导读：电热元件是家电产品上的重要零配件之一，几乎任何一种家电产品中，都有电热元件发挥着重要作用。而随着中国家电行业的蓬勃发展，近年来，家电用电热元件的发展速度也在不断加快。 电热管为主导 新兴材料蓬勃发展 据了解，目

电热元件是家电产品上的重要零配件之一，几乎任何一种家电产品中，都有电热元件发挥着重要作用。而随着中国家电行业的蓬勃发展，近年来，家电用电热元件的发展速度也在不断加快。 电热管为主导 新兴材料蓬勃发展 据了解，目前家电用电热元件的种类主要有电热管（棒）、电热线、电热带PTC元件、电热膜等。业内专家指出，目前，家电用电热元件仍然以技术成熟的以电阻丝为发热体，外面包裹绝缘材料的电热管、电热线、电热带等为主导，这类产品可以占到整个家电用电热元件的80%左右。其中管状电热元件较为普遍，它是一种在金属管中放入电阻丝，并在空隙部分紧密填充有良好耐热性、导热性和绝缘性的结晶氧化镁粉，再经其他工艺处理而成的电热元件。它具有结构简单、机械强度高、热效率高、安全可靠、安装简便、使用寿命长等优点。在家电领域主要应用于电热杯、电熨斗、电水壶、烤炉、烤箱、饮水机、电热水器、咖啡壶、洗碗机、空调、冰箱、洗衣机、微波炉等产品。 随着新的整机配套要求或新的环境要求，电热元件在家电整机发展的带动下，也不再局限于传统的电热水器、电热水壶、电暖器、电熨斗等“发热”家电产品，逐渐扩展到一些家电产品的“附加功能”，比如可以用于冬季制热的空调，可以自动融霜的冰箱，具有加热功能的洗衣机以及户式中央空调专用的辅助加热等。同时，提高电热元件发热效率、追求最大节能性，是电热元件技术发展的又一主导方向。 由此，以新兴材料为代表的新型电热元件也开始在家电领域崭露头角。新的发热材料或发热体的出现，带动新的电热元件的技术发展，例如PTC元件、电热膜、以高分子为基材的带状自限温加热电缆的出现。 PTC电热材料是一类具有正温度系数的半导体功能陶瓷。PTC在转变温度之前，电阻随温度的升高而下降；从转变温度到设计最高温度之前，电阻随温度的升高而显著增长，这就是PTC效应。利用PTC效应，根据不同的温度系数，可以制造不同用途的PTC元件。PTC元件具有可靠性高、使用方便、安全、省电等优点。 苏州兴业电子有限公司技术部的一位负责人告诉《电器》记者：“相对于电热管行业，涉足PTC元件的企业并不是很多，尽管PTC的制造原理并不难，但是制造工艺却比较难掌握，比如在PTC元件烧结的过程中，如何提高产品合格率成为关键。”据了解，PTC元件可用于卷发器、直发器、暖风机、电饭煲、烘鞋器、电热毯、美容器等小家电产品，还可以用于空调产品。 目前，用于烫发器、直发器等产品的PTC元件用量少，但在暖风机、空调产品中采用的PTC元件，用量增长很快。“应用于空调中的PTC元件，对质量的要求比较严格，一般要求耐压450V以上，而普通暖风机采购的PTC元件耐压在300V就能够达到要求。”苏州兴业电子有限公司技术部的负责人表示。 不过值得一提的是，PTC元件等新兴加热元件并不完美。据了解，PTC元件含铅量高，尽管PTC元件中的铅在RoHS指令中为豁免项，但是此类发热元件在生产过程中和组装过程中陶瓷片中的铅对人体有害程度是难以避免的，除此之外，当产品进入报废期后，含铅量大的陶瓷片处理起来也比较困难，极易污染土壤和水源。 专家指出，PTC元件如果长时间不能解决含铅问题，也将影响其未来的发展。而电热膜也存在温度不高，只能用于水加热的问题，此外电热膜与电源线的连接技术较难，需要解决。 金属电热管专家张海根在接受《电器》记者采访时表示，尽管新兴材料已经开始出现，但是目前这些材料仍然无法完全代替电热管等产品。“我仍然看好电热管的未来。” 目前，电热元件企业还推出了一种近似于PTC性质的高效节能管状电热元件，采用了特殊合金的发热丝。