電熱水器的特點
優點:1)安全; 2)一般用戶線路可負荷,局限性影響小;
缺點:
1)體積龐大、安裝亦不便,占用空間;
2)易形成水垢,清洗麻煩;
3)內膽長期高溫浸泡,技術要求高,易漏水,發熱元件長時間加熱保溫,易損壞;
4)預熱時間長、加熱緩慢,使用不方便;
5)耗電,預熱及保溫過程需大量散熱;
6)水量有限,經常洗澡洗到一半沒有熱水了,經常發生洗到一半發現熱水不夠用的情況。
7)洗澡時水溫不穩定,一般水溫越洗越涼
即熱式:即熱式熱水器是一種不需要預熱、即開即熱的熱水器。它體積小巧、安裝方便,占用空間少,不破壞浴室裝修的美觀;即開即熱,方便快捷,比儲水式熱水器節能。一般3到10秒鐘內可出熱水。因為是直接經過發熱體出熱水的,體積小美觀,檔位可調,最大程度的省電省水,直接經過發熱體出熱水可持續出熱水,不用擔心沒熱水了。
由于我國地域遼闊,使用的水質差異極大,目前普通的貯水式電熱水器(以下簡稱熱水器)的兩個主要的部件--電熱管和內膽的使用壽命無法準確預測,只能依據統計學上的概率計算方式,根據類似產品的實際使用的壽命數據,并按照產品的使用區域來預測批量性產品的平均質量水平。在這兩者中,內膽的損壞導致整個熱水器產品的報廢,電熱管的損壞導致熱水器不能使用并有可能同時帶來漏電傷人的危險。
對于電熱管的損壞,實際的市場數據也表明,會降低熱水器使用過程中的安全性,因此電熱水器基本上均安裝有漏電保護器以保證熱水器一旦漏電馬上切斷熱水器的供電電源以保護用戶的安全。在水質差的區域,電熱管的使用壽命相對較短,在電熱水器的整個壽命期間一般須更換幾次電熱管,這增加了用戶的經濟負擔,同時也增加了熱水器生產廠家的售后服務工作量。
在中國目前生產電熱水器的企業中,有許多注重核心技術的研究和生產工藝的提升,但也有部分企業,在電熱水器產品的宣傳上,或以偏概全地特別強調某種特點,或靠不斷的制造“概念”來吸引消費者的注意,甚至是誤導消費者,國內太多的各種概念的內膽和所謂“防電”“隔電”技術就是最好的說明。
貯水式電熱水器加熱方式概述
目前國內的熱水器的生產企業和許多相關的公司和企業,為尋找適用于電熱水器的最佳電加熱技術以便解決普通電熱管存在的上述不足,采用的方案多種多樣。有采用電磁、微波加熱的;有通過改善電熱管本身工作環境的方式,如電熱管通過導熱油間接加熱的、管外套管的雙層電熱管的、陶瓷絕緣體和電熱絲組成的發熱芯外套金屬搪瓷管的水電分離管的,還有采用金屬管內置片狀半導體陶瓷(PTC)發熱元件的等等。從材質上分也是多種多樣,如銅質管304(L)/316(L)/840/incloy 800不銹鋼管等,在不銹鋼電熱管外包純鎳金屬的復合金屬管等等。
上述方案中,普通的電熱管結構,僅通過采用具有高性能(如耐干燒、耐腐蝕等)的材質或采取措施提高金屬材質的抗腐蝕能力的方式,有一定的益處或說在水質不太差的地域有較好的效果,但在使用時間較長或水質不好的地域時,同樣須定期更換電熱管。
采用電磁加熱的方式,因為是間接加熱(類似家用電磁爐,先加熱內膽的一部分,內膽再將熱量傳給內膽中的水),因此具備水電完全分離的優點,控制系統的能耗較普通電熱水器高,因此整機熱效率偏低,尤其是在內膽中沉積的水垢變厚時,熱效率將更低,在這種結構中,同樣的水垢沉積比對普通電熱管上水垢的沉積對電熱效率的影響更大一些。同時因必須具有遠較普通電熱水器中復雜的電子電路系統,電子系統的通風散熱問題導致系統工作的可靠性降低。因為電熱水器的使用環境不同于普通的家用電磁爐,必須考慮在浴室中使用時的防水問題。產品的成本和故障率也遠高于普通電熱水器。
采用微波加熱的熱水器,工作原理類似于微波爐,該種產品具備許多優點,如水電完全隔離,無漏電安全問題;微波直接對水加熱,不存在結垢的問題;內膽中的水加熱均勻;微波具備殺滅多種細菌的作用,有益人體健康;微波加熱裝置,使用壽命長;電子控制系統比電磁熱水器簡單許多,結構設計合理時,熱效率遠高于家用微波爐的不足60%,可達到80%以上。但同樣存在能量的二次轉換問題帶來的效率的降低,即電能先轉換為微波能,微波能再加熱水使水的升溫。產品的成本也遠高于普通電熱水器。
