总序

热水器就是利用电能、空气能、太阳能及其他自然热能来加热冷水，为人们提供生活热水的一种装置。

1.电热水器

热水器分为即热式和储热式两种，就是用电加热水的一种装置。

即热式电热水器最主要的特点是“即热”，就是指加电之后马上就有热水出来。以前那种储水式电热水器必须在通电一段时间后才能有热水可以使用，并且在使用时间长了之后就没有热水了，要停止使用一个时间段后再使用才有热水出来。为了与这种在原有的热水用完了后需要等待一定时间的储水式电热水器相区别，将现在这种通水、通电后就有热水流出的电热水器统称为即热式电热水器，如图0-1所示。

储水式电热水器水箱内的热水是被进入水箱的自来水顶出来的，也就是一边进冷水，一边出热水，水箱里的水始终都是满的。冷水进入水箱的底部，而热水从水箱的上部出来，这是利用热温度上升，冷温度下降的原理设计实现的，因此出来的热水是恒温的。一旦热水用完后就都是冷水了，如图0-2所示。

2.燃气热水器

燃气热水器又称为燃气热水炉，是以燃气（天然气、液化石油气、煤制气）作为燃料，通过燃烧将热量传递到流经热交换器的冷水中，以达到制备生活热水的一种燃气用具，如图0-3所示。

3.太阳能热水器

太阳能热水器就是依靠全玻璃真空管集热器吸收太阳能的辐射热能，来加热真空管集热器中的冷水，从而提供生活热水的节能设备，如图0-4所示。

4.空气能热水器

空气能热水器是由热泵主机吸收空气中的热量，再送至保温水箱中的加热盘管里去加热冷水（自来水），为家庭或集体浴室提供生活热水的组合一体式热水装置。空气能热水器又称为热泵热水器，是采用制冷原理从空气中吸收热量来制造热水的“热量搬运”装置。它通过工质（制冷剂）的不断蒸发（吸取大气环境中的热量）→压缩→冷凝（放出热量）→节流→再蒸发的热力循环过程，从而将大气环境里的热量转移到水中，如图0-5所示。

2009年9月1日，中国首部空气能热水器国家标准《家用和类似用途热泵热水器》正式出台实施，使得空气能热水器开始在一些家庭中流行起来。

与前面几种热水器相比，空气能热水器的优点是：空气能热水器不需要阳光，因此放在家里或室外都可以；太阳能热水器储存的水用完之后，很难再马上产生热水，如果采用电热水器加热，则需要很长的时间，而空气能热水器只要有空气，温度在零摄氏度以上，就可以24h全天候承压运行。这样一来，即使用完一箱水，1h左右就会再产生一箱热水；同时，它也能从根本上消除电热水器漏电、干烧，以及燃气热水器使用时产生有害气体等安全隐患，并且可克服太阳能热水器阴雨天不能使用及安装不便等缺点，具有高安全、高节能、寿命长、不排放毒气等诸多优点。

5.各种热水器的具体分类

1）电热水器的分类

（1）即热式电热水器需要20A以上的电流，一般家庭不适用。

（2）储热式电热水器又分为敞开式和封闭式两种。

早期的储热式电热水器多为敞开式或开口式的，其结构简单，体积不大，靠吊在高处的压力喷淋，水流量较小，但其价格较低，仅供洗浴使用。另外，敞开式电热水器由于内胆无承压性能，故不能向其他管路多处供水，功能有限。

