储水式电热水器原理

篇一：几种速热储水式电热水器的分析探讨

几种速热储水式电热水器的分析探讨

摘要：传统储水式电热水器加热时间长，速热储水式电热水器在其基础上有效提高加热速度，本文介绍了几种速热储水式电热水的结构、速热原理以及实现方式。

关键词：速热储水式电热水器

一、前言

储水式电热水器电热管功率较小，一般在3000W以下，以内胆内的水为储能介质，利用时间弥补功率较小的不足，存在加热速度慢、等待时间长的不足。随着生活节奏的加快，人们对快速出热水的要求越来越高，传统储水式电热水器的不足越来越明显，而燃气热水器和即热式电热水器受安装环境的限制较多。为减少加热等待时间，在储水式电热水器的基础上，开发具有速热功能的储水式电热水器。

二、速热功能的实现

速热储水式电热水器国家尚无明确的定义，从目前的通用做法来看，在满足洗浴需求的情况下，能够有效缩短加热时间的储水式电热水器均可以称之为速热储水式电热水器。

由于储水式电热水器属于储热加热方式，能量通过对流和传导换热分布在加热范围内的水中，提高水的温度，在不考虑能量损失的情况下，加热速度与两个因素相关，与加热功率成正比，与加热水量成反比：

根据上述公式，有效提高储水式电热水器加热速度，一方面要增大加热功率，增大电加热器的功率或者增多电加热器的数量，从配置方面改进；另一方面减少加热水量，通过减少内胆容量或者水温分层，减少有效加热水量。

在实际使用中，加热功率和加热水量的范围均有一定的限制，例如加热功率受家庭用电环境的限制，要综合考虑家用电器的数量和使用时间，不能够超过家庭用电总负荷，一般家用住宅只有6~8kW的用电功率（《民用建筑设计规范》JGJ16-92）；而热水量要满足正常的使用需求，一般每天每人热水使用需求在40~80升的范围内（《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003），同时用水量需要综合考虑国内不同地域的使用环境，例如北方进水温度偏低的情况下，会使得总出水量减少。

所以在速热功能的设计上，不能无限增大加热功率和减少加热水量，而是要

从结构、配置、功能以及舒适性等方面综合考虑。

三、几种速热结构的特点和分析

目前行业内储水式电热水器速热实现方式很多，主要有以下几种：双模速热（储热+即热）、大功率速热以及变容速热。下面就这几种速热的结构和特点进行介绍：

1、双模速热（储热+即热）

双模速热是一种动态速热方式，是即热与储热结合的速热方式（结构见图

1），在储水式电热水器内胆中增加一根速热套筒，区隔出一个小水量区，一般称之为胆中胆（或胆外胆），在开启进水阀门的时候保证有4~6升/分钟的水流过；在速热套筒内放置有一根速热电加热器，在一定流量的水通过时，发出信号开启速热电加热器，实现瞬间8~12K的温升，类似串联一个即热式电热水器，进行二次加热。

图1双模速热储水式电热水器的结构

双模速热是两种加热模式的组合，当需要大热水量的沐浴要求时，可以启动储热电加热器，实现较大热水量的需求但加热时间长；当需要快速洗浴时，可开启速热功能，减少加热等待时间。一般情况下，开启3kW速热功能和常规的电热水器（以1.5kW、50升热水器为例）相比，可以缩短25分钟左右的加热等待时间，而在夏天进水温度较高的情况下，可以实现即开即洗。

在产品设计上，相比常规电热水器增加了速热功能，所以在结构、功能设计上更加复杂。为提高加热效果，需加长出水在速热电加热器内的行程；水路中串接一个水流开关用于检测是否有水的流动2，当系统检测到水流开关打开时电加热管通电开始加热；在安全保护上增加温度感应装置，当速热电加热器内的水温过高时，及时关闭速热电加热器保证用户安全，双模速热的设计成本增加较多。

2、 大功率速热

大功率速热在结构、功能上和常规电热水器差别不大，只是通过增加电加热器加热功率实现加热速度提升（见图2）。常规电热水器的功率在1~3kW的范围内，为提高加热速度，同时不影响家庭用电功率，一般采用5kW左右的电加热

