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快速热水器历史沿革与发展趋势

2011-12-15 13:45:01 来源:燃气具资讯网 浏览:
内容提要:近十年来燃气快速热水器在我国发展非常快,尤其当天然气即将普及的形势下,燃气热水器及其相应的加热和冷却设备必将进一步发展。在我国即将参加WTO的前期,就有很多欧洲形式的热水器涌入我国市场。
    引  言
    近十年来燃气快速热水器在我国发展非常快,尤其当天然气即将普及的形势下,燃气热水器及其相应的加热和冷却设备必将进一步发展。在我国即将参加WTO的前期,就有很多欧洲形式的热水器涌入我国市场。可想而知,我国参加WTO以后,必将会发生激烈的市场竞争。只有认真总结这一阶段我国热水器技术发展的经验与教训,吸收并消化国外先进技术,根据我国发展的现况,设计与生产出符合国情的燃气用具。本文回顾了燃气热水器在我国发展的沿革,可以看出不能盲目搬用国外技术,凡是不符合国情的技术均被淘汰。另外还根据有关资料提出今后的发展趋势,仅供参考。
一.早期的燃气快速热水器
    
   

    早在1860年美国就出现了燃气热水炉(Hot water stove),至今已有一百多年的历史。早期的燃气主要是焦炉气,热水器普遍采用简单的扩散式燃烧器。最原始的安全控制是防止无水情况下点火,最初没有水气联动阀,只是靠阀门柄机械叠压的方法达到最先点常明火…再开水阀…最后开气阀。因为这几个阀杆是这样机械叠加的(参见图1),只能按此次序逐个打开,保证热水器正常操作。这种方法比较笨,也不非常可靠。
    当出现了水气联动阀后,才确保了先供水后给气的安全原则,并延用至今。早在六、七十年代,水气联动阀还分前制式与后制式两种形式。
    

    图2 给出了水气联动阀的示意图。
    图2左是前制式水气联动阀,其特点是控制水的水阀门必须在热水器的进口。打开水阀门后,带有压力的水进入水气联动阀,将皮膜向左推移,从而打开燃气阀门,主火被常明火(小火)点燃。当关断水阀时,水压降低,水气联动阀被弹簧推向右移,从而关闭燃气阀门,确保了先给水后给燃气的安全原则,更重要的是当水气联动阀的易损件皮膜破裂时,靠弹簧力可将燃气阀关闭,进一步保证安全。图1右是后制式水气联动阀,其特点可以将控制水流量的阀门放在热水器的出口。打开水阀门时,水通过节流孔,使水气联动阀的皮膜两边产生压力差,使皮膜左移,从而打开燃气阀门,主火被常明火点燃。前制式水气联动阀虽然结构简单,但只能在热水器前装一个水阀,所以只用于小负荷的热水器。而后制式可以在热水器出口安装几个热水阀,可将热水分别送到各个用水点。燃气热水器在我国主要 用于洗澡,热水器不能安装在浴室,因此在我国不论负荷大小很快全部都采用了后制式水气联动阀。
    1.我国早期燃气快速热水器:上海煤气公司表具厂60年代小批量试生产的火炬牌快速热水器是我国最早自己设力馘睛。
    

