向科学工作者致敬，这篇文章比网上那些编辑随便写的好多了！

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电热水器工作原理

作者徐江一帆

水质、内胆与防腐

　　使用电热水器应注意水质问题。我国地域辽阔，各地水质差别极大。

　　对储水式电热水器来说，最好使用经软化处理的自来水。水质的硬度如何，只要看你家中烧水时是否经常结垢（水垢多为钙、镁混合物）便一目了然，易结水垢的水不宜直接供热水器使用（这对燃气热水器更为重要）。水的硬度高，会造成电加热器周围结成厚厚的垢衣，使加热效率降低，由于热量传递速度减慢，也会危及电加热器自身的寿命。另外，出水管口的垢层不断加厚，会使管的口径减小，甚至堵塞，造成热水器故障。因此水的硬度至关重要，有条件者应在热水器进水管前加一个小型软化装置，以降低水的硬度。顺便提一句，硬度较高的水，在加热过程中，其结垢程度与钙、镁等物质在水中的含量、加热温度、压力、时间有关，与电加热器的结构和容器也有密切关系。

　　对即热式电热水器来说，水流动则加热，水流停即停止，温度一般控制在65度以下，高温水不会聚集在机身内，没有机会结垢。

　　内胆是电热水器的关键，产品内表面的处理非常重要，它是决定电热水器保修年限的主要依据。目前商场里所售的电热水器主要有以下三种内胆：无氧紫铜内胆, 应用在即热式电热水器上具有不可比拟的良好特性：它具有热传导快，耐压耐腐蚀，延展性好，抗菌抑菌等,无氧紫铜发热系统一般应用在欧美发达地区的即热式电热水器，大多数国际品牌均采用紫铜生产即热式电热水器的加热体，紫铜材料的特殊物理和化学特性,具有加热快速稳定、热效率高的特点.是目前世界上即热式热水器行业中公认的符合环保健康潮流的、最成熟稳定的加热体。不锈钢内胆，材质好，不易生锈，但焊缝隐患不易发现，经多次热胀冷缩后，不锈钢中的铬会被自来水中的氯离子腐蚀，时间长了可能会在焊接处漏水；搪瓷内胆，内胆表面的瓷釉为非金属材料，不生锈，防腐蚀，以厚钢板做胆体，有较强的耐压能力，其中高釉包钢内胆防腐保温性能最佳，寿命更长。消费者可选搪瓷内胆的，大部分厂商承诺五年以上包换。

　　此外，为了防止内表面受到腐蚀，机内还装有一根镁棒，镁棒在热水器中是作为牺牲阳极使用的。因为镁的金属活性比铁高，在镁棒与普通钢板同时暴露的情况下，镁棒首先代替钢板腐蚀掉，从而达到保护钢内胆的目的。多长时间更换一次镁棒呢？根据水质的不同，搪瓷内胆热水器中的镁棒1～2年就需更换。否则一旦镁棒用完，热水器很快就要腐蚀、漏水了。

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分类

　　电热水器按储水方式可分为即热式和容积式（又称储水式或储热式）两种；容积式是电热水器的主要形式，按安装方式的不同，可进一步区分为立式、横式及落地式，按承压与否，又可区分为简易式（敞开式）和承压式（封闭式），按容积大小又可区分为大容积与小容积式。

即热式电热水器一般需20、甚至30安培以上的电流，即开即热，水温恒定，制热效率高，安装空间小。内部低压处理的优质即热式电热水器，可以在安装的时候增加分流器，可为多个龙头供水，功率较高的产品安装在浴室，即能用于淋浴，也能用于洗漱，一般家庭使用节能又环保。根据市场的需求，即热式电热水器又进一步分化为淋浴型和厨用型（多称为小厨宝）。