封闭式电热水器的内胆是密封的，水箱内的水压很大，其内胆可耐压，因此可多路供水；它既可用于淋浴，也可用于盆浴，还可用于提供其他生活用水。

储热式电热水器可自动恒温保温，停电时可照样供应热水。目前国内市场上的电热水器主要是封闭储热式电热水器，它不必分室安装，不产生有害气体，干净卫生，且可方便地调温。

2）燃气热水器的分类

燃气热水器可根据使用燃气的种类、控制方式和给排气方式进行分类。

（1）燃气热水器按使用燃气种类的不同可分为人工煤气热水器（代号：R）、天然气热水器（代号：T）和液化石油气热水器（代号：Y）。

（2）燃气热水器按控制方式可分为以下两种。

① 前制式热水器：其运行用装在进水口处的阀门进行控制，出水口不应设置阀门。

② 后制式热水器：其运行既可以用装在进水口处的阀门进行控制，也可以用装在出水口处的阀门进行控制。

（3）燃气热水器按给排气方式可分为以下四种。

① 直排式热水器：燃烧时所需要的氧气取自室内，燃烧后产生的烟气也排放到室内。因易造成人身伤害事故，所以它已被禁止生产，其代号为“Z”。

② 烟道式热水器：在直排式的基础上加装了排气管道（烟道），燃烧时所需要的氧气取自室内，燃烧所产生的烟气通过烟道排向室外。安装这种热水器时必须安装烟道，使用时要注意烟道排气通畅，防止倒灌。烟道式热水器的代号为“D”。

③ 强排式热水器：分为强制排气式和强制给排气式。强制排气式热水器，燃烧时所需空气取自室内，用排气筒在排风机作用下强制将燃烧后产生的烟气排至室外。强制排气式热水器的代号为“DQ”。强制给排气式热水器将给排气筒穿过墙壁伸到室外，利用排风机强制进行给排气，其燃烧时所需空气取自室外，燃烧后产生的烟气也排至室外。强制给排气式热水器的代号为“PQ”。

④ 平衡式热水器：外壳是密封的，和外壳连成一体的烟道制成内外两层，烟道从墙壁通向室外，热水器运行时需要的氧气从室外通过烟道的外层供应，燃烧后产生的烟气从烟道的内层排到室外，因此它对室内空气既不消耗，也不污染。平衡式热水器的代号为“P”。

3）太阳能热水器的分类

（1）按集热部分分类。

① 真空玻璃管太阳能热水器：它是目前吸热效率最高的热水器，它的优点在于不需要在集热部分增加保温层，而且现在的真空玻璃管无论在抗高温方面，还是在抗打击和保温方面，性能都是一流的，也被绝大部分太阳能热水器生产厂家所采用。其缺点在于体积比较庞大，管中容易集结水垢。

② 金属平板太阳能热水器：它在传热性能极佳的金属片上覆盖上吸热涂层，利用金属的传热性，将吸收的热量传入水箱中。其优点是外观美观，安装方便，可以做成平板，而且不容易损坏。其缺点在于保温要花很大的代价，成本高，会间接地增加消费者的负担。

（2）按结构分类。

① 普通式太阳能热水器：就是将真空玻璃管直接插入水箱中，利用加热水的循环，使得水箱中的水温升高，这是目前厂家都采用的，也是一直流行到现在的最常规的热水器。一般该类热水器只能安装在屋顶使用，而且屋顶的面积是有限的。

② 分体式太阳能热水器：分体式太阳能热水器是为了使非顶层用户也能使用太阳能热水器而诞生的。分体式太阳能热水器的循环有两种：一种是靠水的自然循环，这种热水器的热交换效率很低，远远不能满足用水要求；另一种是靠泵循环热交换，这是为了解决自然循环效率低的问题而采取的方法。使用泵循环，可以明显改善水的热交换。

（3）按水箱受压分类。

① 承压式太阳能热水器：目前，无论是哪一种分体式太阳能热水器，都有一个致命的缺点，即必须使用承压式水箱，这是所有分体式太阳能热水器的基本思路，这就直接考验集热部分的密封性能。另外，制造承压水箱成本极高，同时还存在安全性问题，且一般要求耐压7个大气（0.7MPa）；虽然它解决了水的循环问题和使用水时的方便性，但循环效果不是很理想。

② 非承压式太阳能热水器：目前装在屋顶的普通太阳能热水器都属于非承压式太阳能热水器，它的水箱有一根管子与大气相通，是利用屋顶和家里的高度落差，使得用水时产生压力的。其安全性、成本、使用寿命都比承压式太阳能热水器优秀得多。

