1、也许，将来家庭热水器应该是这样的也许，将来家庭热水器应该是这样的 PHNIX小玲珑应用前景剖析 PHNIX芬尼克兹集团总工程师兼营销总监 刘远辉 随着人们生活水平的提高，越来越多的家庭希望在家里随时都有生活热水供给，不但可以洗个舒服的热水澡，也可洗手或其他用途。在欧洲，不管是家庭还是普通的餐馆的洗手间，这都是已经实现了的现实生活，可以这么说，这是现代文明的象征。但这文明的实现，是以消耗大量能源作为代价的，对于能源消耗大国的中国，这么能用尽可能少的能源消耗，来实现中央热水的消耗呢？本文在客观地分析各种热水器的的应用后，提出了自己的观点。一、 热水器的前世今生现在市面上流行的热水器是燃气热水器，电
2、热水器和太阳能热水器，近几年，还出现了一种热水器，叫空气能热水器或热泵热水器。在没有热水器之前，家里是用大锅来烧热水洗澡的，回想当年，洗一次热水澡可麻烦了，这也许是最早的“热水器了。到了80年代，逐渐有人从国外带回来燃气热水器和电热水器，国内有很多厂家进行仿制。燃气热水器的工作原理是燃烧可燃气体，如液化石油气，煤气或天然气来加热水，其中最早的燃气热水器的厂家有前锋，万家乐，神州，万和等，后面又有很多跟进的企业制造。燃气热水器，经历了直排式，强排式和冷凝式几个开展阶段，现在，国家标准已经淘汰了直排式，因其安全性差，燃烧效率低，曾经出现过多起人员伤亡事故。电热水器也是80年代开始流行，最早的电热水
3、器也许是我们在大学时期用过的“热得快，把一根电热棒丢进水桶里，就可以加热来洗澡了，不过，它的安全就不敢保证了，还好，我们都是学过根本的电工知识，比拟注意，没出过什么事。电热水器的加热原理是原始的电阻加热技术,就是把发热丝浸泡在水中来进行加热的。早期的电热水器也出现了很多电死人的安全事故，后来就出现了很多防漏电的措施，如电加热管水电隔离技术、漏电检测技术、防电墙技术、水流断电技术，虽然很大程度降低了安全事故的发生，但其最关键和最重要的技术仍然是可靠的外壳接地。如果你对你家里电热水器的接地情况没有绝对把握，那么，在使用前，记得将插头拔下来是最保险的。不管怎么说，燃气热水器和电热水器在中国都获得了巨
4、大的市场份额，其中，电热水器主要在北方比拟流行，而燃气热水器在南方比拟流行。太阳能热水器的大规模应用出现在90年代，其工作原理吸收太阳光辐射的热量，用来加热水。主要有两种形式，一种是玻璃真空管式，一种是平板式，玻璃真空管式本钱低、寿命短、不可回收，在中国市场上非常流行。平板式本钱高、寿命长、可回收，在欧美兴旺国家很流行。在一般老百姓认为，太阳能热水器在使用时，是完全免费的，但事实上，所有的太阳能热水机都要有辅助热源，其对辅助热源的依赖取决于当地的全年日照时间和空气污染的情况，日照时间越长，空气越清洁，其依赖辅助热源的时间就越短，否那么就越长。空气能热水器出现在90年代末期，当时，有很多做家用空
5、调或配件的小厂由于规模的原因无法继续在家用空调领域做下去，转而做热泵产品，其中就有空气能热水器，也叫热泵热水器。这种热水器的原理和能制冷的空调相似，都是利用逆卡诺循环原理，利用制冷剂的气液两相的变化，将热量从低温的环境中转移到高温的环境中。空调制冷时，是将温度较低的室内的热量转移到温度较高的室外，热泵热水器是将室外环境温度中的热量转移到温度较高的水中。虽然在原理上，热泵热水器是非常节能的，但由于开始涉足热泵热水器的厂家很多，有很多是“螺丝批工厂，没有任何的检测手段去保证产品的质量，初期的产品也是出了很多问题。最突出的问题是质量差，漏氟，冬天效果差等问题。目前，包括博世，西门子，史密斯等传统的热