    图3表示了这种热水器的结构原理。用手按图3中的 点火按钮4,使燃气自常明火口流出,手动点火后,点燃常明火13,常明火加热双金属片18,使之弯曲,打开安全阀2使燃气进入水气联动阀5前,此时热水器处于准备状态。打开进水阀9,水压使皮膜8左移,推开水气联动阀5,使燃气自主燃烧器14流出,并被常明火13点燃,这时热水器开始工作。当停气时,常明火13熄灭,双金属片18冷却,使安全阀2关闭防止燃气自主燃烧器流出,起到安全作用。
    2.比较完善的简易燃气快速燃烧器:随着技术的进步与燃气事业的发展,燃气快速燃烧器各个控制部件逐步改进与完善。经过这几年的验证,目前的简易的燃气快速热水器在早期热水器的基础上做了如下改进。
    热电偶熄火保护阀代替双金属熄火保护:由于双金属片在高温工作条件下容易损坏,而损坏的双金属熄火保护阀往往是处在开的位置。这就说明,双金属片一失灵就没有安全作用,这样看来双金属熄火保护不够安全。目前出现的用记忆金属代替双金属片,同样有此缺点。根据这几年国内、外的经验,热电偶熄火保护装置是比较安全的熄火保护装置。由图4可见,常明火加热热电偶,产生热电势,其电流流过电磁阀的线圈,产生吸力将阀门打开,燃气流至主燃烧器,热水加热。当熄火时,热电偶冷却,失去热电势,使电磁阀关闭,制止燃气流出主阀,起到安全作用。此外当热电偶损坏时,电磁阀处在关闭状态,这就是说,热电偶失灵时,也是安全的。
    脉冲点火代替了电热丝或手动点火:刚开始时是用加热电阻丝的方法代替火柴点火。但是电阻丝有一定的热惰性,不如脉冲点火或压电陶瓷灵敏,因此敞开式灶具多采用压电陶瓷点火,而热水器因其具有一个炉膛采用脉冲多次点火更加安全。
二.快速热水器在控制方面的发展
    1. 自动型水动点火热水器
    随着人们生活水平的提高,对热水器要求也越来越高。人们厌弃了先点火(常明火)后开水阀需要两步的操作程序。为此就出现了一种一开水阀马上着火并得到热水的热水器,这属于自动型热水器。刚一开始,在我国这种水动点火热水器最初有两种控制方案:一为压差控制式;一为电磁阀控制式冲击式。
    (1)压差式水动点火控制方案:压差式控制方案是从台湾引进的技术。图5给出了这种方案的两种形式。
    

    图5(A)是一种带有水气联动阀的压差式控制方案。先打开燃气入口的燃气阀,使处于待机状态。打开水阀,水气联动阀14推开燃气阀,燃气压力传至气电转换器16,在气压作用下,使控制电路接通电源,如果点火燃烧器5无火焰时,启动脉冲点火。与此同时燃气经过左气室7流至点火燃烧器5,直至点火燃烧器5有火焰时,停止脉冲点火。推开燃气阀后,另一路燃气流至压差阀右气室8,当停止点火时,控制电路向电磁铁3通电,使常开的杠杆阀10关闭,堵住压差阀左气室燃气进口,并断开点火燃烧器气源,这时压差阀左气室皮膜逐渐左移,从而打开主燃气阀使燃气流至主燃烧器,马上被点火燃烧器点燃主火。这时点火燃烧器已将压差阀左气室的燃气烧尽而熄火。至此点火程序完毕,主燃烧器正常工作。当因某种意外熄火时,火焰检测头失去火焰信号,控制电路停止向电磁铁3供电,压差阀左气室进气口被杠杆阀10打开,燃气进入左气室,使皮膜右移,关闭主燃气阀,完成了防止主燃烧器向外漏燃气的安全作用。同时重新启动脉冲点火,重复点火程序。
    图5(B)是一种带有水-电-联动机构的压差式控制方案。当水进入水-电转换器后,使控制板4通电源。控制板立即向电磁铁14通电,打开常闭的杠杆阀17,使燃气经过常开的杠杆阀16流向点火燃烧器9,同时启动脉冲点火,点燃点火燃烧器。这时控制板向电磁铁5供电,使常开的杠杆阀关闭,于是压差阀左气室皮膜左移打开主燃气阀,以后的工作程序与图5(A)相同。
    压差式控制方案的优点是利用了燃气的压力,节约能量,缺点是燃气通道太小,容易堵塞,另外阀门动作滞后,有时会产生爆燃。因此这种控制方案在国内逐渐被淘汰。
    (2)电磁阀水动点火控制方案:电磁阀水动点火控制方案有两种:一为自吸阀式;另一为冲击阀式,均由日本引进。
    