對采用電熱管通過導熱油間接加熱的方式,具備水電完全分離的優點,但同樣存在能量的二次轉換問題帶來的效率的降低,即電能先轉換為導熱油的熱能,導熱油的熱能再轉換為水的熱能。此方案需要多考慮一種液體(導熱油)的密封、保溫和傳熱問題,因此結構稍微復雜一些。產品的成本也高于普通電熱水器。
管外套管的雙層電熱管、陶瓷絕緣體和電熱絲組成的發熱芯外套金屬搪瓷管的所謂水電分離管,都因內部的電熱絲距離水的距離更大一些導致所產生的熱量不能及時被外部的水流帶走而使工作環境處于相對嚴酷的狀態,反而大大影響內部的電熱絲的使用壽命,使此類電熱管的使用壽命相比較之下顯得更短一些。但此類發熱管的好處是即使電熱絲損壞,仍然處于“水電分離”的安全狀態。
采用金屬管內置片狀PTC發熱元件的方式,片狀PTC單位面積的發熱功率比較小,同時受內膽管口和PTC片的尺寸的限制,在結構上要求PTC片的兩個端面導電并彼此絕緣,故一般為扁長條狀,由銅管,絕緣薄膜,片狀電極和PTC片等組成,因此此類發熱元件最大的優點是不怕缺水時的干燒(PTC元件的優點),但缺點也是顯而易見的,長條的根部強度差,長途運輸的振動易損壞,功率會隨使用時間的延長而逐漸降低(PTC元件的缺點),薄片狀的PTC的兩個導電端面的電氣絕緣的處理和封裝因難度較大而不易保證質量。
經過兩年多的潛心合作研究,對于熱水器這一問題的解決,美的廚具目前已在技術上找到認為切實可行的解決方案,這就是采用氮化硅發熱元件。目前我們公司采用該技術開發的新產品D12A即將投放市場。該型號產品的最大特點是采用特殊的新型發熱元件“氮化硅”。
新型發熱元件--氮化硅簡介
氮化硅發熱元件,它是一種采用金屬鎢、鉬及氮化硅粉末在極高溫(近2000℃)和極高壓下壓制成型的一種發熱元件。目前在國內已能夠正常批量生產,并且技術日趨成熟。通過的我們長時間的測試、試驗和樣機的使用,該元件的具有如下特點:
1. 抗干燒能力強,本身可長期干燒使用;
2. 抗酸、堿腐蝕;
3. 抗結水垢,即使將元件全部埋入泥沙中時,也能正常工作。在正常發熱工作時,元件的表面溫度高達800~900℃,由于氮化硅元件表面光潔且溫度高,且熱膨脹系數遠小于元件表面的水垢,因此,在發熱元件不工作的保溫期間所附著的水垢,一旦發熱元件加熱工作后,會馬上呈鱗片狀脫離元件。
4. 耐高、低溫;
5. 抗沖擊和振動等方面遠優于目前普通的電熱管;
6. 長期使用無毒、無異味、無變質,符合國家衛生標準;
7. 發熱效率可高達98%以上;
8. 氮化硅元件發生斷裂損壞后的所具備的電特性,不同于普通電熱管的“爆管”損壞,其斷裂后在水中的漏電遠小于后者,這是由其特殊的結構所決定的。
9. 在氮化硅加熱組件的結構設計上,對內膽而言,可采用與普通電熱管元件一樣的接口,便于生產的組織和管理。
氮化硅元件使用時的安全性
熱水器作為直接使用的家用電器,安全始終是生產廠家必須優先考慮的問題。對于目前在電熱水器上的廣告宣傳上的各種附帶的防電功能,我們也針對部分產品增加了隔電的功能,以滿足部分用戶的需要。但如果單純地認為只有使用防電墻的電熱水器才安全,只有使用防電墻才能對來自電器接地地線和自來水管的漏電提供保護就未免有點太過了。我們不可否認防電墻會為消費者帶來一定的安全保護,而且事實證明防電墻可以起到確保水流不帶電,但另一方面,防電墻是不能取代漏電開關的作用的,因為如果發生漏電事故,還是截斷電源才是最安全的方法,所以美的電熱水帶防電墻系列的電熱水器同樣強調漏電開關的保護功能。
其實只要產品的設計和生產達到安全標準,產品的質量符合要求,熱水器的安裝正確,用戶的用電環境正常,電熱水器完全可以放心使用。但為了杜絕十萬分之一的意外產生機會,美的廚具經過長時間的潛心開發,終于設計出采用氮化硅發熱元件的電熱水器,該元件發生損壞后的所具備的特有的電特性,完全不同于普通的電熱管,普通的電熱管損壞后電熱絲直接與內膽中的水接觸而導致漏電,而氮化硅元件斷裂后在水中的泄漏電流很小。如果元件工藝控制嚴格,產品結構設計合理,泄漏電流的大小可控制在安全水平以內。
采用氮化硅元件的貯水式電熱水器對推動國內的熱水器的技術研究起到積極的促進作用。它的創新不在外觀而在核心,將對推動國內貯水式電熱水器的技術進步做出積極的貢獻。
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