器作为大功率速热的电加热器。

图2 大功率速热储水式电热水器的结构

通过功率加大、内胆容量减少，同时通过控制程序实现热水器增容，使得加热速度得到了大幅度的提高，以一组数据来说明大功率速热的效果：

表1 大功率速热效果对比

类型 配置 每小时每升水的温升 从20℃到75℃的加热时间

大功率速热 5kW、30L 143K/h•L 22分钟

常规电热水器 1.5kW、50L 26K/ h•L 120分钟

（以上数据来自于实验室模拟测试）

从上述数据上可以看出，通过大功率速热可以实现加热速度提升5.5倍；在出水量相比常规电热水器减少一些，仍可以满足单人单次的洗浴要求，由于其加热等待时间短的特点，可以实现多人接力洗浴，而不用担心类似常规电热水器长时间等待的问题；常规电热水器由于一次加热水量多，如果用不完会有一部分热水留在内胆中，造成一定的热量损失。大功率速热实现了洗浴水量与洗浴人数的匹配，更加有效的利用内胆中的热水。

由于大功率速热缩小内胆容量，可实现体积小巧，公寓型住宅也可以轻易安装。5kW的用电功率，相比即热式电热水器动辄8kW以上的大功率，家庭用电功率影响较小，同时储水加热方式也解决了即热式电热水器冬天出水温度不够的问题。

大功率速热由于功率相对较大，需安装独立空气开关，采用独立布线，且线径要求高，需要专业人员安装；同时在功能上要设计多档功率，在保温状态下尽量使用低功率加热，减少对家庭用电功率的影响。

3、 变容速热

变容速热利用水自然对流原理，加热内胆部分范围内的水，通过减少加热水量提高加热速度。对流是指流体各部分之间发生相对位移时所引起的热量传递过程，水自然对流换热系数为200~1000W/(m2•℃)，远远大于水的导热系数0.599W/(m2•℃)，所以热水器内胆中水的热量传递方式，电加热器上部的水加热用对流换热，电加热器下部的水加热用传导换热，由于对流换热远远快于

传导换热1，所以电加热器上部的水温要远远高于下部的水温。

利用水自然对流换热的原理，变容速热采用了两根或两根以上的加热管，加热管分布位置上下错开（见图3），当需要速热效果时，开启上加热管，只加热内胆上半部分的水，加热速度快；当使用整胆加热时，开启下加热管，实现整胆水的加热。

图3 变容速热储水式电热水器的结构

变容速热可以提供不同的方案进行选择，可以在浴缸或者多人洗澡的时候，选择整胆加热，实现热水量最大；也可以在单人洗浴或者需要快速用水的情况下，选择半胆速热，实现快速洗浴。

表2 半胆速热与整胆速热的对比

类型 配置 每小时每升水的温升 从20℃到75℃的加热时间

半胆速热 3kW、20L 129K/h•L 26分钟

整胆加热 2kW、40L 43K/ h•L 77分钟

（以上数据来自于实验室模拟测试）

从上表可以看出，半胆速热较整胆加热的加热速度提高了3倍左右，由于加热等待时间短，也可以实现多人接力洗浴和内胆中热水的有效利用。相对于大功率速热，变容速热对水量的控制更加灵活，可以选择不同的加热水范围，实现多种洗浴模式的需求。

四、 总结

根据能量守恒定律，不可能在能量和容量不变的情况下增加出热水量，但是通过配置、结构和控制程序的改变，实现功率和加热水量范围的选择，从而实现能量的增加和集中，使得内胆部分范围内的水温快速升高，从而满足快节奏的生活，也提高热水的有效利用。

参考文献：

1、张慧宝储水式电热水器分层加热技术的分析研究及设计应用 家电科技

2、马海峰一种新颖的快热式电热水器单片机与可编程器件

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

篇二：储水式电热水器原理及维修

储水式电热水器原理及维修

储水式电热水器，水是通过电加热器加热的，水温通过温度开关控制，一般最高在75度，当水温达到75度后，温度开关自动切断电源停止加热，当水温下降到65度时，温度开关自动接通电源开始加热，这样循环反复进行。

热水器的冷水入口在水箱底部，热水出口在水箱顶部。热水比重小，浮在上面，使用时冷水从水箱底部进入，把水箱上面的热水顶出来。所以水箱里的水始终都是满的。

家用储水式电热水器为防止水碱、水垢大量附着在储水式电热水器的内胆内，一般利用镁棒释放镁离子来减缓水碱、水垢对内胆的腐蚀。一般来说，电热水器的镁棒每2-3年左右就需要更换一次，镁棒一旦消耗完毕没有及时进行更换，就容易造成内胆腐蚀或加热管腐蚀穿孔，从而引发漏电危险，

