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不锈钢电加热器的几个技术关键点

编辑:扬州康力电热科技有限公司时间:2017-02-21

即热式电热水器主要由加热槽板、压力传感器、功率调节器、水量调节龙头、进水管和出水管部件等组成,其中加热槽板是即热式电热水器的关键部件。加热槽由槽权、密封圈、盖和电热元件组成。电热元件位于槽板的槽中,一般也称为即热式热水器的内胆。采用不锈钢材质的加热管作为加热体的即热式热水器,冷水进入内胆中直接流经不锈钢电热管表面而被加热。不锈钢电加热器是目前即热式电热水器行业中使用最多的一种加热方式。

不锈钢电加热管的优点是:耐热性能比较好,耐干烧,技术比较成熟,成本也比较低。目前各即热式电热水器厂家所采用不锈钢加热管种类比较多,各种管的价格差距大。同样是不锈钢的电加热管,其质量性能的差别也是非常大的。不锈钢电加热管材质好坏的区别主要是含镍量不同,镍是优良的耐腐蚀材料,在不锈钢中与铬配合后使不锈钢的耐腐蚀性能及工艺性能获得某些改善。但低碳镍钢要获得纯奥氏体组织,含镍量要达到24%,并且只有含镍27%时才使钢在某些介质中的耐腐蚀性能显著改变。因此,从材质上讲800、840、316L是相对比较好的耐腐蚀和耐高温不锈钢电加热管,800不锈钢管含镍量达到30%,840管含镍量达到20%,但如果是采用差一些的304管不锈钢含镍只有8%。因此,采用含镍量高的耐高温耐腐蚀不锈钢加热管的产品也同样是非常有优势的。


不锈钢电加热器加热体性能的好坏,材质性能仅仅只是一方面,产品使用性能的好坏与水质有着非常大的关系。即热式电热水器是在水的流动状态下加热的,当电热水器工作时,加热管外管的温度可以达到90℃~120℃。水中钙镁离子在60℃就会开始沉淀,形成水垢。因此,即热式电热水器中的不锈钢电加热体也面临结垢的问题,只不过结垢状况相对于传统的储水式热水器来讲可以大为改善,产生水垢的可能性和速度是


储水式电热水器的30%~50%。我国地域广阔水质复杂,有些地区直接使用没有经过太多处理的地下水源,水中的钙离子和镁离子比较多,很容易使不锈钢加热体表面结垢,使加热体的传热性能变差,外管表面温度偏高。同时这种结垢是松散形的,电热管的表现还是与水有接触,但传热又比较差,外管上表面和结垢的内表面就会产生汽化,形成气蚀。也就是在加热时,水就会形成水汽而后变成一个气泡,当水泡达到一定大的时候就会破裂,在破裂的瞬间产生真空。加热管的表面在产生气泡时有一个正压,在气泡破裂时产生负压,加热管表面不断受到这种应力的变化影响,慢慢产生一种气蚀的现象,造成不锈钢电加热体损坏。另外如果水中含有过多氯离子和硫酸根离子还会对不锈钢电热管的表面产生点蚀,例如在我国的中原和新疆地区使用的是地下水,含氯离子和酸根离子比较多,这些地区由于点蚀而造成不锈钢加热体穿孔,引起水进入电热管内部,形成泄漏,绝缘不良,引起机器内部的保护功能失效工作而需要维修等。可以说即热式电热水器不锈钢电热体60%以上都是因为结垢或点蚀造成损坏的。如果企业的市场销售能够达到一定规模,那么完全可以根据不同地区的水质情况,选择不同的加热管。例如采用800不锈钢加热管投放到这些水质不好的区域,既可以降低产品返修率,同时又能够使产品的性能得到提升,并且批量生产也不会使成本增加很多。但如果的销售达不到一定的规模,采用800不锈钢管成本就会非常高。


内胆的结构设计的科学性也是即热式技术的一个关键点。即热式热水器体积小巧,功率都非常大,因此温度的变化就会比较大,如果内胆的结构设计不科学,同样易出现漏水、绝缘下降、性能下降、加热管穿孔等问题。例如,如果加热管的弯折太多,就容易出现管的间距不均匀,甚至使有些地方相互碰触,那么在使用过程中,相互碰触的地方就容易因结垢速度更快而且不易自行脱落产生损坏。而且由于电加热管自内向外由电热丝、绝缘导热层、外管组成,所以多弯折会导致弯折处颗粒状的绝缘导热层产生裂缝,或者出现弯折处的加热丝容易偏离电热管中心,出现耐电压差等问题。因此,加热管的形状越简单越好。


电热管的质量标准主要是由高压、工作泄漏、可靠性寿命、加热均匀性等这几个主要的指标,很多厂家的产品设计工程师对电热管的知识了解不全面,对于电热管的真正的技术要求和今后的表现不是很清楚,因此对电加热管的标准存有一些错误的认识。另外国内一些知名企业在很早以前走进了一个误区,把对电热管的高标准要求带入到行业当中,其他一些企业也就盲目跟着大企业的要求在走,至使国内很多厂家对于电热管的要求非常高。例如绝缘电阻要达到1000兆,高压要达到2000伏,需要做干烧试验等等,要高出UL标准和IEC标准很多,对于不锈钢电加热管的要求比国际市场要严格很多。要求严格是对的,但过高的标准要求并不代表就是合理的,因为要求的标准越高,就需要用特殊的设计、特殊的工艺、特殊的材料来完成加热管的生产,材料的成本就会高很多。因此一些没有实际的意义高标准要求,只是增加了成本。


能否把采用不锈钢电加热器的即热式电热水器产品做好,最终还是取决于企业的制造水平和设计水平。好的产品设计对于产品的质量、制造成本是至关重要的,电加热体是即热式电热水器中最为重要的一个关键元器件,加热体做不好的话,产品的质量就会非常不可靠。虽然不锈钢电加热体是比较成熟的技术,但不锈钢的材质有其特殊性,焊接工艺也比较复杂,因此,在做加热体的结构设计时,要特别注意不锈钢的热传递不均匀引起的内部应力,重点在这方面的做一些特别的柔性设计,同时必须要做相关的试验去验证这种设计的可靠性,这样才能够保证产品的使用效果,发挥不锈钢加热管的优势。对于即热式电热水器的生产企业来讲,如果企业自身在产品结构设计方面实力不是很强的时候,采用紫铜加热管是比较安全的。理论上讲采用不锈钢电加热管的成本比紫铜加热管低一些,但如果产品出现反修的话,不锈钢的成本反倒更高。