6、水器厂家和美的，格力等传统的空调厂家都开始涉足热泵热水器厂，这势必给热水器市场带来革命性的变化，我们可以预言，在不远的将来，无法跟上形势的热水器厂家，将会被淘汰。二、传统热水器的优缺点2.1热水产量方面燃气热水器有5升、7升、8升等型号，是指在1分钟内将水温升高25时所产的热水量，如果自来水的温度为25，那么每分钟可产50的热水5升、7升或8升。电热水器的标注那么是30升、60升、90升等等，这是指电热水器的容水量，相当于我们在电炉子上加一个水壶，这个水壶的盛水量是30升、60升、90升。拿一个8升的燃气热水器与一个40升的电热水器相比拟，8升的燃气热水器可连续不断地产生每分钟8升的热水，而电
7、热水器需要每半小时加热一罐水。如果这一罐水用完，还要等半小时左右。太阳能热水器按照年平均气温15.7、年日照时数2023小时、太阳总辐射总量年均为111.59千卡平方米计算，如果集热面积为2平方米，年吸收太阳辐射能量为9.37106千焦，按把水温升高35计算根底水温10，全年可提供生活用热水4553.5吨，每人每次洗澡用热水约需50 公斤，那么全年可洗1070人次，平均每天可洗2.93人次。这是非常理想的计算，但实际情形往往是，夏天热水多得根本用不完，有时水甚至沸腾；冬天，阴冷天气时候，热水根本不够热，完全靠辅助电加热器工作来加热热水。2.2加热速度方面目前生产的燃气热水器大多为快速热水器，不
8、管什么时候，只要想用热水，翻开燃气阀和水龙头，热水就会流出来。而电热水器需要预先通电半小时左右才能开始使用。太阳能热水器在天气晴朗的时候使用更好，最理想的楼层在六至八层。2.3温度稳定性方面燃气热水器由于是快速加热，并有调整温度装置，只要在使用开始时调到人体感觉舒适的温度，此后就会一直保持在这一温度恒定地供给热水。电热水器在使用时需要另外接一根冷水管兑入冷水，当罐内水不断流出，冷水不断参加时，水温就会逐渐下降，直到全部是冷水。所以在使用时，需要不停地去调整冷热水的比例。太阳能热水器使用起来暂时还不大方便，要上水，且不能保证时时有热水。2.4、功率方面燃气热水器的功率要比电热水器大很多，拿一个8
9、升的燃气热水器和40升的电热水器相比拟，8升燃气热水器的功率相当于1617千瓦，而40升的电热水器一般为3千瓦，这也是为什么燃气热水器可连续供给热水的缘故。那么，电热水器是否也可做成16千瓦的呢？这是不可能的，因为家用电表、电线都无法承受。2.5、价格方面一级能效的燃气热水器价格都在1000元2023元。电热水器加上安装费用，一般也在20233000元不等。太阳能热水器的价格都在3000元以上。使用费用方面，目前天然气每立方米为1.703.8元，每度电为0.50.7元，而太阳能热水器在有太阳且天气晴朗时仅耗水费，但阴雨天要消耗大量的电费，甚至比电热水器还耗电，因为水箱和管道在室外，会散失大量的
10、热量。以广州为例，一般四口之家，燃气热水器一年的费用在6001000元之间，电热水器在10001500元之间，而用太阳能，其费用也在500700元之间。2.6、安全性方面燃气热水器的优点是加热快、出水量大、温度稳定、结水垢少、占地小、不受水量控制。缺点是使用时要排出大量的废气，废气中除了二氧化碳以外，还有一氧化碳，如果使用时关闭门窗，通风不良，一氧化碳会增加，严重时会发生中毒事故，但如果能正确地了解这一点，使用时注意，也是很安全的；另外，燃气热水器启动水压高，有些住高层的用户如果不装增压泵就无法起动；安装不方便，要在墙上打洞、安排气扇等。电热水器的优点是能适应任何天气变化，普通家庭可直接安装使
11、用，长时间通电可以大流量供热水；使用时不产生废气，所以从这一点上讲是既安全又卫生，目前市场上销售的电热水器多数还带有防触电装置。缺点是体积大、占用室内空间大、易结水垢、对电能浪费大，现在市面上的电热水器内置了阳极镁棒除垢装置，解决了产品容易结垢的问题，但阳极镁棒须两年更换一次，给保养带来了麻烦。太阳能热水器的优点是安全、节能、环保、经济，尤其是带辅助电加热功能的太阳能热水器，它以太阳能为主、电能为辅的能源利用方式，可全年全天候使用。缺点是安装复杂，安装不当会影响住房的外观、质量及城市的市容市貌；因要安装在室外，维护较麻烦。三、家庭热水的需求特点在选择或者开发家庭热水器的之前，研究一下家庭热水的