　　储热式电热水器又分为敞开式和封闭式两类。早期的储热式电热水器多为敞开式或开口式的，其结构简单，体积不大，靠吊在高处的压力喷淋，水流量较小，但价格较低，适合于人口少，家境不很富裕，仅做洗浴使用的家庭购买。敞开式电热水器由于没有对内胆设计承压性能，故不能向其他管路多处供水，功能有限。封闭式电热水器的内胆是密封的，水箱内水压很大，其内胆可耐压，故可多路供水，既可用于淋浴，也可用于盆浴，还可用于洗衣、洗菜，价格相对较贵，一般在千元左右。储热式电热水器可自动恒温保温，停电时可照样供应热水。目前国内市场上的电热水器主要是封闭储热式电热水器，它不必分室安装，不产生有害气体，干净卫生，且可方便地调温。

　　封闭储热式电热水器的工作原理非常简单，它们使用一根电加热管，通电之后给水提供热量。内胆储存热水并承载压力0.6MPa（约6kg/cm2），外壳保温。产品间的区别首先体现在加热管上，有浸没型的，即直接与要加热的水接触，也有隔离型的。加热管有1.2、1.5及2.5KW等功率可供选择。加热管由一个温控器来控制，能设定所需温度并保持内胆中的水温恒定，且在40℃～75℃范围内可调。定时产品系列的时间控制系统能带来最大限度的能源节省，再配以分时电表，可节省大量电费。有的产品还具备大屏幕液晶显示屏、单键飞梭的操作界面和实时故障监测功能。电热水器必须安装压力安全阀，以确保超压泄压。为了尽可能减少热量散失，在壳与内胆之间还采用了聚氨酯或高密度泡沫塑料的加厚保温层。

　　根据安装方式的不同，电热水器可分为壁挂容量从8升到500升的都有。落地式的容量较大，通常供集体或工业使用；壁挂小容量的还有台下式品种，它们的进出水管接头位于上端而不是下端，所以应当在靠近地面的位置挂墙安装。主要品牌目前有阿里斯顿、史密斯、海尔、万家乐、比利奇、帅康等，名牌产品的质量、服务均较可靠。

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防电墙与安全性

“防电墙”是一种简称，它确切的表述法应该是“水电阻衰减隔离法”。

　在一般的印象中，纯水不是一种导体，自来水里有其他杂质是导体，与电接触十分的危险。其实，任何物体都是有电阻的，因此在符合经济性的前提下就可能被改造成符合安全需要的器具而造福于人类。“防电墙”就是如此。

“防电墙”（即水电阻衰减隔离法）就是利用了水本身所具有的电阻（如国标规定自来水在15℃时电阻率应大于1300Ω.cm），通过对电热水器内通水管材质的选择（绝缘材料），管径和距离的确定形成“隔电墙”。当电热水器通电工作时，加热内胆的水即使有电，也会在通过“隔电墙”时被水本身的电阻衰减掉而达到将电隔离的目的，使热水器进出水两端达到几乎为零的电压和0.02mA/kw以下的极微弱电流，大大优于国标0.25mA/kw的标准。

　　采用“隔电墙”技术不仅可以阻隔电热水器本身可能产生的漏电，也可以阻隔因地线带电或水管带电而对淋浴者带来的安全威胁。所以热水器采用“防电墙”技术可以充分保证人的洗浴安全。

　　防电墙装置的作用

1、隔绝加热内胆中因发热管漏电致使水中带电的电流。

2、隔离因地线带电或水管带电而对淋浴者带来的伤害。

防电墙技术是对热水器管路设计技术、原材料技术、电气阻尼技术等多种技术的整合应用并在此基础上加以发明创造的热水器安全专利技术，它主要包括以下几个方面：内部防电设计热水器内部的加热管、镁棒、温控器等零部件的选用、安装都采用特别的绝缘处理，确保水中的电不会外漏；外部防电设计热水器外部的外壳、混水阀、喷头、软管都进行了特殊的防电处理，确保与人体接触的部分绝缘。管路的防电设计热水器的管路在选材上采用了专用配方的原材料，管路的结构设计上应用了阻尼技术，即使热水器中的水带电；也能保证人的洗浴安全。

