一、電熱水器的類型與熱水輸出量
1. 電熱水器的主要類型
2. 儲水式電熱水器的熱水量
2.1 額定容量
家用儲水式電熱水器的容量一般在40L~80L之間。最常見的容量規格為50L、60L和80L三種。
選購策略
選購儲水式電熱水器,不要僅根據容量判斷熱水是否夠用。應綜合額定容量、熱水輸出率、加熱功率和增容倍率選擇合適產品。
容量并非越大越好,選擇合適的即可。同系列80L型號相比60L型號,優勢是加熱完成后熱水續航更長,代價則是加熱等待時間更長,保溫漏熱更多和機身體積更大。
2.2 加熱功率
儲水式電熱水器的加熱功率,入門級產品一般為2100±100W(1500W已基本被淘汰),除此以外,大多為3000W或3200W。
變頻:電熱水器宣傳時所謂“變頻”指的是多檔加熱功率,是營銷用詞而已。
選購策略
一般情況下,首選總加熱功率≥3000W的電熱水器,除非預算只能買到2100W機型。
2.3 熱水輸出率
熱水輸出率是指在額定條件下,實際熱水輸出量同額定容量的比率。
不嚴謹地說,實際熱水輸出量就是當儲水平均溫度達到設定值65℃時,切斷電源,連續放水,直到出水溫度低于最高值20℃為止,所放出的水的體積。
2.4 增容倍率
增容倍率一般是指進水溫度28℃,水流量5L/min,加熱至最高溫度,不斷電,混水40℃,可連續輸出的熱水量比額定容量的倍數。
增容倍率可定義為“增加”,即(持續熱水量-額定容量)/額定容量,也可定義為“增至”,即持續熱水量/額定容量。目前沒有統一說法,請注意區分。
主流品牌除低端產品以外,基本都能做到至少5倍增容。中高端產品能做到8倍增容以上。
注:①冬季進水溫度較低,實際增容倍率通常不到夏季的1/3。②有些產品采用進水溫度23℃的測試條件。
選購策略
額定容量60L、加熱功率≥3000W、熱水輸出率≥80%、增容倍率≥5,是能滿足大多數家庭熱水需求的黃金組合。可根據預算和對連續熱水用量的預估等情況進行調整。
如果經常出現集中時間段連續大量使用熱水(比如洗碗、多人接力洗浴)的情況,建議選擇額定容量80L、加熱功率≥3000W、熱水輸出率≥80%、增容倍率≥6的電熱水器,并提前調高水溫。
二、儲水式電熱水器的核心部件與功能
1. 儲水式電熱水器的核心部件
1.1 內膽
1.1.1 內膽材質
不銹鋼內膽由于成本高且易虛焊,并未被廣泛使用。目前絕大多數儲水式電熱水器采用以脫碳鋼為基材,搪瓷釉料作為抗腐保護涂層的搪瓷內襯金屬內膽。
大多數搪瓷內襯金屬內膽為三層結構:脫碳鋼板層、密著層和搪瓷層。其中密著層的主要作用是解決搪瓷釉料與金屬基材熱膨脹系數不一致的問題,防止釉面龜裂,提高密著性。
搪瓷釉面
搪瓷是一種用于金屬表面的玻璃態無機物涂層,其主要成分是硼硅酸鹽。
電熱水器內膽搪瓷除了硼硅酸鹽、鋁礬土等主要成分,一般還會添加二氧化鋯等能提高抗龜裂性能、降低沸水失重的成分,以及氧化鈷等能增強密著性的成分。大品牌基本都有自己的釉料配方(最著名的是A.O.史密斯的金圭內膽)。
注:關于內膽的營銷用詞里帶“藍”字,一般是指其搪瓷配方含氧化鈷成分。
1.1.2 內膽制造工藝
海爾、美的等品牌宣傳的“無縫”內膽并非真的無焊縫,而是指由拉伸工藝一體成型的左右半桶焊接而成,只有一條焊縫的內膽。
低端熱水器仍普遍使用傳統的三段式內膽,即由鋼板卷制成的中桶分別與左右兩側端蓋焊接,形成三條焊縫。
選購策略
