張亞晨

（中國(guó)家用電器研究院 北京 100053）

1 背景

快熱式電熱水器，體積小，占用空間小，安裝簡(jiǎn)便，即開即用熱水，節(jié)能效果好，價(jià)格適中。但如用于洗浴，至少需要6kW的輸入功率，如果在北方和冬季所需要的功率則至少要達(dá)到8-10kW，這對(duì)于一般家庭的供電系統(tǒng)尤其是在90年代前建成的家居供電系統(tǒng)來說，都是不能承受的負(fù)擔(dān)。其熱水輸出流量受器具的輸入功率和初始水溫限制，較大的用電負(fù)荷和較低的水源溫度，限制了快熱式電熱水器在長(zhǎng)江流域及以北地區(qū)的夏季以外時(shí)段的使用效果。

儲(chǔ)水式電熱水器，輸入功率通常不超過3kW，是絕大多數(shù)家庭供電系統(tǒng)能夠承擔(dān)的。一次熱水供應(yīng)量?jī)H取決于器具容量的大小，但能滿足一般家庭使用的器具體積較大，需占用空間較大，安裝也不方便，需要使用熱水時(shí)往往要等待較長(zhǎng)時(shí)間，或必須長(zhǎng)時(shí)間通電保溫。節(jié)能效果不如快熱式電熱水器，價(jià)格偏高。對(duì)于三口之家，如滿足基本的連續(xù)洗浴需求，則需要50-60L額定容量的器具。

一種希望兼具兩種電熱水器優(yōu)點(diǎn)的解決方案應(yīng)運(yùn)而生，這就是“多模式”電熱水器。

現(xiàn)實(shí)中，由傳統(tǒng)的儲(chǔ)水式電熱水器企業(yè)開發(fā)的和由傳統(tǒng)的快熱式電熱水器企業(yè)開發(fā)的“多模式”電熱水器存在一定的差別，這主要是利用“多模式”方案所要達(dá)到目的的差異造成的。

2 產(chǎn)品知識(shí)

2.1 快熱式電熱水器

GB4706.11對(duì)快熱式電熱水器的定義：當(dāng)水流過器具時(shí)加熱水的駐立式器具。其結(jié)構(gòu)特征是有一個(gè)較大功率的電熱元件和一個(gè)水容器（有些器具的水容器實(shí)際只是一個(gè)水流通道）?？鞜崾诫姛崴魍怀鲆粋€(gè)“快”字，水經(jīng)過器具后即可被加熱，且加熱溫度可以達(dá)到某種使用程度，因此，快熱式電熱水器的適用溫度熱水流量的大小需與電熱元件的功率相匹配；在同樣容器和功率條件下，輸出熱水的溫度還與進(jìn)水初始水溫有關(guān)。

2.2 儲(chǔ)水式電熱水器

GB4706.12對(duì)儲(chǔ)水式電熱水器的定義：加熱水并將水儲(chǔ)存在容器中，裝有控制水溫裝置的固定式器具。其結(jié)構(gòu)特征是有一個(gè)功率相對(duì)較小的電熱元件和一個(gè)水容器（有些器具的水容器只有數(shù)升）。儲(chǔ)水式電熱水器突出一個(gè)“儲(chǔ)”字，水在容器中需要儲(chǔ)存一段時(shí)間，以便被加熱，然后才能達(dá)到某種可用溫度，因此，容器的大小與電熱元件的輸入功率沒有必然的匹配關(guān)系，容積小，功率大，則水在容器中加熱到適用溫度的時(shí)間短些，反之則加熱時(shí)間長(zhǎng)些；在同樣容器和功率條件下，加熱水至可用溫度所需時(shí)間還與進(jìn)水初始水溫有關(guān)。