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优缺点比较

　　电热水器和燃气热水器各有优、缺点，消费者购买时应根据自己的实际情况权衡选择。

　　以下从性能方面对热水器作些对比：燃气热水器具有热效率高、加热速度快、温度调节稳定、可连续使用的优点。不便之处是使用者不能在洗浴过程中自己调节温度，而必须在进入浴室前先将温度调好，热水到达龙头前有一些冷水浪费，且国家对其使用年限有规定，适合在低气价地区使用。电热水器具有寿命较长、高效节能、安全、环保等优点，还可隐藏在壁柜中、阳台上，不外露、不占地。不足之处是使用前需预热，还不能连续使用超出该电热水器容量的水量。适合在低电价地区使用。如果家庭人口多，则需买大容量的。

　　电热水器是今后热水器市场的发展方向。因为气价涨了，而电价却降了；电热水器使用安全、卫生、又无污染。今后几年我国电热水器市场将呈现强劲增长势头，其产品质量、技术水平、服务规范将不断提升，价格也会下降。

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选购知识

1、贮水式电热水器的分类

　　贮水式电热水器按其出口型式分为：封闭式电热水器和敞开式电热水器两种。封闭式电热水器在出水口处由一个或多个阀门控制水量，并在自来水压力下工作。该类热水器具有安装位置灵活、出水压力高及热损失小等优点。但因其内胆在带压情况下工作，需采用较厚材料，制造工艺要求高；敞开式电热水器的出水口敞开，由进水管路上的一个阀门控制水量。此类热水器在常压下工作，故其内胆制作要求较低，且结构也相对简单。目前，大多数厂家生产的电热水器均为封闭式电热水器。

　　电热水器按安装方式分为：壁挂卧式、壁挂立式和落地式三种。壁挂卧式热水器安装时水平挂置在墙体上，适合于容量不大于100L的热水器，对墙体有一定的强度要求；壁挂立式热水器安装时垂直地挂置在墙体上，适合于容量不大于100L的热水器，对墙体有一定的强度要求；落地式热水器安装时可垂直放置在坚固的地面上，适合于大容量100L以上的热水器。

2、电热水器的容量的选择

　　热水器的容量以升（L）为单位，容量越大，热水器的供热水能力就越大。目前，市场上常见的容量有：10L、15L、40L、50L、60L、80L、100L，有少数几个厂家能够生产100L以上的产品。用户可根据用途、家庭人口多少和用水习惯来选择热水器的容量。10L~15L的热水器一般用于厨房间洗碗、洗菜或洗漱间洗脸、刷牙用，因此人们将其形象地称之为厨房宝或小厨宝。用于洗浴的热水器宜选择40L以上的容量，1人使用适宜选用40~50L容量的热水器；2人使用适宜选用50~60L容量的热水器；3口之家适宜选用80～100L容量的热水器；3人以上的家庭适宜选用120L以上的热水器；如您习惯用浴盆洗浴，最好选择150L以上的热水器。

3、电热水器的功率的选择

　　热水器的功率以瓦（W）或千瓦（Kw）为单位，通常是指热水器内电加热管的功率，功率越大，单位时间内产生的热量越多，所需加热时间就越少，对电线的负荷要求越高。

　　目前，市场上常见的热水器的功率有：1000W、1250W、1500W、2000W、2500W、3000W等几种。为了满足人们对热水器产品的多样性的需要，市场上出现了双功率电热水器，有500W、500W，500W、1000W，1000W、1000W，1000W、1500W等几种组合方式供用户选择，用户在使用时，可根据需要选择用一根加热管加热或两根加热管同时加热。热水器的功率大小一般与容量大小相对应，在制造时，已由生产厂家确定。一般情况下，10L~15L选择1000W~1250W，40L~80L选择1250W~1500W、100L以上选择2000W~3000W。在选购电热水器时，用户应了解电热水器的功率大小，功率大小的选择主要应根据您家里的电表和电源线的横截面大小来确定，1500W以下的热水器所用电源线的横截面不应小于1.5mm2，2000W~3000W的热水器所用电源线的横截面不应小于2.5mm2，同时还要考虑到该电源线是专供热水器单独使用，还是与其它用电器同时使用等因素。

