最近家里快要开始装修了，开始琢磨各种装修内容。其中热水器这块，还在举棋不定，是继续使用电热水器？还是使用燃气热水器？因为是黑龙江省，冬天很冷，大部分人家都是使用电热水器，但是等待时间长，用水量有限制，是不可避免的缺点；燃气热水器以前因为安全问题，黑龙江使用的人很少，这俩年随着技术的提升，好像使用的人在慢慢变多。无意中听说燃气热水器冬天长时间不用的话，天气冷风大，很容易被冻裂，就上网查看一下有什么解决方案。

找到一篇解决燃气热水器冬天防冻的文章，让我最感兴趣的不是解决方案内容，而是这个解决方案的发明人仅是一名高中生。利用自己的知识，和生活中的实践，一名高中生自己创造的简单、易用、成本低的解决方案，让我看到一个孩子的创造性、动手能力，让我们一起来看看这篇小论文，让我们一起为孩子点点赞。

燃气热水器防冻装置

山西省实验中学  刘宇韬

2013年元旦期间（1月1～3日）受一股较强冷空气影响，太原地区出现大风降温天气，气温持续偏低，西北风4～5级、短时6～7级，气温显著下降至-19℃。太原市很多家庭燃气热水器的内部管路都因此受冻破裂、漏水，有不少家庭因元旦小长假人不在家，漏水浸泡地板和家用电器，还流到楼下隔壁家，给家里和邻居造成极大损失。我家燃气热水器也不例外，只是我们发现得早，刚破裂漏水时就将阀门关闭，漏水造成的次生损失不多，但燃气热水器坏了，损失仍达到3000多元。

为此，爸爸妈妈不得不重新又买一台燃气热水器，为防止类似情况发生，厂家的安装工专门叮嘱：“冬天用完热水器后，一定要将里面的水排空，里面的水一旦受冻结冰，就会膨胀将管路撑裂。”可是，每次用完后排空水的操作太麻烦了，有时还经常会忘记。有什么办法能既简单又方便的解决这个问题呢？我开始琢磨起来。

先看看燃气热水器的结构。为防止煤气中毒，国家要求燃气热水器必须采用强排式，即排烟管要直排到室外，但如果外面温度很低还有持续大风的话，倒灌的冷风会使热水器燃烧室里存储的水降低至零度以下甚至结冰，要解决的办法只能是加热。

用什么办法加热呢？我想了很多：1、用电炉丝来加热，但电炉丝是金属丝，裸露容易漏电，再说加热时发红，温度太高容易使燃气热水器受损；2、用电吹风来加热，虽然可以解决上述1的漏电问题，但体积太大，不容易安装。于是我上网查了查，终于发现了一种化工行业经常使用的“电伴热带”，化工企业经常将其缠绕在室外的管道上，当气温降低时就通电加热，防止管道受冻。它的特点是：1、绝缘性能好，不存在漏电问题；2、体积小，可弯曲，容易安装；3、功率低，每米仅25W，具有恒温特性，由于其内部为PTC发热材料，温度越高电阻越大，当温度升到65℃时电阻就达到最大临界值，因此温度不会超过65℃，安全性好，加上经过了多年市场的检验，产品成熟，价格低廉，就用它了。于是我在网上买了2米，加邮费在内25元。下图就是电伴热带的结构图和技术参数：

虽然加热防冻解决了，但问题也接踵而来：由于其加热恒温温度保持在65℃，根据化学资料获知，如果自来水长时间保持在这个温度下，水中溶解的Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2很容易分解为CaCO3和MgCO3而使管路结垢，同样会造成燃气热水器热效率降低甚至损坏，其化学反应式如下：

Ca(HCO3)2 =△= CaCO3↓+CO2↑+H2O

Mg(HCO3)2=△=MgCO3↓+CO2↑+H2O

为解决这个问题，我决定采用温度自动控制的办法，到网上去搜索，结果发现类似产品不少，我国是家禽养殖大国，为禽蛋孵化而设计的温度控制仪很多，而且价格低廉，误差又小（在正负1℃内）我决定采用它了，于是在网上邮购1台，含邮费在内60元。这就是我购买的这台温控器的外观和简单操作说明：

有了上述两件“宝贝”，我就开始动手了，先卸下燃气热水器面板的螺丝，取掉面板：

这时露出里面的燃烧室和铜管路。铜管里流动的是水，在经过燃烧室加热后，管内的水变成了可用于洗澡的温水，这就是燃气热水器的基本原理。如果大冷天外面的风倒灌进来，首先会将燃烧室冷却，从而使铜管里的水降温，如果温度继续下降到零度以下，管里的水就会结冰膨胀，使铜管破裂造成家里“水漫金山”。因此，保护铜管是重中之重。于是我将购买的电伴热带缠绕在燃烧室的铜管上，并用锡箔纸胶带粘住固定，见下图：

 

将温度探头放在燃烧室上端的管路上，也用锡箔胶带纸固定好，见图：

然后复原，按好线，将温控器固定好，通电调试，一次成功，见图：

调整温控器，设置管路水温温度低于3℃时开始加热，升温到10℃时停止。经过一冬天的考验，我制作的这个防冻装置工作正常，在春节我们外出旅游期间，听天气预报说太原又经历了2次寒流侵袭，但我家的燃气热水器安然无恙。自从有了这个发明装置，我爸爸妈妈再也不用为热水器防冻问题提心吊胆了。

现在想想看，其实很简单，我实际上就是利用了平时所学习的物理和化学的一些知识来解决问题罢了，但关键是你是不是去想去做，只要你想到了并去做，没什么事可难倒我们。

后续的疑问：

今天我让儿子看了你的帖子，觉得是一篇很不错的小论文，我们收藏了，但他提出了一个你们没想到的问题：“这个伴热带最高承受温度是100度，而天然气燃烧时温度达到800度，热传导到铜管上怎么也得有200度吧，伴热带不会被烧透了？”

 

代你问原文作者了，回答如下：

    你的担心是多余的，燃烧内温度确实能达到数百摄氏度，但燃烧室外壁温度基本上就等于被加热的水的温度，而淋浴水温通常不会超过50摄氏度。我装的防冻装置就有实时温度显示，我观察过，每次家人淋浴时，其实时温度均显示在40多摄氏度左右，就算熄火停水一瞬间，由于余温能将管内停止流动的水加热，但温度最高也就达到60摄氏度，不会对伴热带造成影响。

现在，北方使用的燃气热水器，很多都有防冻功能了，不过这篇文章仍然很有借鉴意义，更重要的是给自己还在上学的孩子看看，激发一下孩子的动手能力，最好是父母能够陪着孩子一起动手，既能加深父母与孩子间的亲子关系，又能给孩子一个表现的机会，别忘了多夸夸孩子！