冷凝式燃气热水器与普通燃气热水器性能分析
燃气热水器一般是指壁挂燃气快速热水器,也称为“即热型热水器”(燃气热水器也有容积式的)。在国内市场经过二十多年的发展,从自然引风方式的直排式和烟道式燃气热水器发展到机械排风方式的强排式和强鼓式燃气热水器,其安全性能、使用性能及节能效果均有很大提高。社会能源短缺问题的突出,又使具备既安全环保,又节约能耗的新型热水器——冷凝式燃气热水器成为了市场中的亮点。
冷凝热水器由三大系统组成,包括燃烧系统(燃烧器、排烟装置),水系统(供水管路、热水管路、两个换热器),控制系统(燃气阀、水阀、主控制板)。为了回收冷凝水中水蒸气的气化潜热和收集酸性冷凝水,冷凝式设置了余热回收器和中和器,因此需要选用防腐性能好的材质设计收集冷凝水收集盘、中和器和冷凝水管路,并加入金属镁改变水质,进行无害化处理,再排放至机外。
通过两个换热器充分吸收燃气燃烧产生烟气的显热及水蒸气的潜热。热烟气温度一次换热后降为110℃~170℃,二次换热后进一步降低可达到40℃~45℃,低于露点温度,水蒸气以冷凝水析出,放出显热与气化潜热。燃气的热值是指1Nm3燃气完全燃烧所放出的热量,分为高热值和低热值。高热值指1Nm3燃气完全燃烧后,烟气全部被冷却至原始温度,其中的水蒸气以冷凝水状态排出时所放出的热量;低热值指1Nm3燃气完全燃烧后,烟气被冷却至原始温度,但烟气中的水蒸气仍为蒸气状态时所放出的热量。
表1:冷凝式燃气热水器与传统型燃气热水器性能比较
由此可见,燃气的高热值与低热值之差就是水蒸气的气化潜热。以天然气为例,因为天然气主要成份是CH4,其燃烧化学反应方程式为:CH4+2O2=CO2+2H2O+Q经过计算得出每燃烧1Nm3的CH4产生2Nm3的水蒸气,同时放出一定量的热量Q,水蒸气凝结放出气化潜热3.96MJ/Nm3,CH4的高热值QH=39.84MJ/Nm3,低热值QL=35.91MJ/Nm3。气化潜热与低热值百分比为11% 。
从图1结构和表1数据可以看出冷凝热水器性能与普通热水器相比有了很大的飞跃。因为燃气在提供显热的同时也提供了气化潜热,冷凝热水器的设计在吸收显热的同时又可以回收气化潜热,所以按低热值计算的热效率有时超过100%。而普通热水器只有一个换热器,只能吸收显热,而无法回收气化潜热,热效率只有85.0%左右,冷凝热水器比普通热水器热效率提高11%~15%以上;冷凝热水器烟气中的水蒸气由于凝结成水,减少了烟气排放,由于设计先进,燃气完全燃烧,烟气中的COα=1、 NO×等有害物质含量减少50%以上,也减少了CO2排放,减少了废气对人体的危害,达到了环保的目的。
冷凝热水器分为一次冷凝式和二次冷凝式两种,二次冷凝式在一次冷凝式基础上增加了二次换热器,即利用燃烧、换热后排出的烟气再进行换热,吸收烟气中潜热,让水蒸气凝结,从而达到提高热效率目的。当打开热水龙头时,风机自动开启吹扫,待接通风压开关后,点火模块在点火同时燃气阀开启通气,火焰检测电极检测到火焰证明点火成功,热水器正常运行。在运行中可根据运行温度和设定温度差值进行自动调节,特别是当温度达到设定温度后将燃气阀开度减小,仅以小火维持温度,最大限度地节省燃气。在运行中出现系统过热、缺水等故障时能自动停机以保证使用安全。
冷凝式燃气壁挂两用炉是冷凝热水器的一个分支产品,不仅具备冷凝热水器全部优势,还由于具备供热、供水双重功能,使用时间长,有更加显著的节能效果。
由于消费者对新型燃气热水器有一个认识、熟悉的过程,另一方面是由于结构复杂成本较高,价格较贵,目前冷凝热水器还没有普及。但产品使用寿命长,节能效果显著,如果消费购买使用,其高出的成本可以在日后的6~7年时间内节省出来。一些发达国家为了节约能源保护环境,对冷凝热水器销售进行补贴,促进产品的发展和能源的节约。我国目前还没有这样的措施,因此还需要厂家在市场推广方面加大力度,采取有效的市场推广手段,促进这一产品的推广。
(责编 连小卫)
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