    图6(A)是冲击阀式水动点火控制方案。当水进入水气联动阀后将阀A打开,同时还打开一个微动开关 。微动开关将控制电路启动,控制电路向冲击阀供电并启动点火系统,冲击阀冲开热电偶电磁阀的阀门B。燃气通过阀B与A流至燃烧器并被点燃。火焰加热热电偶,产生热电势吸住阀门B,使燃气不断流至燃烧器。当意外熄火时,热电偶冷却,热电势消失,阀门B被弹簧弹回并关闭,阻止燃气自燃烧器流出,起到安全作用。
     图6(B)是自吸阀式水动点火控制方案。当水进入水气联动阀时将阀A打开,同时也打开一个微动开关并启动控制电路。控制 电路向自吸阀供电,打开阀门B,使燃气通向燃烧器,同时命令点火系统工作,点燃燃烧器。自吸阀应保持一点的电流,以便吸住阀门B,使燃气不停地流至燃烧器。当发生意外熄火时,利用一个火焰探测器向控制电路发出没有检到火焰的信号,据此信号,控制电路将自吸阀的电流断开,自吸阀失去电流后,靠弹簧力,将阀B关闭,起到安全作用。
    冲击阀与自吸阀控制方案均属可靠的技术方案。自吸阀简单些,冲击阀较复杂但更可靠。不过冲击阀方案有一个制命的缺点是施工要求严格,特别强调冲击阀的阀杆要对中,否则冲击不到位,不能打开阀B,致使动作失灵。我国安装热水器的施工有时比较粗糙,不适合采用冲击阀控制方案。因此市场上保留下来的均为自吸阀式水动点火的热水器。同时还产生不少大同小异的类似自吸阀控制方案的专利。
    2.自动控制水温的恒温式热水器
    对于快速热水器,水流直接接触人的皮肤,使用者对热水温度非常敏感。简易型热水器,热水温度靠水量调节。流量大使热水温度下降,反之上升。这种调节方法给用户造成一定困难,所以要求自动控制水温。控制水温的方法主要是根据水温来调节燃气流量从而达到。 过去常用步进电机调节燃气阀门,变热负荷,当热水温度升高时,用步进电机关小燃气阀门,降低热负荷,使热水温度恢复到原定值。 后来随着计算机应用技术及模糊控制技术的普及,目前快速热水器温度的控制方法一般都采用电磁比例阀与模糊控制的方法。
    

    图7 表示了这种控制方法的示意图。该图下方是一个直接作用式电磁比例阀。燃气首先通过电磁安全阀,然后进入电磁比例阀,经过电磁比例 阀将进口压力P1降低至P2后,送到主燃烧器的喷嘴。
热水器运行后,其热水与冷水温度信号都送入控制板。 当热水温度偏离原预定温度时, 控制板为了恢复原预定热水温度,它会根据冷、热水温度等信号调节电磁比例阀中的电流,从而改变电磁比例 阀中的电磁力,调整了阀门的开度及燃气流量,使热水温度恢复到原预定值。 电磁比例阀有很多种,欧洲多采用间接式电磁比例 阀,关于此课题将以专题论述,在此不再赘述。                                            
    2.其他自动控制功能
    随着自动控制技术的发展,热水器不断吸取并扩展其自动控制的功能。红外线遥控、声控、无线电遥控等技术很快地应用于热水器。例如,下班前给家中打个电话,回家后热水器已经把浴缸加满热水等等。
三. 热水器的烟道排烟
    烟道式热水器;我国燃气事业发展的初期,市场上主要是敞开式5升热水器。由于缺乏经验,产生一些事故,结果从行政上将敞开式热水器排斥于市场以外,这样烟道式热水器登上历史舞台。烟道式热水器有自然排烟与强制排烟两大类。
    1.自然排烟
    自然排烟是指不依靠任何机械力,全凭烟气本身温度造成的升力而排出室外。
    (1)自然排烟烟道式热水器:自然排烟烟道式热水器是靠烟气温度高于大气温度造成的压差通过烟道排出室外的。提到自然排烟烟道式热水器要强调两点:首先指出,自然排烟烟道式热水器绝对不是将敞开式热水器简单地装一个烟道,因为热水器标准对自然排烟烟道式热水器有专门的检测要求,只有满足这些要求的热水器才是合格的自然排烟烟道式热水器。另一方面是不能将热水器的烟道随意通出室外。为了防止烟气倒流至室内,热水器安装规范对自然排烟的烟道有严格的要求。而这些要求与建筑物有密切联系。
    