造成人身伤害事故。

篇三：储水式电热水器的基础知识及精要

篇四：储水式电热水器哪个牌子好_使用方法

储水式电热水器哪个牌子好_使用方法 土拨鼠装修百科储水式热水器：详细的为你讲解了储水式热水器的种类,优缺点,

哪个牌子好,安装,使用方法,让你全方位的了解储水式热水器。土拨鼠装修百科，让你花最少的钱装修最美的家。

储水式电热水器，是大体积的可以长期或短期储存热水的电热水器，该篇百科将会围绕储水式电热水器原理，储水式电热水器排名，储水式电热水器使用方法，储水式电热水器安装等多个方面来对储水式电热水器进行系统的阐述。

储水式电热水器原理基本上一致，内部配置了电加热管，接通电源之后给热水加热。

具体过程是：冷水管网的压力在储水桶底，桶内的加热管受到定时器、温控器等的控制通电后进行加热，冷水渐渐变热，因为热水要比冷水轻，所以会在储水桶的上部，打开水龙头，冷水因大气压力流进桶内，从而顶出上部的热水。

储水式热水器根据出口型式有封闭式和敞开式之分，前者的出水口的水流受到一个或多

个阀门的控制，安装方便灵活，热量损耗小，出水压力大，但是内胆需要用厚材料制作，且工艺要求高;后者的水量受进水管路一个阀门控制，由于在常压下工作，所以对内胆的要求不高，结构没那么复杂。

储水式电热水器根据安装方式有壁挂式和落地式之分，前者又有壁挂卧式、壁挂立式两种。壁挂卧式电热水器水平挂置在墙体，壁挂立式电热水器垂直挂置于墙体，两者都需要墙体有较好的承重力，容量不宜太大，一般小于100L;;落地式电热水器垂直安装在地面，容量相对可以大些。

优点：较之即热式和速热式电热水器，储水式电热水器相对比较安全。这种电热水器可以进行多个管路提供热水，除了用于沐浴这个主要功能外，还能够用来洗衣、洗菜，并且安装简单快捷，操作方便。

缺点：储水式电热水器的体积通常都会大一些，在用水前有较长的预热过程，如果用水量超过了额定产热水量，需要重新加热，对于成员比较多的家庭，在洗澡的时候还要等水加热。如果洗浴好后还有热水剩下，会渐渐冷掉，浪费热水。这种电热水器加热温度高，比较会结垢，需要请专人清理，否则会影响正常使用。

1、阿里斯顿

阿里斯顿热能集团是意大利乃至全球顶级的热水器生产企业，

提供全方位的供暖和热水解决方案。阿里斯顿将科技与环保融入储水式电热水器的制造，带来智能沐浴新体验。独立双胆设计，加热快速，减少等待时间;专利倍恒护胆，耐腐蚀，寿命长。

2、帅康

帅康集团是国内高端的厨卫电器提供商，拥有国内最大、系列最全的厨卫家电制造基地以及国际领先的技术，其电热水器产品被应用于鸟巢，也是国内仅有的一家。帅康储水式电热水器采用蓝宝石钢化搪瓷内胆，并利用CT健康防护系统检测水垢，健康耐久，应用了多项专利安全防护技术确保安全。

3、A.O.史密斯

A.O.史密斯是美国最具规模的热水器品牌，为全球用户提供热水器系统服务，产品被应用于肯德基、麦当劳等连锁店。史密斯储水式电热水器应用专利快进加热系统，加热快，专利MAX速热/储热2合1技术，可自动补偿加热，补充热水。

4、美的

美的集团是国内大型的家电制造企业，旗下拥有两个上市公司，产品品类、系列丰富，生产实力雄厚。美的储水式电热水器采用高档蓝钻内胆，并附加低碳钢板和高温煅烧蓝涂层，坚固耐用，双芯温控，让电热水器温度一直保持在30～75℃。

安装步骤

(1)安装位置：确保墙体能承受两倍于灌满水的热水器重量，固定件安装牢固;确保热水器有检修空间。

(2)水管连接：电热水器进水口处(蓝色堵帽)连接一个泄压阀，热水管应从出水口(红色堵帽)连接。在管道接口处都要使用生料带，防止漏水，同时安全阀不能旋的太紧，以防损坏。如果进水管的水压与安全阀的泄压值相近时，应在远离热水器的进水管道上安装一个减压阀。