從能源消耗、資源利用、生產(chǎn)制造、安裝使用的便捷性、運(yùn)輸成本等多個(gè)角度看，快熱式器具都優(yōu)于儲(chǔ)水式器具。

如果不考慮家庭供電負(fù)荷因素，快熱式器具要比儲(chǔ)水式器具更值得推廣。

2.3 “多模式”電熱水器

所謂“多模式”，是指兼具上述兩類器具特征的產(chǎn)品。即一臺(tái)電熱水器既有適當(dāng)容積的水容器以儲(chǔ)存適量的水并使水在儲(chǔ)存中被加熱，又有適當(dāng)大功率的電熱元件除可加熱儲(chǔ)存的水，還可對(duì)流經(jīng)的水加熱至可用溫度。

從傳統(tǒng)儲(chǔ)水式電熱水器演化而來的“多模式”方案的主要目的是“增容”和縮短加熱時(shí)間，為愿意接受或習(xí)慣了傳統(tǒng)儲(chǔ)水式器具的消費(fèi)者提供了一些“增值功能”。所謂“增容”，即在原有容量基礎(chǔ)上，增加熱水輸出量；所謂“縮短加熱時(shí)間”，即初次或再次把水加熱到儲(chǔ)存溫度時(shí)間短些，或當(dāng)容器內(nèi)水溫不滿足洗浴要求時(shí)，設(shè)法在容器內(nèi)的局部形成一個(gè)快速提升水溫的過程。在器具形態(tài)上，保持了原有儲(chǔ)水式器具傳統(tǒng)；在結(jié)構(gòu)上，調(diào)整了電熱元件的設(shè)計(jì)（數(shù)量、功率、位置等）和內(nèi)部熱循環(huán)系統(tǒng)。

從傳統(tǒng)快熱式電熱水器演化而來的“多模式”方案的主要目的是發(fā)揮快熱式器具的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)解決大功率和與家庭供電負(fù)荷不足的矛盾，在器具形態(tài)上，增加了水容器，但其容積要比儲(chǔ)水式器具的小許多；在結(jié)構(gòu)上，降低了電熱元件功率和調(diào)整了內(nèi)部熱循環(huán)系統(tǒng)。

3 需求分析

3.1 消費(fèi)者的需求，對(duì)于一臺(tái)電熱水器來說

——功率不宜太大，宜適合大多數(shù)用戶家庭供電能力

——體積不宜太大，在滿足同樣用熱水量情況下，至少不像儲(chǔ)水式器具那樣笨拙和占用較多空間

——初次加熱和再次加熱等待時(shí)間不宜太長(zhǎng)

——熱水出水量適宜，一次加熱能滿足1-3人洗浴，或短時(shí)間內(nèi)加熱可滿足第二個(gè)人的洗浴

——不受或少受地域差異或環(huán)境溫度的制約

——有一定節(jié)能優(yōu)勢(shì)。

3.2 社會(huì)和行業(yè)的需求，對(duì)于一臺(tái)電熱水器

——最大限度的滿足人們洗浴等使用熱水的基本需求

——最大限度的顧及到消費(fèi)者家庭空間的合理利用

——最大限度的節(jié)省能源和資源

——最大限度的降低制造、運(yùn)輸、安裝和使用成本

3.3 “多模式”電熱水器可以做到

“多模式”電熱水器顯然在滿足上述需求方面，均占有一定優(yōu)勢(shì)。這種優(yōu)勢(shì)的核心來源在于器具整體容積的小型化和工作模式的改變。

整體容積的小型化，可減少消費(fèi)者家庭空間的占用，便于安裝；可節(jié)省原材料消耗量；可節(jié)省包裝、儲(chǔ)存、運(yùn)輸成本。

工作模式的改變，是基于對(duì)產(chǎn)品的從新定義和對(duì)消費(fèi)需求的充分理解基礎(chǔ)上的改變，表現(xiàn)在器具上的是內(nèi)部結(jié)構(gòu)、核心部件的配置以及工作程序的全新設(shè)計(jì)。