    图8与图9分别给出单层与多层自然排烟烟道式热水器烟道穿出室外的示意图。不能将热水器的烟道随意穿出室外。图8中的右上方是防倒风罩。图9 为多层建筑自然排烟道布置,要求每层都有自己独立的烟道。一般说来,对于别墅式 建筑、二或三层楼房有条件采用自然排烟式热水器。目前我国有些宿舍楼、公寓楼根本没有条件安装自然排烟热水器。对于那些没有考虑燃气用具排烟的建筑物就不应供应燃气。在这里提醒厂家不应为了推销产品而不顾建筑物的安装条件。因为用户买了装不上,或勉强不符规范的安装,最后都会给厂家造成麻烦。
    (2)自然进风排烟平衡式热水器:自然排烟不但要考虑烟气自然排放,还要考虑有足够的进空气口(例如图8的下部排气口)。为了紧凑,也可以将排烟口与进空气口合 在一起,于是就出现了自然排烟进风平衡式热水器。图10是自然排烟进风的平衡式热水器的示意图。这种热水器进风排烟都在室外,比较安全。但是,它要求在墙上开较大的孔洞,对排烟进风口的位置有要求。高层楼房用此这种热水器需要专用的建筑烟道。
    

     2.强制排烟:强制排烟是指靠机械力强迫将烟气拍出室外。
    (1)强排式热水器
    因为自然排烟热水器本身的排烟能力比较小,为了防止倒灌风,必须制定严格的安装条件,从而影响了自然排烟热水器的推广使用。为此强制排烟式热水器就提到日程上来。
    

    强排式热水器有两个类型:一为强制排烟系统(图11),这等于在直排式加一个强制排烟系统;一为强排热水器(图12),强制排烟系统与热水器合为一体。排烟机吸入口直接与热水器的炉膛相连。强制排烟系统的排烟机吸入口与防逆风罩相连,并必须具备以下安全措施:排烟机不工作时燃气阀关闭;发生烟气倒流时关断燃气阀以及变压和电气方面的安全措施。至于熄火保护、水气联动等都还是必须的。至于强排热水器,在控制方面还有风压开关等更多的内容(在此不再赘述)。
    总之我国热水器标准GB6932对强制排烟热水器有要求,不论那种形式都必须满足它的要求。
   (2)强制给排气热水器 
    

    在强排式热水器的基础上,很快就发展了强制给排气热水器。所谓强制给排气是将烟气强制排到室外,燃烧需要的空气也靠热水器的吸力从室外吸入。这种热水器有两种形式:一为强排式;另一为外鼓风式。图13表示了强排式强制给排气热水器的结构。排烟机吸入口直接与炉膛相连,排烟机排出烟气后,炉膛产生负压,新鲜空气自室外吸入炉膛。图14表示的鼓风式强制给排气热水器的炉膛带有正压,靠此压力烟气被排到室外,风机吸入口造成负压,将新鲜空气吸回至风机吸入口。此种形式要求炉膛密封,并与室内空气隔绝。强制给排气热水器的排烟口与吸风口可以一起通出室外,也可以分开布置。由于烟气与空气都来自室外,所以该热水器安全性能比较好。
但是,在这里要提请注意的是,强制给排气热水器的排烟与进风口也不是可以任意通出室外。安装规范有明确要求,例如图15 表明,当给排气口上方有障碍物时,安装距离应大于250毫米。
    (2)燃具排烟与建筑物
    所有的燃气用具都要排放烟气并且还要消耗氧气(空气)。建筑物中如果要用燃气用具,就必须具备排放烟气与吸入空气的措施。为此建筑物必须采用适合燃具要求的排烟道及进风方式。举几个例子:
    

    备排放烟气与吸入空气的措施。为此建筑物必须采用适合燃具要求的排烟道及进风方式。举几个例子:
    具有独立烟道的别墅或2-4层的楼房可以采用自然排烟的热水器(燃气用具);
    对于高层单元楼必须经过计算采用不同形式的共同烟道。图16(1)及(2) 给出了U型及SE型建筑物烟道的示意图。
四.高效率、低污染、小体积、多功能是热水器的发展方向
    随着人们生活水平的提高与技术的发展要求快速热水器向污染低、效率高、体积小、功能多的方向发展。
    1.多功能
   (1)热水采暖两用热水器
    热水器的主要功能是生产热水。由于热水采暖是建筑物最常用的采暖方式,所以热水采暖两用的水暖两用热水器是多功能热水器最普遍的方式。
    水暖两用热水器必须遵守的两条原则:  
    水暖两用热水器有很多种。但是,不论哪种方式都必须满足下列原则:首先热水与采暖水必须隔开,采暖系统中的水不能用于洗浴;
    其次是洗浴优先,需要洗浴时可以停止采暖。
    双系统方式水暖两用热水器::这种热水器有单独的采暖与热水两套系统。等于把供热水的热水器的机芯与采暖的机芯合并在一个外壳内。此热水器使用方便,供热水时丝毫不影响采暖。但是它的体积大,造价高,故而影响这种热水器的推广。
    

