中外品牌電熱水器的安全措施剖析

　　如今，電熱水器正在走進(jìn)千家萬(wàn)戶。由于電熱水器使用環(huán)境的特殊性，消費(fèi)者在選擇價(jià)位、款式和功能時(shí)，最關(guān)注的是產(chǎn)品的安全性能。目前在各大家電商場(chǎng)和電器城中，各種品牌的熱水器琳瑯滿目，各生產(chǎn)廠商都將產(chǎn)品采用的安全措施作為宣傳的重點(diǎn)，以吸引消費(fèi)者。

　　那么，消費(fèi)者選擇具有哪些安全措施的電熱水器才能高枕無(wú)憂呢？下面來(lái)看看中外品牌熱水器的各種安全措施。

　　一、 核心安全措施

　　1、 電氣安全

　　熱水器的電氣安全性能直接關(guān)系到消費(fèi)者的人身安全，是安全性能的重要組成部分。按照我國(guó)電器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電熱水器的設(shè)計(jì)、制造都要符合I類器具的電氣安全要求。雖然目前各市場(chǎng)上銷售的正規(guī)品牌的電熱水器都通過(guò)國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證（CCC認(rèn)證），但安全性能還是良莠不齊。這主要跟生產(chǎn)廠家所采用的主要元器件的品質(zhì)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)。熱水器的電器元件主要有加熱管、溫控器或電子控制器。

　　加熱器

　　加熱管作為電熱水器的核心元件，其性能的好壞對(duì)于整機(jī)的安全性能是不言而喻。水電隔離是其核心的技術(shù)，主要采用非接觸式和接觸式加熱兩種形式。因接觸式加熱的熱效率遠(yuǎn)高于非接觸式加熱，所以目前已成為被專業(yè)制造廠家廣泛采用的主流技術(shù)。下面對(duì)此種類型的加熱器作介紹。此種加熱管主要由起發(fā)熱作用的鎳鉻合金電熱絲、起隔離作用的氧化鎂和起防護(hù)作用的外殼組成。如圖一和圖二所示：

　　由于加熱管外殼直接與熱水器內(nèi)的水直接接觸，要求電阻絲與外殼之間具有較好的絕緣性。這就要求生產(chǎn)廠家采用優(yōu)質(zhì)的材料和精湛的制造工藝。氧化鎂成分要求有較高的純度，并且在生產(chǎn)過(guò)程中要求保持較高的干燥性?，F(xiàn)有加熱器外殼材料一般采用紫銅（圖三）或特種不銹鋼（INCOLOY）。外殼材質(zhì)和制造工藝的好壞是決定加熱器壽命和安全性能的主要因素。目前除了關(guān)注材質(zhì)和制造工藝的因素外，還采有以下幾種保護(hù)措施來(lái)防止不安全因素的發(fā)生。

　?、?陽(yáng)極保護(hù)　幾乎所有中外品牌的電熱水器上均裝有鎂棒（也有部分生產(chǎn)廠家采用鋁棒），如圖三所示，以犧牲陽(yáng)極來(lái)達(dá)到保護(hù)加熱管的目的（同時(shí)也保護(hù)內(nèi)膽）。由于鎂棒會(huì)在使用中逐漸消耗殆盡，是熱水器的易耗件，所以必須根據(jù)使用水質(zhì)的情況定期更換，一般為2-3年。目前技術(shù)處于領(lǐng)先水平的專業(yè)廠家正推出一種無(wú)需更換的電子陽(yáng)極，取代傳統(tǒng)的鎂棒。

　?、?外殼表面的處理工藝　加熱管極易在表面附著水垢（碳酸鈣化合物）。隨著水垢厚度的增加，加熱管向水中的導(dǎo)熱性能降低，加熱管中心部分的溫度升高，由于材料膨脹率的不同容易發(fā)生加熱管爆裂的現(xiàn)象。目前專業(yè)生產(chǎn)廠家對(duì)表面作特殊的工藝處理，使得表面光滑潔凈，降低表面的附著性，具有自潔凈功能。圖四是未處理的加熱器，圖五是經(jīng)特殊表面處理的加熱器。

　　③ 防干燒設(shè)計(jì)　加熱器的發(fā)熱功率必須與加熱管的表面積成一定比例。一般按8W/cm2設(shè)計(jì)，此參數(shù)過(guò)高易發(fā)生爆管現(xiàn)象。為了防止加熱器在熱水器缺水情況下干燒而降低壽命或損壞，有些生產(chǎn)廠家降低表面發(fā)熱功率參數(shù)，使其接近于4W／cm2，使得加熱器能在空氣介質(zhì)中正常工作。但是如果用戶使用得當(dāng)，并且有壓力安全閥或防虹吸管（落地式上進(jìn)水熱水器上使用）的保護(hù)，熱水器發(fā)生干燒的機(jī)率非常低。