(3)电源：确保电热水器是可靠接地的。使用的插座必须可靠接地。

(4)充水：所有管道连接好之后，打开水龙头或阀门，然后打开热水将热水器充水，排出空气直到热水龙头有水流流出，表明水已加满。关闭热水龙头，检查所有的连接处，是否有漏水。如果有漏水，排空水箱，修好漏水连接处，然后重新给热水器充水。

(5)

安装地点：

a. 电热水器必须安装在一个水平表面。

b. 应将电热水器靠近地漏进行安装。热水器安装的地点，应使得从热水器或其接头中漏出的水不会对临近区域或对结构的下层楼面造成损害;如不能达到如上要求，应在热水器下面装一个合适的接水盘。这种接水盘应有边，至少深5cm，其长和宽至少大于热水器直径5cm，并用管子接到一个合适的地漏。

c. 电热水器的安装地点应靠近主要用热水的地点和电源。

d. 电热水器不应安装在可能发生冰冻的地方。 (6)水管连接：保证管路不发生漏水，如果楼宇的冷水供应管线有防回流装置、止回阀或带止回阀的水表，就必须在热水系统中配备供水膨胀机构。多台并联时，至所有热水器的分支管必须有相同的尺寸和长度，以确保水流均衡。

(7)硬水质的地方，建议进行水软化处理。

(8)电气：有电气接地，以减少触电或可能电击的危险。热水器应可靠接地。每台商用电热水器应安装带过载保护和漏电保护的空气开关。在热水器没有充满水之前，不得使热水器通电。

(9)充水：所有管道连接好之后，打开水龙头或阀门，然后打开热水给电热水器充水，排出空气直到热水龙头有水流流出，表明水已加满。关闭热水龙头，检查所有的连接处，是否有漏水。如果有漏水，排空水箱，修好漏水连接处，然后重新给电热水器充水。 第一次使用请按以下操作：

1.确认自来水已接入热水器，且已开着。

2.打开混水阀在热水位置，看是否有水流出，如果无水流出，判断是否正在上水，上水会有气排出，等到有水出，然后关闭混水阀。

3.插上电源，打开电源线上的漏电开关，这时电热水器会有工作指示灯亮，等30分钟左右，再打开混水阀在热水位置，如果水热即可使用，如果不不热，再等人热水器烧热就可以了。

4.一般混水阀向上提是开，向下摁是关，左上是热水，右上是冷水，中间是混合水，从左到右越来越冷，当然品牌不一样有不一样的操作方式，消费者而已按照使用书进行咨询。

5.以后使用时只需开关混水阀即可，如果长时间不用时拔下插头。

文章出自：土拨鼠装修网——储水式电热水器哪个牌子好_使用方法

篇五：储水式电热水器的使用和检修

顾名思义，电热水器就是以电能为能源的。它的基本结构是电能—热能转换元件（电热管），温度控制（温控器和混水阀）及温度显示，为了保证使用者的人身和财产安全还附加了安全装置（带漏电保护的电源插头和防止工作压力过高的安全阀及防止温控器失效超温的限温器），储水容器，保温材料及外壳等。下面就上述元件作一简要介绍：

1. 电热管: 外形如下图

电热管是电能—热能转换元件.它的工作原理是利用了电流的热效应。发热量与功率成正比，关系式为：Q=0.24P×t,Q为发热量(单位Kc)，P为电热管功率（单位Kw），t为工作时间(单位sec)

假若一台容量为30L的储水式电热水器，初始温度为20℃, 电热管功率为2Kw,那么需要多长时间才能加热到75℃呢？计算步骤如下：

先计算出所需的热值，Q=（设定温度-初始温度）×容量=(75-20) ×30=1650Kc,2Kw电热管每秒的发热量Q=0.24×P=0.24×2=0.48Kc,有了这两个条件就可以轻松的计算出所需的时间，t=1650÷0.48≈3670sec，从这我们可以看出储水式电热水器的这一过程是比较漫长的，这也是储水式电热水器的一个特点。(尚未考虑热效率的情况） 2. 带漏电保护的电源插头：外形如下图