    并联传热方式水暖两用热水器:图17是90年前后意大利生产的水暖两用热水器。由图可见热水与采暖两个水系统是分开的,它们公用一个燃气加热系统。燃气通过开关电磁阀、安全电磁阀进入电磁比例阀,经过调节后流至燃烧器燃烧,它具有控制恒温的功能。燃烧后的热烟气通过热交换器放出热量后,从烟道排出。采暖系统靠水泵的力量循环;供热水系统靠冷水压力。当供热水系统工作时,烟气热量被热水带走,达到热水优先的要求。这种热水器的采暖热交换器与供热水的热交换器并联于一个翅片上,因此体积紧凑,而且加工容易。
    串联传热方式水暖两用热水器:串联传热方式     
    是将带翅片的传热管中再加一个换热管。烟气将热量先传给与烟气直接接触带翅片的传热管中的水,并将其加热。然后由此被加热的水再将其热量传给其中加热管中的水(见图18)。
    

    图18 表示了串联传热方式的结构形式。图18的左边是韩国生产的带开式水箱的水暖两用热水器。它是利用三通阀A来控制热水与采暖两个系统互相转换的。当系统转向采暖时,水泵将采暖回水打入带翅片的传热管,吸取烟气热量后,水温升高送入采暖系统。当需要洗浴时,三通阀A转向供热水系统。这时冷进入带翅片管中的传热管,冷水被带翅片管内的热水加热后,送到供热水系统。这时水泵与采暖系统阁断,只进行与带翅片管相连的小系统循环。由于其采用开式水箱,故宜于地板辐射采暖。图18的右边上欧洲式的水暖两用炉。 
    它也属于串联传热式。由采暖转向供热水上利用温感器B,当冷水进入B后,关闭采暖系统,水泵与采暖系统阁断,只进行与带翅片管相连的小系统循环。                                 
    
    图19 是一种带外加换热器的水暖两用的热水器。热水器的热交换器与普通的热水器相同,在转换器A处设置一个外加热交换器(一般是板式换热器)。在采暖系统工作时,水泵直接将回水打入热交换器并送入采暖系统进行循环。当转向器A转向供热水系统时,水泵与采暖系统阁断,只进行与热交换器及外加换热器相连的小系统循环。这时冷水进入外加热交换器(板式换热器)被加热后送入热水系统。
   (2)其他功能  除了采暖与热水以外,还可以开发磁化水等其他功能。
    2.低污染、小体积
    要争取低污染、小体积必须从燃烧方法着手。所谓污染低是要求热水器的烟气中的CO2、CO及NOx含量都很低。CO2排入大气会造成温室效应。燃气中天然气含C比较少,因此其燃烧产物中CO2比燃一般燃气要少,比燃煤、燃油更少。为此天然气有绿色燃料之称。CO是危害人体生命的有毒气体。燃气产品规范对燃气用具烟气中CO含量有严格要求。NOX也是有毒气体并属致癌物质,虽然目前家用燃具标准尚未提出明确要求,但烟气中NOx含量低的燃具已被公认为绿色产品。自从1889年本生工程师发明大气式燃烧方法以来,民用燃具绝大多数采用大气式燃烧器。但是这种燃烧器需要足够高的火焰空间,并且还要有适当的二次风进风面积。为此热水器要采用大气式燃烧器必然需要配备比较大的炉膛体积,因此很难达到小体积的目的。另一方面,大气式燃烧器的烟气中不可能达到NOx与CO含量都低的要求。因为要使CO含量低,必须在高温下使碳燃烧完全,而在这种条件下NOx却大量产生。在低温条件下 NOx产量少了,但CO又高了。这就是大气式燃烧方法的制命缺点。可见要达到低污染、小体积的目的必须放弃大气式燃烧器。目前流行的是全一次空气予混燃烧器,亦称低氮燃烧器。
   (1)早期全一次空气予混燃烧器
    众所周知,在燃烧稳定图中当一次空气等于1时容易产生脱火与回火,也就是说火焰最不稳定。为了实现全一次空气予混燃烧方法必须在燃烧器的头部选择一个合适的稳焰器。60年代就开始用多孔陶瓷板与双金属网与 引射器配合形成全一次空气予混燃烧器即所谓的红外线燃烧器。这种燃烧器的头部阻力比较大,尤其是采用燃气引空气的引射器,结构是简单了,但热负荷受到很大的限制。所以在热水器上不可能用这种 燃烧器。
   (2) 近代 全一次空气予混燃烧器                                        
    燃烧器头部:近代全一次空气予混燃烧器的头部有两种:一为缝隙式;一为金属纤维式。
    缝隙式的阻力比较小,但是在低火孔热负荷强度下,会将头部烧红产生 回火。为了提高热水器的调节范围,要求冷却燃烧器头部。
    金属纤维是一种新型的燃烧器头部。它的表面热强度调节范围很大。在低负荷下表面烧红不但不会回火,而且能发射红外线,成为辐射传热的红外线燃烧器。
    

