冷凝式燃氣熱水器與普通燃氣熱水器性能分析
燃氣熱水器一般是指壁掛燃氣快速熱水器,也稱為“即熱型熱水器”(燃氣熱水器也有容積式的)。在國內(nèi)市場經(jīng)過二十多年的發(fā)展,從自然引風(fēng)方式的直排式和煙道式燃氣熱水器發(fā)展到機械排風(fēng)方式的強排式和強鼓式燃氣熱水器,其安全性能、使用性能及節(jié)能效果均有很大提高。社會能源短缺問題的突出,又使具備既安全環(huán)保,又節(jié)約能耗的新型熱水器——冷凝式燃氣熱水器成為了市場中的亮點。
冷凝熱水器由三大系統(tǒng)組成,包括燃燒系統(tǒng)(燃燒器、排煙裝置),水系統(tǒng)(供水管路、熱水管路、兩個換熱器),控制系統(tǒng)(燃氣閥、水閥、主控制板)。為了回收冷凝水中水蒸氣的氣化潛熱和收集酸性冷凝水,冷凝式設(shè)置了余熱回收器和中和器,因此需要選用防腐性能好的材質(zhì)設(shè)計收集冷凝水收集盤、中和器和冷凝水管路,并加入金屬鎂改變水質(zhì),進行無害化處理,再排放至機外。
通過兩個換熱器充分吸收燃氣燃燒產(chǎn)生煙氣的顯熱及水蒸氣的潛熱。熱煙氣溫度一次換熱后降為110℃~170℃,二次換熱后進一步降低可達到40℃~45℃,低于露點溫度,水蒸氣以冷凝水析出,放出顯熱與氣化潛熱。燃氣的熱值是指1Nm3燃氣完全燃燒所放出的熱量,分為高熱值和低熱值。高熱值指1Nm3燃氣完全燃燒后,煙氣全部被冷卻至原始溫度,其中的水蒸氣以冷凝水狀態(tài)排出時所放出的熱量;低熱值指1Nm3燃氣完全燃燒后,煙氣被冷卻至原始溫度,但煙氣中的水蒸氣仍為蒸氣狀態(tài)時所放出的熱量。
表1:冷凝式燃氣熱水器與傳統(tǒng)型燃氣熱水器性能比較
由此可見,燃氣的高熱值與低熱值之差就是水蒸氣的氣化潛熱。以天然氣為例,因為天然氣主要成份是CH4,其燃燒化學(xué)反應(yīng)方程式為:CH4+2O2=CO2+2H2O+Q經(jīng)過計算得出每燃燒1Nm3的CH4產(chǎn)生2Nm3的水蒸氣,同時放出一定量的熱量Q,水蒸氣凝結(jié)放出氣化潛熱3.96MJ/Nm3,CH4的高熱值QH=39.84MJ/Nm3,低熱值QL=35.91MJ/Nm3。氣化潛熱與低熱值百分比為11% 。
從圖1結(jié)構(gòu)和表1數(shù)據(jù)可以看出冷凝熱水器性能與普通熱水器相比有了很大的飛躍。因為燃氣在提供顯熱的同時也提供了氣化潛熱,冷凝熱水器的設(shè)計在吸收顯熱的同時又可以回收氣化潛熱,所以按低熱值計算的熱效率有時超過100%。而普通熱水器只有一個換熱器,只能吸收顯熱,而無法回收氣化潛熱,熱效率只有85.0%左右,冷凝熱水器比普通熱水器熱效率提高11%~15%以上;冷凝熱水器煙氣中的水蒸氣由于凝結(jié)成水,減少了煙氣排放,由于設(shè)計先進,燃氣完全燃燒,煙氣中的COα=1、 NO×等有害物質(zhì)含量減少50%以上,也減少了CO2排放,減少了廢氣對人體的危害,達到了環(huán)保的目的。
冷凝熱水器分為一次冷凝式和二次冷凝式兩種,二次冷凝式在一次冷凝式基礎(chǔ)上增加了二次換熱器,即利用燃燒、換熱后排出的煙氣再進行換熱,吸收煙氣中潛熱,讓水蒸氣凝結(jié),從而達到提高熱效率目的。當打開熱水龍頭時,風(fēng)機自動開啟吹掃,待接通風(fēng)壓開關(guān)后,點火模塊在點火同時燃氣閥開啟通氣,火焰檢測電極檢測到火焰證明點火成功,熱水器正常運行。在運行中可根據(jù)運行溫度和設(shè)定溫度差值進行自動調(diào)節(jié),特別是當溫度達到設(shè)定溫度后將燃氣閥開度減小,僅以小火維持溫度,最大限度地節(jié)省燃氣。在運行中出現(xiàn)系統(tǒng)過熱、缺水等故障時能自動停機以保證使用安全。
冷凝式燃氣壁掛兩用爐是冷凝熱水器的一個分支產(chǎn)品,不僅具備冷凝熱水器全部優(yōu)勢,還由于具備供熱、供水雙重功能,使用時間長,有更加顯著的節(jié)能效果。
由于消費者對新型燃氣熱水器有一個認識、熟悉的過程,另一方面是由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本較高,價格較貴,目前冷凝熱水器還沒有普及。但產(chǎn)品使用壽命長,節(jié)能效果顯著,如果消費購買使用,其高出的成本可以在日后的6~7年時間內(nèi)節(jié)省出來。一些發(fā)達國家為了節(jié)約能源保護環(huán)境,對冷凝熱水器銷售進行補貼,促進產(chǎn)品的發(fā)展和能源的節(jié)約。我國目前還沒有這樣的措施,因此還需要廠家在市場推廣方面加大力度,采取有效的市場推廣手段,促進這一產(chǎn)品的推廣。
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