需要强调一点的是：此电源插头不带过流保护。只有L.N两线间的不平衡电流达到10mA时其漏电保护会立即动作并切断电源，以保护使用者的人身安全。

3. 限温器：外形如下图

它的功能是当温控器失控温度上升到93℃±3℃时其内部双极突跳式开关在瞬间断开电源。

4. 温控器: 外形如下图

从字面上我们就可以理解是温度控制元件，通过调整其旋钮可以将温度设定在关闭状态至75℃之间。

好了，现在我们已经对储水式电热水器的主要电气元件有一个初步的认识。下面我们分步骤从选购到安装使用中须注意的事项作一简要说明。

1. 选购：根据个人喜好来选择外观，依使用人数和习惯选择容量。经常有人问我：

3个人使用要多大容量？对这个问题我无法回答！为什么？因为你给出的条件不

足。所谓的习惯就是我们通常说的个性，有人冲凉是蜻蜓点水式特快，有人冲凉

是桑拿式慢慢泡。当然这两者的用水量是有天壤之别的。据此，我只能告诉你这

台xxL的热水器有xxL的xx℃热水，还是以30L容量为例说明：当温度达到75℃

且停止加热，一般冲凉水温为42℃左右，那么这台30L热水器可供给42℃热水

53L左右，公式为当前温度÷出水温度×容量，再按照流量5L/min,大约可给出

42℃热水10min左右。

2. 安装：热水器必须安装在牢固结实的实芯墙上，其注满水后的重量是自重加每

升容量1Kg,例如100L的热水器注满水后的重量高达140Kg左右. 储水式电热水

器的消耗功率在家用电器里相对是较高的，根据电工常识，工作电流I=额定功

率P÷工作电压U=安培A比如2Kw的额定功率，工作电压220V,则电流为2000÷

220≈9.1A，再据导线的安全载流量至少需要截面积1.5mm ，且不得与其它用电

设备共用以防线路过载！在此要强调的是供电线路必须要有合格的接地！这点极

其重要，它在设备万一发生漏电且漏电保护电源插头失效的极端情况时能直接将

电流通到大地，以避免电击造成人身伤害。随机配备的安全阀不得省略，它在正

常工作时会有滴水现象此为正常。安装工程结束检查确认无误后，将混水阀打到

最左边并向使用者方向拉出，再打开进水阀直到花洒有水溢出，此时方可接通电

源并调整温控器至所需温度，初次工作最好让其连续工作8小时以上，就是通常

我们说的烤机，在此时间内必须有人值守！

3. 使用：调整混水阀使出水温度合适，绝不能在调整混水阀时出水口正对人体以

免温度过高造成烫伤！

4. 综上所述可以归纳为以下：(1).为保证绝对安全，使用电热水器时最好关闭电

源，(2).每星期进行一次漏电保护插头的动作试验，3.合格的接地是非常重要

的！！！

5. 每6个月检查镁棒（牺牲阳极）的腐蚀程度，必要时更换之！相关知识

http://baike.baidu.com/view/973225.htm和

http://baike.baidu.com/view/1290779.htm?func=retitle

或参考http://baike.baidu.com/view/3968520.htm

好了，关于使用电热水器的相关知识就介绍到这儿，下面我们来说一说如何检修和排除电热水器在工作中产生的各种各样的故障。

从零开始学会如何检修电热水器

虽说电热水器在家用电器里来说，电路和原理及物理结构是相对较简单的。但要学会如何检修电热水器还是需要一些电工基础和具备一定的物理知识，为方便大家我就从基础开始，请有兴趣的朋友请继续看下去，应该不会让你失望！

工欲善其事，心先利其器。首先要介绍的是工具，尖咀钳，十字锣丝刀，裁纸刀自不必说了。主要是测量工具—万用电表（简称万用表），万用表按指示类型分有数字表和机械表(也叫指针表)之分。数字表精度高，而机械表在测量绝缘电阻和泄露电压时有其独到的优势。因此建议大家使用机械万用表。这又产生一个选择什么样的万用表的问题。其实很简单，只要满足两个条件即可：1.内阻≥20KΩ ,2.具有×10KΩ 档位。选购时将万用表横放，竖放，倒置等（或者说在三维空间不同的坐标放置），表针偏移零点不能超过两小格（事先调整好零点），否则平衡不好。也就是说这块万用表线性度不好。还有一个是阻尼，将万用表置于电阻档并短接两表笔，观察表针的偏转速度，然后断开，观察表针的回零速度，在到达零点后回弹次数不能超过两次。偏转过快及回弹次数过多阻尼过小，阻尼过大也不好，测量时稳定读数所需时间过长。

有条件者可准备一台耐压测试仪，使用方法见

http://baike.baidu.com/view/1465371.htm?func=retitle。在此不再详述。

如果要压缩成本也可以用一台兆欧表(俗称摇表)替代。使用方法

http://hx5117.com/szhxyqyb-Article-334327/.

钳形表也是不缺少的，它用来测量工作电压和电流。使用方法见

http://hx5117.com/szhxyqyb-Article-336020/。

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