　　溫控器

　　溫控器也是與電氣安全性能直接相關(guān)的重要元器件，尤其對(duì)于機(jī)械溫控的熱水器更為突出。目前國(guó)內(nèi)名牌電熱水器一般都采用進(jìn)口機(jī)械溫控器，此類溫控器采用材質(zhì)較好的工程塑料（如ABS）作為絕緣材料，良好的金屬材料（如銀）作為導(dǎo)電觸點(diǎn)，電氣性能較為安全可靠。

　　防水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　如果消費(fèi)者將電熱水器安裝在浴室等潮濕的環(huán)境中，那么選擇一款具有防水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的電熱水器也是比較重要的。電氣控制部件直接裸露在濕熱的環(huán)境中，其電氣強(qiáng)度會(huì)下降。所以在浴室使用環(huán)境中，一款具有防濺等級(jí)的電熱水器是不錯(cuò)的選擇。

　　壓力安全

　　電熱水器的核心部件——內(nèi)膽必須具有承受不低于0.6Mpa的壓力下發(fā)生泄漏和變形。目前一些知名的生產(chǎn)廠家將0.8Mpa的壓力作為企業(yè)自控的最低標(biāo)準(zhǔn)。由于來(lái)自外部的自來(lái)水壓，膽內(nèi)加熱水膨脹及溫度控制失效帶來(lái)的蒸汽高壓都對(duì)內(nèi)膽的承壓性能提出較高的要求，并且需要必要的安全措施。

　　內(nèi)膽的承壓性能

　　內(nèi)膽所使用的材質(zhì)和厚度直接影響著其承壓能力。目前國(guó)內(nèi)熱水器使用的內(nèi)膽材料主要是碳素鋼和不銹鋼兩種（即搪瓷內(nèi)膽和不銹鋼內(nèi)膽）。搪瓷內(nèi)膽的鋼板厚度根據(jù)內(nèi)膽的尺寸、使用部位和結(jié)構(gòu)不同而有所不同，從1.5mm至4.5mm不等。由于不銹鋼的成本較碳素鋼高，所以目前生產(chǎn)不銹鋼內(nèi)膽的廠家一般采用1.0－1.5mm厚度的鋼板，那么承壓能力與搪瓷內(nèi)膽比較就大打折扣了。

　　內(nèi)膽的結(jié)構(gòu)也是影響承壓性能的重要因素。目前主流專業(yè)生產(chǎn)廠家都采用承壓性能最佳的圓筒結(jié)構(gòu)；一些廠家一味追求薄形的外觀，采用“8”字形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制造。如果內(nèi)膽的承壓能力不過(guò)關(guān)，在使用中一旦出現(xiàn)漏水，也易導(dǎo)致電氣安全事故的發(fā)生。

　　應(yīng)用陽(yáng)極棒來(lái)保護(hù)搪瓷內(nèi)膽是目前廣泛采用的技術(shù)。

　　安全閥與安全/溫度閥

　　所有的容積式電熱水器都需要一個(gè)性能可靠的安全閥或安全/溫度安全閥來(lái)保護(hù)內(nèi)膽的壓力安全。下面按圖八介紹目前普遍應(yīng)用的安全閥結(jié)構(gòu)與功能。當(dāng)打出龍頭用水時(shí)，在壓差的作用下閥芯A被頂開(kāi)，冷水就順著箭頭的方向進(jìn)入熱水器內(nèi)。龍頭關(guān)閉，閥芯A關(guān)閉，以防止熱水回流至自來(lái)水管中，避免造成水溫的下降和加熱管干燒的發(fā)生。

　　當(dāng)由于水加熱膨脹等因素引起膽內(nèi)壓力持續(xù)升至比自來(lái)水壓力高2-3公斤力時(shí)，閥芯B向下被頂開(kāi)，將水壓回到自來(lái)水管中，以釋放壓力。萬(wàn)一閥芯B失效（一些廠家的安全閥就沒(méi)有閥芯B），壓力上升至7-8公斤時(shí)，閥芯C打開(kāi)向外排水降壓。好的安全閥動(dòng)作精度能達(dá)到±0.01Mpa之內(nèi)。一些著名品牌的生產(chǎn)廠商對(duì)此部件的質(zhì)量、性能把關(guān)都較為嚴(yán)格。圖九是在一些品牌大容積落地式和商用電熱水器上使用較為廣泛的安全閥/溫度閥。此類安全閥是在類似于圖八閥芯C的功能上增加一溫度感應(yīng)桿，對(duì)超溫和超壓都有保護(hù)作用。目前此類安全閥一般都是從歐洲、美國(guó)和澳大利亞等國(guó)家進(jìn)口,價(jià)格較貴。

　　溫度感應(yīng)桿

　　2、 溫度安全

　　溫控器

　　溫控器是實(shí)現(xiàn)熱水器水溫控制的核心部件，水溫控制是與安全性能相關(guān)的較重要的一項(xiàng)技術(shù)。電熱水器上使用的溫控方式有機(jī)械溫控（桿式、表面式、溫包式）和電子溫控兩大類型。對(duì)于機(jī)械溫控器，目前著名品牌熱水器生產(chǎn)商一般選用進(jìn)口或關(guān)鍵部件進(jìn)口的溫控器，使整機(jī)在控溫精度、可靠性上有保障。圖十是一款進(jìn)口溫包式機(jī)械溫度器。

