热水器分会：契合“十四五”发展指南，围绕四大趋势展开讨论

10月30日，在2020年中国家用电器技术大会的第二天，五大专业技术分会同时开讲。其中，家庭用热水器专业技术分会吸引了不少产业链上下游的企业代表、行业专家前来听会。

在前一天发布的《中国家用电器行业“十四五”科技发展指南》中提到，热水器在“十四五”时期主要产品技术发展趋势为安全可靠、节能、绿色环保以及满足产品消费升级需求。《电器》记者发现，此次会议正是围绕四大趋势展开，在“十四五”开局之年，为行业发展找准定位，明确发力方向，对整个行业的发展来说，都具有重大意义。

关注消费升级

满足产品消费升级趋势，实现健康舒适洗浴、体积小型化、美观化，完善热水器的智能感知、控制和自学习技术等，是家用热水器行业技术升级的重要方向。因此，如何为消费者带来体验感更佳的产品，是此次会议最大看点。

在疫情影响下，消费者对健康的关注达到前所未有的高度。因此，海尔热水器全球研发平台技术管理部长王圣贤进行了《沐浴健康与舒适性综述》的主题演讲，从用水方案角度出发，对热水器的用水健康和智慧用水展开分析。他指出，2020年是全健康用水时代，消费者对健康用水的需求不仅包括抑菌、除杂、除氯、阻垢等，还对健康养肤等非常关注。

除此之外，王圣贤还分享了海尔的健康用水方案案例。基于智慧用水健康沐浴的探索，2020年卡萨帝推出了领先的用水方案。该方案采用智能抑菌、长效阻垢、去除杂质、余氯净化四级净化，为沐浴品质护航；坚持瞬热科技，通过双驱四核瞬热技术、冷热水流管理技术、聚能补水技术以及85℃高水温技术，引领墅级水量；同时，首创富锶矿泉科技，依靠PCC改性工艺、微量元素配比技术等，为消费者带来抗氧化、抗过敏、控油以及美肤等效果，引领了沐浴时尚。

如今，电热水器已进入千家万户，成为众多家庭中的必备产品。但随着消费水平的提升，常规电热水器的痛点逐渐突显：产品体积大，热水量不足；内胆有水垢和杂质；外形单一，不美观；水温难调节。

针对上述痛点，各热水器企业一直在探索解决方案。美的厨房与热水事业部热水产品部热水先行研究中心先行研究经理王明为与会人员分享了可实现超薄、无感温差、纯鲜活水、节能等方面优势的创新产品——相变电热水器，并介绍了其设计原理和产品优势，引发会场热议。

目前，热水器行业主要储能方案包括显热储能、相变储能（又称潜热储能）、热化学储能和吸附储能。据王明介绍，对比几种主要储能方式的特点及结合电热水器的需求，其项目组选用相变储能方式设计电热水器，研发出小身材、不结垢无死水、精准恒温的相变电热水器产品，并获得多种奖项。在该项目的研发过程中，存在两大难点：PCM寿命短，无法满足电热需求；PCM对换热器有腐蚀，无法量产。“为此，我们反复研究PCM配方，改良PCM结晶特性，寿命由2年提升至大于10年；深入研究腐蚀机理，根据腐蚀机理作系统防腐处理，腐蚀寿命由2.5年提升至10年。”

此外，随着用户对于生活品质需求的提升，具有体积小、加热速度快、随开随用等优势的即热型燃气热水器越来越成为沐浴第一选择。然而，即热型燃气热水器行业面临技术难点，仍待业内解决。例如，即热型燃气热水器的恒温效果受到多种不可测外部因素影响、水流量波动易导致出水端忽冷忽热、多分段的加热方式更加复杂。为此，美的集团厨房与热水事业部先行研究工程师王钦分享了一种即热型燃气热水器自抗扰恒温控制系统，通过模型分析以及控制算法设计，为行业后续相关研究提供了一定思路和方向。

对于接下来的工作，王钦表示，他们将寻求更加精确的热负荷-PWM映射关系；针对映射曲线收到气源和一次压力等外部因素影响，后续将加入自适应优化功能。“我们还将利用高精度模型以仿真的形式调试控制算法，进行水流量传感器的误差校正，并且对零冷水等复杂工况下的开机升温控制进行研究。”王钦说。

节能技术研究更深入

在整个社会倡导节能减排的大背景下，节能家电已成为发展趋势。通过新材料新技术的应用、工艺的改进以及提高节能控制系统技术水平以实现最大程度的节能，也是《中国家用电器行业“十四五”科技发展指南》中，家用热水器未来技术发展之一。因此，会上多个演讲围绕“节能”展开。

在《储水式电热水器自适应节能控制方法研究》主题演讲中，广东美的厨卫电器制造有限公司先行研究工程师程小强介绍了智能节能技术，通过自适应精准加热，提高地热利用率。该技术的设计思路为按需加热和聚能加热。按需加热是指，用户需要多少热水，就提供多少热水，降低热水保温的温度；聚能加热则为，优化加热系统，采用集中局部加热方式，减少废余热水损耗。那么，如何懂得用户需求？程小强表示，可以根据AI算法分析用户的用水习惯并形成供水策略，然后智能匹配最符合用户用水需求的运行模式，实现节能运行。