这种发热丝做成的高效节能管状电热元件，在升温时，温度低、功率大、升温迅速，功率随风速而改变。在达到工作温度时自动大幅度降低功率，实现无控温装置条件下的基本恒温。这种产品已成为重点开发和重点发展的高效节能产品之一，从技术上看，具有代替常规管状电热元件的潜力。 空调用电热元件：多种加热元件共存 电热元件应用在空调产品上，主要是实现冷暖空调的电辅助加热功能。据了解，市场上的冷暖空调分为普通冷暖空调和辅助电加热冷暖空调。当室外温度处于5℃以下时，由于普通冷暖空调的热泵制热效果会变差，因此空调厂商采用了电辅助加热的方式解决。在过去，空调的电辅助加热主要采用电热管，并在电路上设计了温控装置和保护装置。由于此类产品的成熟和大量运用，因此在空调电加热行业中仍然占据着统治的地位。但苏州兴业电子有限公司技术部负责人告诉《电器》记者：“空调内装上一个电热管通电发热，实质上就相当于一个挂在墙上的电炉，一旦保护装置失效，将具有很大的安全隐患。” 该负责人又称，由于PTC辅助加热器具有恒温的特性，PTC元件最高温度只能到200℃左右，即使在没有保护装置，风机也停机的情况下，也不会出现着火的状况。但是另一方面，由于温度较低也存在制热效果受限的问题。所以，目前PTC元件只在空调挂机中使用，在柜机中则仍然是以电热管加热。 苏州兴业电子有限公司企管部的佘宏广也表示，PTC元件在空调中的发展前景很广阔，由于目前空调挂机设计得越来越小巧，因此能够给发热元件留出的空间也随之变小，安装发热量较高的电热管，对温控器的要求将提高，而采用了温度不高的PTC元件，则可以较简单地解决这一难题。 佘宏广告诉记者，美的和海尔都已经批量采用了PTC元件。也有业内人士透露，格力从2005年就开始试验将PTC元件作为电辅助加热安装到空调中，但是至今仍然采用电热管作为电辅助加热的主要材料。 “此外，电热管结构中有填充层（结晶氧化镁粉）和金属管壁的导热环节，这种绝缘导热环节从理论上看并不是必要的，会造成一定的内部损耗，增加了材料成本和制造成本，浪费了宝贵的电能和材料，热效率相对较低，不符合日益强烈的环保节能要求。”镇江市东方制冷空调设备配件有限公司办公室主任范如适认为。 范如适称，目前有一种裸露式电加热元件摒弃了传统管状电热元件的概念，对加热元件进行了工程改进，采用了无外套金属管结构，取消了结晶氧化镁粉绝缘导热填充层，直接用发热丝加热流动的空气，减少了热传导环节和内部结构，这一结构的改进，实现了高效节能的显著效果，同时发热丝为柔性发热元件，可以弯曲成多种形状，也可制造成组件，便于空调主机的直接安装，可靠性高，安全性好。 不过，裸露式电加热器元件（器）的应用范围主要在风道和窗机上，无法安装到国内普遍使用的分体式空调中。 据了解，目前无论是电热管还是PTC元件，都已经形成批量生产。佘宏广称，随着近几年中国空调价格从当初的3000元降到1000多元，对空调上游原材料的销售价格影响颇深，电热管和PTC元件的价格都在走低。同时，原材料的价格也在不断走高。据广东省高要市金田电热制品有限公司的有关负责人称，这几年不锈钢管的价格上涨得很快，但是整个电热管行业都面临产能过剩，因此向上游提出价格提升基本是不可能的事情。 佘宏广也表示了同样的观点，PTC元件成本提高以后基本都是企业自行消化了。一方面通过提高产能，在生产线及管理上做工作，还有就是试用新材料，以此来降低成本。 张海根也认为，尽管我国的家用电热管有标准（JB/T4088-1999），但是该标准的进入门槛并不高，由此，也形成了众多的小型电热管企业在市场中竞争。对于空调用电热元件的发展，大部分业内人士表示，由于生产电热元件的企业仍然偏小，不能形成规模优势，而反观空调企业则已经形成一定集中度，因此电热元件企业很难对价格掌控，不过现在电热元件企业已经有了做大做强的趋势。 