4、电热水器关键部件的性能选择

1）内胆

　　内胆是热水器的核心部件，直接影响热水器的安全性能、使用性能和工作寿命。用户在选择热水器时应关心热水器内胆钢板的材质是否为含钛合金、厚度是否足够厚、焊接工艺是否先进可靠、搪瓷釉料质量是否保证、涂搪烧结工艺是否先进等。

2）电加热管

　　电加热管的质量直接关系到热水器的使用安全。因此，在选购热水器时，除了关心电加热管的功率大小外，更重要的是关心电加热管的电气性能。

3）镁阳极棒(镁棒)

　　镁是电化学序列中电位最低的金属，生理上无毒。因此，用来制成镁棒保护内胆非常理想。镁棒的大小直接关系到保护内胆时间的长短和保护效果的大小，镁棒越大，保护效果越好，保护时间越长。

4）保温层的选择

　　热水器的保温层的好坏直接影响到热水器的保温性能。决定保温性能的主要因素是保温层材料和保温层厚度。目前常用的保温材料有：石棉、海绵、泡沫塑料、聚氨脂发泡等。在这几种保温材料中，聚氨脂发泡保温性能最好，泡沫塑料保温性能次之，石棉和海绵因其难以与热水器紧密贴合，一般只作为热水器辅助保温材料。

5）防倒流技术选择

　　为了防止电热水器因外部停水造成电棒干烧，所有的电热水器均采用了防倒流技术。目前大多数厂家采用的防倒流技术是选用带止回功能的安全阀（俗称为有芯安全阀）来实现的。但这一技术存在的问题是：热水器在工作时，由于内胆中的水的热胀冷缩作用，有部分水会通过阀芯的内泄功能向管路中泄出，泄出时易使热水器管路局部产生振动共鸣而发出异常响声；同时存在的安全隐患是，安全阀的内泄功能常常会因水垢堵塞而失效，从而使内胆的工作压力增高，使热水器的使用寿命下降。

5、电热水器控制方式的选择

　　电热水器按其对水加热温度控制方式不同分为：机械、数显和数控三种型式。

1）机械式控制电热水器

　　机械式电热水器温度控制的主要元件为一机械式旋钮调节的温度控制器，该温控器通常由测温探头、可调式驱动机构和一对电触点组成。当探头处温度上升时，探头内的介质（液体或气体）膨胀，并通过毛细管推动驱动机构，使电触点动作。电触点的动作温度可通过可调式驱动机构进行调节或使电触点处常开状态。

　　机械式热水器用温控器主要特点是：动作温度可在一定范围内连续调节，操作简单方便，价格低廉。适合一般家庭使用。缺点是温度控制方式单一，只能实现循环加热一种方式。

2）数显型控制电热水器（SX）

　　数显型电热水器控制系统通常由显示板、主控制板、强电板和温度传感器组成。显示板用于显示现在温度、设置温度、故障代码和定时数的信息，还可以利用控制面板上的按键和旋钮来进行设置操作。主控制板是控制系统的核心，用于对温度信息的处理和对热水器的运行过程实施控制。强电板用于提供系统所需电源、实施强电驱动及漏电检测。温度传感器用于采集温度信息。

3）数控型电热水器（SK）

　　数控型电热水器由显示板、主控制板、强电板和温度传感器组成。显示板上的LCD显示屏用于显示工作模式、加热状态、现在温度、设置温度、设置菜单、时钟、定时时段、故障代码等信息，还可以利用板上按键进行设置操作。主控制板是控制系统核心，用于对温度信息的处理和对热水器的运行过程实施控制。强电板用于提供系统所需电源、实施强电驱动及漏电检测。过温检测和常温检测温度传感器用于采集温度信息。