　　二級(jí)溫控保護(hù)

　　在控制加熱器起停工作的溫控器之外，熱水器上還要求有一超溫保護(hù)裝置。當(dāng)一級(jí)溫控器失效，水溫升至比一級(jí)溫控器動(dòng)作溫度高20－25℃時(shí)，超溫保護(hù)裝置動(dòng)作，同時(shí)切斷電路中的火線和零線。此類溫控保護(hù)器可分為可復(fù)位式和不可復(fù)位式兩種。一些生產(chǎn)商從成本的考慮，采用了一次性的溫度熔斷絲作為二級(jí)溫控。

　　自檢測(cè)功能

　　目前在有些電子控溫的熱水器，芯片中寫(xiě)入一些溫度故障自檢程序。當(dāng)出現(xiàn)干燒、電器元件損壞等原因引起升溫過(guò)快時(shí)，熱水器能自動(dòng)切斷電源。同時(shí)控制器還有能按一定頻率對(duì)包括溫度傳感器在內(nèi)的元器件進(jìn)行“巡檢”的強(qiáng)大功能。

　　二、 輔助安全措施

　　如果電熱水器按照國(guó)家電器標(biāo)準(zhǔn)I類器具的要求設(shè)計(jì)、制造，在上述的核心措施上嚴(yán)格把關(guān)，它的安全性能是可靠的。在正確安裝和使用的前提下，是足夠能保證使用者的人身安全的。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷售的一些品牌熱水器上配備了一些輔助安全措施，如漏電保護(hù)功能，出水?dāng)嚯姽δ埽?ldquo;防電墻”等。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因有兩種：一、產(chǎn)品在核心安全措施上不過(guò)硬；二、部分用戶建筑物接地系統(tǒng)不可靠（或根本沒(méi)有接地裝置）和電氣布線施工的不規(guī)范，此類因素對(duì)熱水器自身之外的使用安全構(gòu)成威脅。在對(duì)幾種輔助安全措施作介紹之前，先了解一下電熱水器各種可能的接線方式，圖十一所示。

　　圖中A是規(guī)范的接線方式，B和C是布線施工不規(guī)范或沒(méi)有地線情況下的接線方式，D和E往往是用戶存心偷電，以地線或自來(lái)水管作回路，萬(wàn)一出現(xiàn)地線故障或自來(lái)水管對(duì)地不良不僅十分危險(xiǎn)，而且會(huì)波及相關(guān)用戶（特別提醒：為了您和他人的安全，千萬(wàn)不要仿效）。

　　1、 漏電保護(hù)

　　漏電保護(hù)是針對(duì)上述的原因一（產(chǎn)品本身）和原因二中的B、C開(kāi)發(fā)的。其原理就是通過(guò)一個(gè)互感線圈探測(cè)電熱水器的火線和零線電流是否相等，如果存在漏電流，迅速動(dòng)手切斷電源。對(duì)于圖十一中的D和E是無(wú)能為力的。目前電熱水器上的漏電保護(hù)器主要有移動(dòng)式（與電源線一體）和內(nèi)置式兩種，其中內(nèi)置式中又分獨(dú)立的和與電子控制板一體的兩種。目前一些主流的專業(yè)制造商已將此技術(shù)合成到電子控制板上，應(yīng)用于電子控溫的熱水器上。

　　2、 出水?dāng)嚯?/p>

　　出水?dāng)嚯姷脑砭褪菓?yīng)用一個(gè)水流傳感器的信號(hào)來(lái)控制加熱器電源的通斷。當(dāng)用戶用水時(shí)，電熱水器自動(dòng)切斷加熱器的電源（并不是切斷熱水器的電源）。此種措施會(huì)影響熱水器連續(xù)出熱水的能力。

　　3、 “防電墻”、“防電盒”

　　此類技術(shù)是針對(duì)自來(lái)水管和地線帶電，應(yīng)用一小段絕緣材料的管子將電熱水器與自來(lái)管和出水管隔離，以增加導(dǎo)電阻，降低熱水器出水的漏電流強(qiáng)度。如果用戶建筑物的水管或地線發(fā)生帶電現(xiàn)象，此種措施并不能解決用戶居家中的其它家用電器和用水設(shè)施的安全，并不能從源頭上解決安全問(wèn)題，是一種廠家針對(duì)自身產(chǎn)品用戶的“自掃門(mén)前雪”的方案。

　　三、 結(jié)語(yǔ)

　　本文所介紹的電熱水器的安全措施基本上涵蓋了目前市場(chǎng)上所有的中外品牌電熱水器。消費(fèi)者對(duì)商家鋪天蓋地的宣傳，應(yīng)更多地關(guān)注電熱水器的核心安全措施，理性地面對(duì)一些輔助安全措施，切莫“本末倒置”。俗話說(shuō)“羊毛出在羊身上”，任何輔助安全措施都會(huì)增加熱水器的成本，最終都會(huì)轉(zhuǎn)加到消費(fèi)者頭上（包括巨額的廣告宣傳費(fèi)用）。