    燃气空气比例混合器 : 近代全一次空气予混燃烧器的燃气空气混合器有很多种,将有专题论述。       
    下面只介绍其中的一种形式。图20是一种吸入式文吐利燃气空气比例混合阀的示意图。在风机的吸入口设置一个文吐利管,燃气经过调压后路经阀门进入文吐利管的吸入口与空气混合。由于调压器皮膜上方与大气相连,因此阀门的入口处燃气压力永远等于大气压力。需要调大负荷量,由于文吐利的作用,其吸入口负压增强 燃 气的吸入量按比例增涨。这样采用此种燃气空气比例阀可以在任何负荷下保证燃气与空气的比例不变。由燃气空气比例混合器组成的全一次空气予混燃烧器可以达到低污染、小体积的要求。
    3.高效率
    这里提到的高效率是针对热水器的传热效率和充分利用烟气的潜在热能,与热水器的 热效率还有所不同。因为热水器的热效率是指该热水器的有效热利用率。普通的热水器为了防止烟气中水分的凝结排烟温度不能低于烟气的露点温度;另外对于自然排烟的热水器为了保证排烟的抽力,排烟温度不宜低于110℃。所以普通的热水器的热效率 不会超过85—90%。
    (1)提高热水器的传热效率
    因为提高换热面积就可以提高热水器的热效率,所以不能单纯根据热水器的热效率的大小来确定其是否属于高效率。只有在同样热负荷、同样体积的条件下,热效率高才表明其传热效率高。同理,在同样热负荷与热效率条件下,热水器的体积越小,其传热效率越高。提高热水器传热效率的方法很多。其中有确定最佳翅片高度与间距、烟气的流速与流程、水速、水流程、热交换面积以及材质等等。这些属于传热理论及热交换器的范畴,在此不再赘述。
    (2)充分利用烟气中的潜在热能
    

冷凝式热水器:
     图21给出了两种冷凝式热水器。图的右边是采用大气式燃烧器的冷凝式热水器。这种热水器采用排烟机,烟气靠机力排出,排烟温度可降低到60—700C,烟气中的水分凝结,释放出的潜热被利用,其热效率可达100%(以低位热值计)。
    图21的左边是采用金属纤维全一次空气予混燃烧器的冷凝式热水器。这种热水器采用了燃气空气比例阀2 保证燃气与空气的比例。金属纤维头部保证燃烧稳定,并且可以热流向下,使烟气的流向与凝结水流向相同,从而使结构更加紧凑。因为金属纤维全一次空气予混燃烧方式不需要很大的炉膛体积,所以这种冷凝式热水器可以做得很小,也就是说在同样的热负荷 、热效率的条件下,其体积最小,达到污染低、体积小、效率高的要求。
    

    浸没燃烧式热水器: 图22 是一种采用浸没燃烧方法的热水器。燃气与空气在混合室中混合,经过缩口3进入燃烧室5燃烧。燃烧产物(烟气)在本身压力下,从鼓泡管的小口喷出。热烟气与水进行热、湿交换后,从烟道11排出。这种热水器省去了热交换器,烟气直接与水接触,大大提高了传热效率。另一方面,烟气中的凝结于水中,充分利用了潜热热能。因此其热效率可以达到100%(以低位热值计)。这种热水器的烟气在水中鼓泡而出,所以烟气中有害物比较少,但是烟气中有些物质会溶于水中,将水污染。     
    由于烟气鼓泡而出,使水面上水气分压力降低。为此使水的沸点低于1000C。这种热水器热效率比较高,但水被污染不能直接用于洗浴。
    