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选购电热水器存在的误区

　　消费者在选购电热水器时，往往容易听商家的所谓“解释”，其实有些商家的宣传纯属一种误导。业内专家指出，目前市场主要存在如下四大误区。

　　一、出水断电：其作用是在使用时自动切断电源，使用完毕自动恢复供电的一种安全装置。实际并不能避免触电的可能，因为它只是在出水时切断电源，如果此时出现了漏电的隐患，则当关水时由于恢复了供电而导致触电。另外，如果在使用前就已漏电，则在开始使用时由于触到金属截门而触电。安全的使用方法应是电热水器安装可靠的地线，并使用带漏电保护器的电源线。

　　二、水电分离加热管：某些厂家刻意强调自己是水电分离加热管，其实电热水器采用的加热管均是水电分离的。而且只要按照相关的标准制造，其安全性能都是很高的。目前，电热水器大多采用直热式加热管，这种加热管具有传热效率高、耐久可靠、制造安装简单等优点。

　　三、镁棒的作用：几乎所有的厂家都宣传镁棒的作用是“强力除垢、软化水质、呵护肌肤”。其实镁棒的真实作用是防腐，但它会硬化水质，导致结垢严重，对皮肤当然会有不利影响。

　　四、盲目“崇洋”心理：在商品日益“同质化”的时代，应该说国有品牌的电热水器与洋品牌在技术上已难分高下，甚至在某些方面还超出了对方。况且，无论从价格、地域文化的熟悉程度和售后服务上，国有品牌都有明显优势。因此，宠信洋品牌、洋技术并无绝对依据，而且这种心理很容易被市场上某些打着“洋制造、洋技术”的劣质国货所利用，从而上当受骗。

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使用与维护

1、上水时必须将出水口打开，等内胆里的空气完全排出后才能检查水是否注满；

2、排空前必须先将电源切断；

3、作封闭式安装时，加热期间进水阀必须处于开启状态；

4、刚打开阀门时，不要把出水方向对着人体。

　　电热水器如果使用时间长了，如果用户没有及时的清洗热水器的内胆，这样就会造成加热管结垢严重，电热管的热量加热不充分，热水就很慢热起来，影响了正常使用，还有就是局部受热不均而发生破裂的事故时有发生，所以电热水器要每年进行一次维护。

使用电热水器注意事项

　　在使用电热水器时注意以下几点：

　　一、家庭的室内布线应可靠接地，且接地电阻值不得大于4Ω。家用插座，不管单相电源还是三相电源，其接地必须与电源的地线链接，插座的接地极不允许空着。

　　二、电热水器配备的插座，应为带地线的固定专用插座，不能使用移动式电源接线板。插座的结构、容量和插孔尺寸应与电热水器电源插头相匹配。插座应置于电热水器出水口水平位置上方，要避免被水喷溅而产生短路危险。

　　三、在使用电热水器时，不得通过插座上的开关关断电源，因为关断插座电源后漏电保护插头不能工作，一旦发生地线带电等故障时无法提供保护。

　　四、定期（一般每周）检查按动漏电保护插头的“试验”键，确认漏电保护插头能正常工作。

　　五、保养清洁电热水器外部，应先切断电源，不要用水喷淋，要软布擦拭。

　　六、如果电源线损坏，为避免危险，必须使用有厂家提供的专用电源线，并由维修部或类似部门的专业人员更换。

　　七、电热水器的使用寿命不应超过6年，如超过年限还继续使用，就会存在安全隐患，需要及时更换。

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各种电热水器优缺点对比

储水式电热水器

　　优点：安全性能较高，能量洁净。能多路供水。既可用于淋浴、盆浴，还可用于洗衣、洗菜。安装也较简单，使用方便。

　　缺点：一般体积较大，使用前需要预热，不能连续使用超出额定容量的水量，要是家庭人多，洗澡中途还得等。另外，洗完后没用完的热水会慢慢冷却，造成浪费。水温加热温度高，易结垢，污垢清理麻烦，不清又影响发热器寿命。