優先選擇單焊縫兩段式內膽熱水器。對比三段式內膽,單焊縫兩段式內膽的容器強度更高(承受脈沖壓力試驗次數遠超國標A級要求),漏水可能性更低。
單內膽vs.雙內膽
1.2 保溫材料
儲水式電熱水器一般采用聚氨酯泡沫作為保溫材料。保溫性能主要取決于發泡工藝、保溫層厚度以及對關鍵漏熱位置(例如支架)的處理。24h固有能耗系數(μ)能很好地反映熱水器的保溫性能。
1.3 電加熱管
儲水式電熱水器通常采用下潛式不銹鋼加熱管。加熱管由外管、絕緣導熱材料和電阻絲三層結構組成。
保護外管材質通常選用奧氏體310S/316L,英格萊800/840不銹鋼;最里層是鎳鉻電熱絲;外管與電熱絲中間填充絕緣導熱的氧化鎂粉。一些品牌會對加熱器外管進行額外的防腐抗垢處理,譬如添加鈦、鉬等元素或使用搪瓷涂層。
1.4 鎂棒犧牲陽極與電子陽級
熱水器內膽防腐一般采用以鎂棒充當犧牲陽極的陰極保護方法。當內膽鋼板暴露在水中時,由于鎂的金屬活性比鐵高,鎂棒會優先替代鐵被腐蝕掉。
電子陽極一般由鈦棒、支撐座、控制電路和參比電極組成,是一種通過外加電流實現陰極保護的電子防腐裝置。
2. 儲水式電熱水器的安全性
2.1 過溫過壓保護
為防止在極端情況下熱水器出現超溫、超壓,發生內膽爆裂等危險情況,儲水式電熱水器至少設有三重保護措施。
2.2 漏電保護
以目前的技術水平,水電分離已經做得相當完善了,熱水器漏電的風險極低,不過仍不能排除在極端情況下電熱水器發生漏電的可能性。
電熱水器的漏電保護措施主要包括防電墻、漏電斷路器和接地。
防電墻的工作原理是利用水自身的電阻將電流降至對人體安全的范圍。進出水管均使用絕緣材質,并保證有足夠長的水路,就能利用水電阻大幅降低電流,確保人體安全。
漏電斷路器在檢測到漏電且電流大于設定值時,就會觸發漏電保護動作,迅速切斷電路。
2.3 出水斷電
“出水斷電”的工作原理非常簡單:當傳感器檢測到一定的水流量時,機器立刻斷電,水龍頭關閉時隨即恢復通電。
出水斷電理論上確實為應對漏電風險增加了一道防護,但它也會對用水體驗造成較大的影響。具體來說,當啟用出水斷電功能時,用戶每次打開水龍頭,熱水器就會停止加熱,此時內膽熱水在得不到補充的情況下消耗得快,出水溫度下降快,熱水續航能力大打折扣。
注:當啟用“出水斷電”功能時,建議提前將水溫調高,以保證熱水量充足。
選購建議
“出水斷電”主要是為了解決部分用戶對電熱水器通電洗浴安全性的擔憂,是一種滿足心理需求的設計。“出水斷電”可有可無,但也不必刻意避開這類產品。因為從實際產品來看,“出水斷電”功能并未產生明顯的溢價,而且我們可自由選擇是否啟用該功能。
3. 基于大數據和用戶洗浴行為預測模型的動態水溫調節算法
根據用戶歷史用水數據,結合大數據和神經網絡算法等手段,盡可能準確地預測用戶用水行為,動態調整水溫,以尋求滿足熱水需求和省電之間的最佳平衡,是目前各大主流電熱水器廠商的研發重點。
儲水式電熱水器的洗浴行為預測和動態水溫調節涉及大數據、深度學習等前沿技術。
好的算法能做到在大多數情況下,用戶需要用熱水的時間段,內膽的實際熱水量能充分滿足需求,不會出現熱水量不足的問題;用戶不需要用熱水的時間段,電熱水器能盡量降低目標溫度,減少耗電量,節省電費。
目前各家的算法模型仍不夠成熟,對用水行為的預測準確性一般,對冬季熱水需求增加和連續用水情形的反饋存在明顯滯后性,實際體驗遠談不上完美。