12、需求特点是很有必要的。总的来讲，中国普通家庭热水的需求主要还是淋浴为主，其有以下几个显著特点：1.即时负荷大 什么是即时负荷？就是在淋浴时，在满足根本流量和水温的情况下，即时加热水所需要的功率。这里，举个夏天和冬天的例子来说明。夏天时用生活热水，进水温度高于20，出水温度为42，最小流量为4L/min,其瞬时负荷=1.163x4220x4x60/1000=6.14kw；冬天时用生活热水，进水温度一般为5，出水温度为42，最小流量为4L/min,其瞬时负荷=1.163x425x4x60/1000=10.33kw。上述的计算说明，淋浴时生活热水的瞬时需求负荷是很大的，如果使用流量大一些，如到达8
13、L/min，那么其瞬时负荷将超过20 kw。这一点很容易解释为什么即时加热热水器无法满足多数的使用要求了，因为，一般家用即热式电热水器的功率一般为4kw,最大不超过7.5kw。一般的家用燃气热水器有5L,6L,8L等几种型号，它是指将是指在1min内将水温度升高25时所产生的的热水量,显然，按上述相同的公式计算，5L,6L,8L燃气热水器的即时加热功率为8.7kw，10.5kw和13.9kw。根据上述的计算和我们实际使用的经验，不管是家用即热式电热水器还是家用即热式燃气热水器，都只能满足夏天生活淋浴热水的要求，无法满足冬季热水的要求，更不要说中央热水的要求了。从这一点来讲，我们不难得出结论，只
14、有蓄热型的热水器才能满足家庭中央热水即时功率大的要求。2.使用时间短35口人的家庭，总共使用热水淋浴时间的总和加起来一般不会超过1个小时。这个特点说明，虽然家庭淋浴用水的即时负荷很大，但它总的能耗和空调等家用设备相比，还是比拟小的。还是以一个家庭一天的淋浴总时间40分钟计，夏天的热水总能耗在4kwh左右，冬天的热水总能耗在7kwh，而空调的总能耗每天大概要12kwh,(3台1P空调,总功率为2kw,每天开机6小时)，冬天用空调取暖需要的电量会更多。这个特点告诉我们两点：一是采用即时加热的热水设备来加热生活热水是不划算的，因为每天用的时间就那么短，一天大局部时间，热水设备都没有工作，设备闲置率是
15、相当高的；二是由于每天的总耗能并不太高，其实可以用一个小型蓄热水箱来蓄热，加热功率可以小一些也无妨，只要能在每天的空闲时间来加热足够的热水就可以了，采用小功率长时间的加热方式既可以提高设备的使用率，又可以降低热水设备的本钱和燃气管线或电缆的铺设本钱，也防止了巨大的电力增容费用。从这个意义上将，我们市面上常见的热水设备，一开始设计的出发点就不太正确，结果是导致能耗多，舒适性也不太好。3.水温波动要小这一点相信使用过燃气热水器和电热水器的人深有体会。热式热水器由于功率的限制，冬天使用根本是无舒适性可言的。普通容积电热水器由于是容积较小，加热一桶水后,使用时温度较高。(一般为80)，要用冷水将加热的
16、水顶出,同时要兑一局部冷水。在顶出的过程中，开始水温较高，随着使用，罐内水温逐渐下降，直到全部是冷水，所以在使用时，需要不停地去调整冷、热水的比例，否那么水温下降很大，使用非常麻烦。燃气热水器要稍微好一些，但是。由于点火到燃烧出热水还是有一段时间的，因此，在淋浴过程中，一般不能间断用水，否那么开开停停，水温波动很大，且浪费很多燃气。碰上燃气压力和自来水压力不稳时，其水温的波动就更明显，甚至不能打着火4.使用时能源浪费很大这里所指的能源浪费大，主要是指在淋浴过程中，实际有用的热量只占加热热水所消耗的热量的一小局部，大局部都浪费掉了。举个例子来说，从淋浴头出来的水一般要求在4042左右，这些热水流经人体，再流到下水道，经过检测，流