即热式电热水器

　　优点：具有能够即开即热，省时省电，节能环保、体积小巧、水温恒定等诸多优点。

　　缺点：功率比较大，线路要求高：一般功率都至少要求6KW以上，在冬天就是8KW的功率也难以保证有足够量的热水进行洗浴。电源线要求至少2.5平方以上，有的要求5平方以上。

快速式电热水器

　　美观典雅，预热时间短，热水源源不断，乐王快速式电热水器结合了储水式和即热的优点，缺点是造价高。外观时尚美观，安装方便，不占浴室空间，六大安全措施，防漏电防干烧防过压防结垢防倒流防过热；只需8-10分预热内胆水温可达80-85度，水温和出水量大小可任意调节，一次预热全天候使用，不受人数限制，即使停电关机扔可沐浴一人；功率4000W左右适合家庭一般电压使用，不用换电表不用换电线，只要是2.5mm或以上的铜心线就即可，是当今居家理想之选。

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电热水器八大节能技术

　　一、保温层整体发泡技术

　　又称“高效保温技术”。保温层质量的好坏是电热水器是否节能的重要环节之一，而保温层的好坏要看发泡技术、所采用的材料及保温层厚度。普通的保温层采用海绵、泡沫塑料等，保温效果很差，浪费了许多热量。目前很多电热水器厂家在此基础上进行改良，采用一体成型整体发泡技术，发泡成型后，水箱内胆、外壳和端盖形成一个整体，从而形成高效保温层。

　　二、中温保温技术

　　利用温控器设计的中温保温技术也在许多产品上得到应用。有了中温保温技术，电热水器在保温的情况下，也不会在高温下反复加热，这样就在节能与省时之间找到了很好的平衡点。 启动中温保温功能，即能避免因保温温度过高造成的热量流失，又避免了因温度过低而延长加热时间，解决了节能与省电时的矛盾。

　　三、温控器内置技术

　　温控器是保证热水器温度的控制中枢，直接影响热水器的使用性能。温控器若灵敏度不够，就会使热水器总是处于启动的状态，消耗电能。乐王电热水器将精确的电子传感器安置在热水器内胆内部，能精确地测量到最里层水的实际水温，避免因测温不准造成热水器频繁加热。

　　四、智能预约技术

　　智能微电脑系统，一句预先的设定和当前水温进行数字分析，自动选择加热功率和加热时间，避免反复加热，带给您前所未有的节能效果。您只需设定好洗澡的时间和温度，机器自动推算出最优化的加热方案，准时准点的提供热水，省去反复加热的损耗，聪明地为您降低能耗。

　　五、发热管下潜设计

　　一般的电热水器都具有双加热管设计，使用时通过不同功率加热管的组合进行加热，但加热管却并非都是下潜式设计。水主要是依靠对流来传导热量的，所以人们烧水时一般都是在底部加热，热水器也是一样。假如加热管不是下潜式的，加热管下部的水就很难充分加热，造成热水分层，实际可以使用的热水减少。

　　六、分层加热技术

　　双发热管电热水器，在用水量较少时，可只使用上层发热管加热，使用分层加热更加节能。

　　七、夜电技术

　　夜间半价电定时，为您加倍省钱。该功能利用“峰谷电价”政策，只要启动夜间半价电定时加热模式，机器就会在半价电时段启动加热，给您的电费打5折。

　　八、低水位进水管技术

　　低水位进水口，冷热水分层效果更佳，避免了冷水冲击加热管，而影响加热速度和降低加热管效率，让您可以更舒适的洗浴。（本词条相关资料由广东乐王提供）