即热式电热水器一体加热器优化设计

即热式电热水器最关键的核心部件就是加热器。加热器按结构可分为铸铝加热器、杯式加热器、铝板叠置式加热器、陶瓷加热器、红外线加热器、玻璃管式加热器和电磁加热器等。

1.玻璃管式加热器

非金属加热器俗称玻璃管式加热器或QSC加热器，属于第一代产品。此种加热器采用玻璃管作为基材，并在其外表面涂覆一层PTC材料经烧结后成为电热膜，然后在玻璃管两端口部、电热膜表面分别加一金属环作为电极，构成加热器。

玻璃管式加热器的加热原理：就是在玻璃管外壁上镀上一层导电材料，靠玻璃管外表壁的大电流加热，再强行向玻璃管里面的水传导热量。玻璃管式加热器根据功率不同由4～8个数量不等的玻璃管组成，两端用塑料件，加长螺栓拉紧密封（见图1-29）。

图1-29 玻璃管式加热器电热水器

玻璃管式加热器属于第一代产品，它的优点是结构简单、成本低、价格便宜、不易产生漏电；缺点是热效率低、易碎裂，输出电极与电热丝连接处易氧化，造成接触电阻大而被烧坏。

2.杯式加热器

杯式加热器有两种：一种是不锈钢杯式加热器；另一种是紫铜杯式加热器。两种加热器除了杯体上的材料不同外，其结构、原理和性能完全相同。杯体就是储存水的容器，它既不会发热，也不做导热的传导介质。贮水式电热水器相比，杯式加热器电热水器（见图1-30）的外壳变小，功率变大，结构完全相同。

杯式加热器属于第二代产品，其优点是：单看不锈钢电热管，耐腐蚀性较强，传热快、效率高，水电隔离，绝缘层绝缘性能良好。缺点是：热效率低（电热管长期浸泡在水里，加热过程中，电热管直接将高温传递给管壁附近的水，再通过水分子热运动传递给周围的水，水的传热和导热速度较慢）；出水温度忽高忽低（没有水流通道，冷水由杯腔内底部流入，顶部流出，水流在杯体里流动时做不规则运动）；金属杯体易氧化腐蚀，尤其是杯体的焊接处更易侵蚀漏水；管壁易产生破裂与爆管等现象，使绝缘层受潮导致漏电。

3.铝板叠置式加热器

铝板叠置式加热器，也称铝板平板式加热器（见图1-31），它是由双层或多层带有水流通道的平面铝合金板叠置，将云母片绕制的发热丝夹在两铝板之间，形成一个以面发热、以板传热的结构，两端用端盖密封连接各水流通道面形成的一种加热器。

图1-30 杯式加热器电热水器

铝板平板式加热器属于第三代产品，其优点是：平面发热，往上下散热进行热交换，分散热量，降低热负荷，效率较高；与玻璃管相同的是有指定水流通道，逐步均匀升温，无忽冷忽热现象，整体外形较美观。缺点是：铝体耐腐蚀性极差，铝板式水流通道容易腐蚀漏水，而该加热器是用两片云母薄片来隔在铝板和发热片之间，这种结构又没办法密封，所以云母片很容易受潮漏电，端盖密封水道，也和玻璃管有同样的缺陷。

4.陶瓷加热器(www.xing528.com)

陶瓷加热器有两种结构加热方式：第一种是将陶瓷发热片直接插入水中加热；另一种是将金属（铝和铜等）材料设计成独立的水流通道，再经过折弯加工成多段S状，将陶瓷片钳入其间隙加固而成，整个加热是非金属和金属材料的组合体，如图1-32所示。

陶瓷加热器为第四代产品，第一种陶瓷加热器为金属杯式壳体，类似于杯式加热器，同样具有杯式加热器的缺点；由于陶瓷片的存在受热、传热和散热均慢，且有热滞后温度过高现象，故该种加热器热水速度比其他加热器慢，水流波动时温差较大不稳定，会出现忽冷忽热现象。

图1-31 铝板平板式加热器

图1-32 陶瓷加热器

5.电磁加热器

电磁加热器电热水器（见图1-33）是一种利用电磁感应涡流加热原理，将电能转换为磁热能、电磁能转换为热能的热水器。它利用电流通过绕制在加热器外壁的线圈产生磁场，当磁场内部的磁力线通过盛水金属容器时产生无数的小涡流，使金属容器内的水流升温。电磁加热技术是通过电磁场振荡，使盛水金属容器的金属分子产生高速运动，产生高温，电磁线圈与金属容器之间有一定距离的空气间隙及隔热绝缘等材料。

图1-33 电磁加热器电热水器

电磁加热器为第五代产品，其优点是：水电完全分离、安全、热效率高。其缺点是：热水器功率是电磁炉的4倍以上，工作时IGBT热量特别高，易损坏；低功率难以控制，以断断续续方式加热，在进水温度较高、功率较低时，水温不稳定，无法使用；成本高；电磁场振荡时，辐射对人体健康有一定影响。

6.铸铝加热器

铸铝加热器是指即热式电热水器主要器件发热体的材料由管状电热器件和金属铝一起压铸成型的加热器。目前市面上出现的“3D MAX集成极速加热系统”就是一种铸铝加热技术，即三维成型、合金铝整体铸造。

如图1-34所示，“3D MAX集成极速加热系统”是由独立的水流通道三维立体环绕于加热器件周围，集环绕水路、核心平面加热、恒温控制散热装置、防干烧保护装置和防水垢设计系统等于一体，其导热原理是：电热器件产生的热源，通过管壁迅速传导给整体浇铸的金属填充物（金属材料有非常快的导热性能），使整个金属体温度达到均匀分散，降低加热器件单位面积范围内的温度，降低加热器件的热负荷，同时与三维环绕水流通道内所有的水同时进行热交换提高其热效率，由于热源分散速度的加快在提高热效率的同时，也减缓了加热器的老化，控制水垢产生，使其使用寿命得以延长。

“3D MAX集成极速加热系统”是由中山市汉功电器有限公司技术人员研发的，由于它有效地解决了即热式加热系统的漏水、漏电、水垢、干烧及出水温度忽冷忽热等安全性能方面问题，更好地提高了效率和速度，故得到行业内的认可。