小家电用电热元件： 质量参差不齐新品异军突起 电热杯、电熨斗、电水壶、烤炉、微波炉、电暖器、烤箱、饮水机、咖啡壶、卷发器、直发器等小家电产品都会用到电加热元件，其中主要采用电热管，卷发器和直发器采用的PTC元件，而取暖器、暖风机、浴霸等产品也有采用远红外线碳纤维电热管的。 “生产小家电用电热管的企业非常多，电热管本身技术难度也不高，因此想要在这个行业生存并不是一件容易的事情。”据宁波赛纳电热电器有限公司有关负责人告诉记者，中国的小家电企业也是品牌繁多，产品设计不统一，电热元件生产企业面对不同规格的订单往往也很难应对。 当然，一些规模较大的小家电企业也开始意识到，不管在国内销售还是出口，产品质量是关键。特别是一旦采用了质量不过关的电热元件，很可能存在安全隐患。因此赛纳也表示将走品牌之路。此外，一些小家电企业也开始自产电热管，据东菱有关人员介绍：“我们公司也投资了电热管厂，能够供应东菱小家电产品一半以上的电热元件。” 据了解，目前小家电用电热管已经比较成熟，一些企业也开始了新品开发。其中，节能型金属基体电热膜已经得到了较为广泛的应用。该产品是用丝网印刷工艺将绝缘浆料、电阻浆料和导体浆料一层一层印在金属基体上，再用高温烧结而成。该产品实现了金属基体与加热容器合二为一，热量通过金属基体传递，具有最高的热交换能力，即有最高的热效率，节能效果明显。该产品与传统电热元件相比，节能可达10%～30%。金属基体和电热膜的尺寸很小，热容量也就很小，所以是即热即冷，实现快速升温和降温，同时还可有效地使器具小型化。该电热元件非常适合于无热胆饮水机和即热式电热水器。另外，节能型金属基体电热膜可实现大面积均匀或不均匀发热，有效补充其他电热元件在这方面的不足，可用于设计简单轻巧的房间加热器取代电热油汀型电暖气。 其他白色家电用电热元件简介 目前，在冰箱中采用的电热元件主要为电热线、电热管，其主要作用是化霜。 浙江星亚电热电器有限公司的有关人员介绍，在2003年和2004年，冰箱中的电热元件价格下降较快。目前冰箱企业主要采购在外面包裹玻璃管、铜管、不锈钢管的电热线作为化霜元件。据江阴市卫康电热电器有限公司吴哲燕介绍，冰箱中的电热元件价格较低，一个大订单，有的产品单价只有几块钱。 近年来，由于电热水器倡导安全、不结垢等特性，因此对热水器用电热管也提出了较高的要求。沈阳天旺电热器厂总经理杜晟伟称，由于我国各个地区的水质不同，因而水中的酸碱以及特殊离子的含量也不相同，不锈钢耐碱性水质而不耐酸性水质，铜耐酸性水质而不耐碱性水质和三价铁离子，用金属材料制成的电热元件，由于材料自身在水中不耐腐蚀，这使电热元件在使用一段时间后，引起电热元件漏电导致报废。此外，水在受热的情况下，水中的阴阳离子会结合到一起，形成固态物质，温度越高，结合的固态物质越多，这些物质凝固在电热元件的表面，有的可达三四毫米厚，使电热元件放出的能量不能及时散发出去，引起局部高温，将电热元件损坏。特别是即热式电热水器，因电热元件的能量不能及时散发出去，所以很难达到速热的目的。 A.O.史密斯设在中国的全球工程研发中心，研发出来的金圭特护加热棒，解决了加热棒结垢问题。据杭州河合电器股份有限公司张亮介绍，采用了新涂层的电热管，一方面不结水垢，另一方面具有更强的耐腐蚀性，可以减少原材料用量，降低成本，这也有效缓解了电热水器用电热管近几年存在产能过剩的问题。 张亮还告诉《电器》记者，面对不断上升的成本压力，一方面企业自己努力消化，此外，也在积极开发新品。滚筒洗衣机用电热管也开始被整机企业采用。这种产品由于技术要求高，产品较新颖，目前生产企业并不多。河合电器洗衣机用电热管可以占公司产量的30%，热水器占40%。
作者：李剑锋
电热家电元件加热