（4）按水流方向分类。

① 自然循环式太阳能热水器：它是一种自然循环式热水装置，它的蓄水箱置于集热器的上方，水在集热器中受太阳热能的辐射而使其自身的温度升高。由于集热器与蓄水箱中水的温差，形成系统热虹吸压头，使热水由上循环管进入水箱的上部，同时箱底的冷水由下循环管流入集热器形成循环。在运行过程中，系统的水温逐渐升高，经过一段时间后，水箱上部的热水即可使用。在用水的同时，由补给水箱向蓄水箱补充冷水。这类装置的优点是结构简单，运行可靠且不需要外来能源。其缺点是为了防止系统在夜间产生倒流现象及维持必要的温度，热虹吸压头蓄水箱必须置于集热器的上方，对于大型的装置而言，由于水箱过大，给建筑布置及负荷的选择都带来了一些问题。此外，自然循环热水装置中的水箱大多置于室外，这就要求有良好的保温设施。

② 强制循环式太阳能热水器：这种热水装置靠水泵的运转，使水在水压集热器与蓄水器之间循环。该系统中备有控制装置，当集热器顶端的水温比蓄水箱底部的水温高出若干度时，控制装置启动水泵。反之，两者的温差低于限定值时，水泵则停止运行。

（5）按系统形式分类。

① 直流式（也称一次式）太阳能热水器：直流式太阳能热水器又可分为热虹吸型和定温放水型两种。

● 热虹吸型太阳能热水器是由集热器、补水箱、蓄水箱与连接管道组成的开式热水系统。补水箱的水位由浮球阀控制，使水位与集热器出口热水管（上升管）的最高位置处于同一水平。当无阳光照射时，根据连通器原理，集热器、上升管和下降管均充满水，但不流动。当集热器接受热量后，其内部水温上升，系统中形成热虹吸压头，从而使上升管中的热水流入蓄水箱，而补水箱的冷水则经下降管进入集热器。日照越强，所得热水温度越高，其数量也越多。太阳升起一段时间以后，在蓄水箱中即可收集到一定数量的热水以供使用。

● 定温放水型太阳能热水器：为了得到符合使用要求的热水，可以在集热器出口安装温度敏感元件，通过控制器操纵装在集热器入口管路上的电动阀的开度，根据出口温度来调节流量，使出口水温始终保持一定。在这种系统中，可以取消补水箱，而将补冷水管直接接在自来水管处。这种热水器的可靠性取决于电动阀的质量的好坏。

直流式太阳能热水器既不需要水泵，又可避免自然循环的缺点，在具备可靠工作的电动阀的条件下，是结构合理、值得推广的太阳能热水器装置形式。

② 整体式太阳能热水器：整体式热水装置的特点是集热器与蓄水箱合二为一。简言之，它实际上是一个表面涂黑的储水容器。水在容器内不流动，靠容器壁吸收太阳辐射后对它传热，经过一个白天，容器内的水被加热，到傍晚即可使用。

整体式太阳能热水器又可分为开放型、塑料薄膜型、三角形、圆筒形、棒槌形等类型。整体式太阳能热水器的优点是结构简单，成本低；缺点是装置保温性能差，夜间水温不能保持，只能在傍晚时刻及时使用热水，使得它的使用范围受到限制。但对于经济不发达地区来说，它还有一定的使用价值。

4）空气能热水器的分类

空气能热水器按热量交换方式可分为以下两类。

（1）直热式：冷水通过保温水箱内的盘管式换热器直接加热；与电热水器的加热方式一样，它是通过冷、热水的对流形成的微循环把整箱冷水加热的。

（2）循环式：冷水通过热泵主机内的套管式换热器循环加热；它是通过水泵在空气能主机与保温水箱之间循环，将主机上的热量逐步带到保温水箱来把整箱冷水加热的。