4 產(chǎn)品定位

4.1 “多模式”電熱水器的核心

通過以上分析，“多模式”電熱水器的真實(shí)“身份”宜描述為：

“多模式”電熱水器是帶有一個(gè)“較大”水容器的“快熱式”電熱水器。這個(gè)“較大”水容器是相對(duì)于GB4706.11所指電熱水器而言的，而這里的“快熱式”與GB4706.11所指的同名概念并不完全相同（所不同的是電熱水器工作中，并非都處于“當(dāng)水流過器具時(shí)加熱水”的狀態(tài)）。

“多模式”電熱水器核心的工作程序是，電熱元件先行提高儲(chǔ)水容器中水的溫度（預(yù)熱環(huán)節(jié)），然后利用“快熱式”工作原理，在具有較高初始水溫的條件下，僅需要較低的輸入功率即可將水進(jìn)行二次加熱以達(dá)到使用溫度（二次加熱環(huán)節(jié)）。

因?yàn)槊鞔_了這個(gè)核心工作程序，“多模式”電熱水器就可以適應(yīng)在較低輸入功率和較低水源水溫條件下，也能提供達(dá)到使用溫度的熱水了。在這個(gè)過程中，因?yàn)閮?chǔ)水量與輸入功率的合理匹配，會(huì)使得初次加熱時(shí)間控制在人們耐受力室內(nèi)，器具的額定輸入功率設(shè)計(jì)在家庭供電負(fù)荷允許范圍之內(nèi)。

在核心工作程序中，如果儲(chǔ)水容器中的水在先行加熱后足以滿足直接使用（取決于加熱后的水溫和用水量），器具的二次加熱環(huán)節(jié)就可免除了。這個(gè)過程看似與GB4706.12所指器具的工作過程相同，但實(shí)際上，這只是“多模式”電熱水器工作過程的一個(gè)特例之一，其特征是余熱環(huán)節(jié)占用時(shí)間較短，常態(tài)下并不需要儲(chǔ)存熱水（對(duì)保溫需求不高）。

在核心工作程序中，如果儲(chǔ)水容器中的水溫足夠高（如在南方地區(qū)或水源水溫較高時(shí)），預(yù)熱環(huán)節(jié)就可以免除了，這時(shí)“多模式”電熱水器就工作在“快熱式”狀態(tài)。

從上述描述中理解，所謂“多模式”電熱水器中的“多”，實(shí)際上只有“二”，即其一為“預(yù)熱環(huán)節(jié)+二次加熱環(huán)節(jié)”，其二為“快熱式”模式。

4.2 “多模式”電熱水器的價(jià)值

基于上述分析，在設(shè)定“多模式”電熱水器的產(chǎn)品價(jià)值、器具結(jié)構(gòu)、使用功能和消費(fèi)對(duì)象時(shí)，宜著眼于“多模式”電熱水器并非適合于所有消費(fèi)者或所有的使用環(huán)境，只有在最適宜的條件下才能體現(xiàn)它的優(yōu)勢(shì)，只有在理解它的特點(diǎn)的消費(fèi)群體中才能體現(xiàn)它的價(jià)值。

——最適合僅有基本熱水洗浴需求并對(duì)洗浴舒適度要求不太高的家庭

——最適合希望快速獲得熱水洗浴的人群家庭

——最適合較為富裕的中小城鎮(zhèn)以上的家庭

——最適合以淋浴方式的洗浴需求

——最適合已有其他熱水供應(yīng)源（如燃?xì)鉄崴鳎┑募彝ィ櫦笆褂贸杀?，方便性、季?jié)性因素情況下的多一種選擇。如在氣溫較低、熱水流量或用水量要求較高，或長(zhǎng)時(shí)間使用熱水時(shí)使用燃?xì)鉄崴鳎渌闆r下使用“多模式”電熱水器。