在供水策略方面，通过习惯度分类，将人群区分，实现不同个体之间的差异化供水策略。其中，预测用水量需要结合习惯度分类增加用水余量，防止出现预测用水量不满足用户用水需求的情况。在这个过程中，精准加热非常重要。程小强介绍了自适应精准加热的逻辑，并指出通过自适应精准加热，可以实现热水量控制误差小于5%，电能利用率达到85%以上。在节能方面，根据试验验证，采用AI节能技术可以省电40%。

新材料技术和应用为节能提升的影响也值得关注。芜湖艾尔达科技有限责任公司总裁胡如国博士介绍了极速纳米膜面状电热技术和应用。他表示，艾尔达的即热组件可以协助客户开发崭新一代的秒热、节能、微型化新电器。

据胡如国介绍，电热纳米膜层厚度5微米左右，是人类头发直径的1/20，均匀而致密的布满整个传热面，物质量极少、电热密度高，通过纳米膜层的导电和震动，可以实现高效电热转换。相比传统电热技术，纳米膜技术优势明显。例如，热效率方面，传统电热技术是电阻丝发热，通过绝缘层后传导到受热面，效率为80%~90%，纳米膜技术则是膜发热直接传导到传热表面，效率大于90%，模组效率可达98%；节能方面，传统电热技术电能量大于需求量，资源浪费，在采用纳米膜技术后，产品可以实现即开即用，几乎无需预热，电量很少浪费。

目前，艾尔达电热元件有4个系列，分别是纳米膜电热管、纳米膜电热板、面膜电热容器以及异型定制；集成模组共有20多个型号，可以使用在开水机、茶饮机、咖啡机、洗浴电器等各类产品上。会议休息期间，胡如国带来的电热元件产品更引发了参会人员的围观。

安全核心地位不改

安全可靠，是热水器行业恒久不变的一大话题，也是行业技术发展重点趋势，企业不断通过产品结构升级、制造工艺改进，关键零部件质量提升等确保产品的安全性和可靠性。

当前，燃气使用普及越来越高，但使用的气源种类很繁多，如天然气、液化气、人工气等华白数各不相同的气源。各种燃气要达到安全燃烧，必须要在一定空燃比下完成，否则就会产生有毒气体超标排放使人中毒，严重甚至爆炸。这为广大燃气具设计生产制造厂商带来了极大烦扰：要考虑各种气源，导致机型繁多，从而使得生产及售后服务容易出错。

为此，浙江达峰科技有限公司研究院厨电所所长陈小红介绍了气源自动识别AI控制算法，自动解决燃气发热值不同、海拔高度大气压不同及安装环境及高峰时段燃气压力不足的燃烧问题。他说：“我们是以热水产率为依据，来自动判定目前燃烧所处环境，自动修正比例阀开度与风机风量，而达成最佳空燃比，不仅提高了产品安全，还延长了器具寿命。”

陈小红告诉《电器》记者，企业通过燃气热水器气源自动识别算法，可以为消费者提供更安全的产品，也能为减少制造企业的库存。“使用该技术后，一款产品一个机型就可以满足不同气源、不同使用环境的家庭使用。企业不再根据不同气源生产多种型号产品，减少了库存风险。”他说。

绿色环保受关注

近几年，绿色环保、绿色设计越来越受到重视，极具环保型的热泵热水器也因此得到更多消费者的认可。目前，热泵热水器室外机噪声水平与其制热量、能效比一起成为消费者选择热泵热水器的三大指标。因此，降低室外机噪声对于提高其竞争力具有重要意义。

青岛经济技术开发区海尔热水器有限公司结构模块经理侯梅梅介绍了工况传递路径分析在热泵热水器室外机减震降噪中的应用。据她介绍，工况传递路径分析不仅能辨别出引发噪声的主要激励源，还能将热泵热水器室外机目标点的NVH（Noise，Vibration，Harshness）分解到各条传递路径的支撑点处，能够在较短时间内评估设计改进后的效果，因而将作为热泵热水器室外机减振降噪目标评估的一个主要分析方法。

热泵热水器的噪声源与路径包括压缩机本体辐射噪声、风机系统气动噪声、压缩机振动及制冷剂脉动引起管路振动辐射噪声、压缩机振动经底角路径传递到外壳引起的噪声。对应这些噪声源，可以采用的降噪措施包括吸音棉包覆，增大风扇从而降底转速，增加弹簧阻尼块以及增加阻尼质量块。“我们借助有限元仿真方法和OROS MODAL分析软件的试验模态分析法对热泵热水器的各个结构进行仿真与试验模态分析，为下一步的外机箱体结构优化指明方向。”侯梅梅说。