    脉冲燃烧热水器:
    图23是采用脉冲燃烧的热水器。空气由风机股入过滤器2、缓冲室3、空气瓣阀4,与来自燃气缓冲室6、燃气瓣阀7的燃气在混合室8中混合进入燃烧室中爆燃,烟气膨胀经过传热尾管,将热量传给水后,经过烟气缓冲室11、与烟气消声器12排出室外。当传热尾管换热完毕,温度降低,产生负压,将空气、燃气再次吸入到燃烧室,再次点燃,这样往复重复,产生脉冲燃烧。同时将烟气的热量传入水中。这种热水器的烟气可以靠本身力量排出。烟气温度很低,因此热效率很高。又因为烟气脉冲流动,使传热效率大大提高,达到高效率的要求。这种燃烧器噪声很大,瓣阀工艺要求高,给生产带来困难。
    其他与热水器有关的节能技术:与热水器有关的节能技术有很多种。例如燃气热泵、燃气冷热机组等等,限于篇幅不再详述。

简要结论
    回顾我国三四十年 发展燃气热水器的过程,应该  认真总结经验与 教训以利今后的发展。
    1.首先要充分分析我国的国 情与我国市场的实际  需要。要看 到我国整体 的人民生水平与习惯 。 为我国广大人民设计符合他们需要的 安全、可靠、经济、实用的产品。例如现在把5升热水器否了,多数厂家热衷开发热水采暖两用炉。这种炉型是有一定市场,但不能满足广大老百姓的需求。而如何改进5升热水器,与建筑行业一起解决排烟问题。没有得到有关方面的重视。实际上这种热水器负荷适中,市场是很大 的。另外对已在广大老百姓中间已经使用的几百万台不符合现在要求的5升热水器如何处理确很少有人关心。更麻烦的是行政命令与规范有矛盾,面对外商的询问是很尴尬的。
    2.吸取外国的经验是非常重要的。但是不能照猫画虎。首先不能侵犯人家的知识产权。今后我国参加了WTO,更应注意这方面的问题。厂家完全可以根据外国样机,根据国情及厂情加以变动设计出自己的产品。例如如前所述,照着国外样机生产冲击式电磁阀水动点火热水器,结果造成失败,这就是没有考虑到产品加工与热水器安装的问题。自吸式电磁阀的水动点火方案符合了国情,结果得到发展。
    3.如前文所述排烟问题是燃气热水器的非常重要的问题,并且必须与建筑密切配合。目前厂家化了很大力气开发了烟道式热水器,但是在建筑上没有考虑建筑排烟道与排烟口。结果目前在广大用户中烟道式热水器的安装大部分不符合规范,更严重的是,烟道式热水器竟然不装烟道。形成非常危险隐患。发生事故责任属于何方?!为此呼吁有关部门密切关注此问题。
    4.发展热水器安全是头等重要的事,我们所以重视排烟问题,就是因为排烟处理不当,就会产生事故。其次是使用方便,操作简单,采取措施制止误操作。要象家电一样重视可靠性分析。
    5.美观是很重要的一个方面,要适应居民对装修的要求。
    6.多功能也是市场的要求,除了热水、采暖两用外,还可以考虑卫生、医疗等方面。

参考文献
    1.燃气燃烧及应用(第三版)   同济大学主编  中国建筑工业出版社      1989
    2.家用燃气燃烧器具安装及验收规范实施手册 建设部城镇燃气标准技术归口单位 1999
    3.燃气测试技术手册      金志刚主编       天津大学出版社           1994
    4.热水器从单调走向多彩   谭平     家用燃气具               2000.5.5.
       燃气器具的知识      日本瓦斯协会              1978
    6. 燃气全予混空气燃烧与金属纤维燃烧器  金志刚等     家用燃气具     2000.1
    7.给5升热水器出路           金志刚等     家用燃气具      1999 
    8.燃气热水器的热负荷                   金志刚等     家用燃气具      2000 
    9.燃气热水器的发展与热水采暖两用热水器 金志刚等     家用燃气具     1999.2
    10.提高燃气热水器热效率的途径-冷凝式热水器金志刚等   家用燃气具     1999


                            (本文作者:天津大学  金志刚)

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