4.3 “多模式”電熱水器的輸入功率的確定

從“預(yù)熱環(huán)節(jié)”盡可能短、“二次加熱環(huán)節(jié)”效果盡可能好的角度出發(fā)，器具的輸入功率宜盡可能高；從適合家庭供電容量角度出發(fā)，器具的輸入功率有不宜過高。

解決思路：針對(duì)鎖定的目標(biāo)家庭進(jìn)行供電容量的調(diào)查，了解這些家庭普遍的供電容量狀況，選擇一個(gè)合理的值。例如北京，大部分近些年新建住宅單戶供電容量通常為40A，考慮到家庭其他電器可能同時(shí)用電的情況，為電熱水器規(guī)劃出來的用電容量宜在總?cè)萘康?0%左右，即20A左右。這樣“多模式”電熱水器的額定輸入功率宜控制在5000W左右。

4.4 “多模式”電熱水器的儲(chǔ)水容積的確定因素

“多模式”電熱水器的儲(chǔ)水容器被設(shè)計(jì)成多大為好？不宜過大，太大了就可能與儲(chǔ)水式電熱水器混淆了，它的特有的優(yōu)勢(shì)也就弱化甚至消失了。

解決思路：針對(duì)鎖定的目標(biāo)人群的洗浴習(xí)慣進(jìn)行調(diào)查，了解與儲(chǔ)水容量相關(guān)的諸多關(guān)聯(lián)因素的狀況，綜合其結(jié)果，確定一個(gè)合理范圍。

相關(guān)聯(lián)因素包括：

——人們洗浴的模式（即洗浴流程和習(xí)慣，與年齡、性別有關(guān)，排除對(duì)洗浴舒適性有較高要求的人群），如，淋濕-打肥皂-沖洗（或許有重復(fù)），如同時(shí)還要洗頭，則會(huì)多重復(fù)上述過程。

——等待“預(yù)熱”的忍耐力（單位為時(shí)間，與生活習(xí)慣有關(guān)，從常溫開始計(jì)算）

——用水時(shí)間（1人次洗浴的用水總量，以滿足基本洗浴為前提），

——熱水輸出流量（L/min，以滿足基本洗浴為前提）

——洗浴者對(duì)水溫的要求（與季節(jié)、年齡、性別有關(guān)）

——花灑的不同孔徑對(duì)流量的影響

——自來水常態(tài)水溫（與地域、季節(jié)、水源性質(zhì)有關(guān)）

對(duì)以上各因素中，前四項(xiàng)均需要通過消費(fèi)者調(diào)查真實(shí)情況或通過體驗(yàn)式測(cè)試收集數(shù)據(jù)。從而確定上述各個(gè)因素中的一個(gè)合理值或合理的范圍。

5 結(jié)束語

從技術(shù)特點(diǎn)、環(huán)保需求、生活水平提高的趨勢(shì)判斷，快熱水電熱水器相比儲(chǔ)水式電熱水器更具有先進(jìn)性和主導(dǎo)意義，是應(yīng)該得到廣泛采用的器具類型。但在現(xiàn)階段，快熱式電熱水器不可能大面積的扮演這樣的角色，“多模式”電熱水器的創(chuàng)意理念及其產(chǎn)品，恰好填補(bǔ)了一個(gè)空缺，是值得推廣的產(chǎn)品類型。

“多模式”電熱水器若得到市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可，得到傳統(tǒng)電熱水器行業(yè)的廣泛認(rèn)同，還有許多工作要做。其中就包括此類產(chǎn)品在滿足消費(fèi)者基本洗浴需求前提下，對(duì)其在全產(chǎn)業(yè)鏈范圍內(nèi)表現(xiàn)出的節(jié)能、省材、降低多個(gè)流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)成本優(yōu)勢(shì)和意義的認(rèn)識(shí)；也包括對(duì)消費(fèi)者的教育和引導(dǎo)，以區(qū)別于傳統(tǒng)電熱水器的方法、習(xí)慣和心態(tài)看待和使用“多模式”電熱水器。