重慶燃?xì)饧瘓F(tuán)股份有限公司 龍治強(qiáng) 李福華 謝坤孝

居民戶內(nèi)熱水器燃燒應(yīng)用安全性研究

重慶燃?xì)饧瘓F(tuán)股份有限公司 龍治強(qiáng) 李福華 謝坤孝

通過(guò)模擬廚房環(huán)境，掌握不同燃?xì)鈮毫Α⑼L(fēng)條件、燃燒時(shí)間、空間高度等條件下戶內(nèi)空氣中CO含量變化的數(shù)據(jù)，找到這些因素與燃?xì)鉄崴鰿O排放量之間的相互關(guān)系。

模擬試驗(yàn) 燃?xì)鉄崴?CO 安全

隨著城鎮(zhèn)化率和燃?xì)饣实奶岣?，燃?xì)庠罹吆蜔崴鞯氖褂靡呀?jīng)普遍的應(yīng)用于市民百姓家中。燃?xì)馐褂玫谋憷源蟠筇岣吡松钇焚|(zhì)，但是因燃?xì)馐褂貌划?dāng)所帶來(lái)的安全事故也時(shí)有發(fā)生，特別是在冬季，由于不安全使用燃?xì)鉄崴鲗?dǎo)致的人員傷亡事故屢見(jiàn)不鮮。為此，我們對(duì)居民戶內(nèi)熱水器燃燒應(yīng)用的安全性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。

1 試驗(yàn)裝置及測(cè)試設(shè)備

模擬家庭廚房的結(jié)構(gòu)，建造一個(gè)面積6 m2(2×3×2.4 m容積14.4 m3、門1 850×800 mm、窗1050×600 mm)的房間，在三種不同的通風(fēng)(自然通風(fēng)、全密閉、強(qiáng)制抽風(fēng))狀態(tài)下，分別將燃?xì)鉄崴髟诓煌膲毫ο氯紵?，通過(guò)對(duì)模擬廚房?jī)?nèi)的空氣取樣分析，做了一系列實(shí)驗(yàn)。

測(cè)試設(shè)備采用testo340煙氣分析儀、ey3-2A電子微風(fēng)儀、濕式流量計(jì)6 m3/h、U型壓力表、精密壓力表0.4級(jí)、電子秒表和家用排氣扇(功率36 W)等，見(jiàn)圖1～3。

圖1 試驗(yàn)房

圖2 室內(nèi)取樣環(huán)

圖3 分析儀器

2 測(cè)試方案

對(duì)煙道式燃?xì)饪焖贌崴骱蛷?qiáng)排式燃?xì)饪焖贌崴髟诓煌L(fēng)條件下和不同燃?xì)鈮毫?2 kPa、3kPa)下進(jìn)行燃燒，在房間內(nèi)按左、右兩個(gè)點(diǎn)高度設(shè)置為1.2、1.5和1.8 m的取樣環(huán)，對(duì)室內(nèi)CO、O2含量進(jìn)行測(cè)試。

2.1 自然通風(fēng)狀態(tài)下測(cè)試方案

自然通風(fēng)狀態(tài)分三種：

(1)門、窗全開(kāi)保持對(duì)流通風(fēng)。

(2)門關(guān)閉，窗全開(kāi)。

(3)門全開(kāi)，窗關(guān)閉。

測(cè)試房間按上述三種通風(fēng)狀態(tài)，分別開(kāi)啟房間內(nèi)合格的燃?xì)鉄崴骱腿藶閷⑷細(xì)鉄崴鞯娜紵r惡化的不合格燃?xì)鉄崴?，用儀器檢測(cè)房間內(nèi)CO、O2含量并作好CO、O2含量和對(duì)應(yīng)的時(shí)間記錄。

2.2 全密閉狀態(tài)下測(cè)試方案

(1)保證測(cè)試房間處于相對(duì)密封狀態(tài)，開(kāi)啟房間內(nèi)燃?xì)鉄崴?合格品)，用儀器檢測(cè)房間內(nèi)CO、O2含量并作好CO、O2含量和對(duì)應(yīng)的時(shí)間記錄。

(2)重點(diǎn)關(guān)注并記錄CO、O2含量快速變化的時(shí)間段和相對(duì)應(yīng)的CO、O2含量。

2.3 強(qiáng)制抽風(fēng)狀態(tài)下測(cè)試方案

(1)保證測(cè)試房間處于相對(duì)密封狀態(tài)，開(kāi)啟房間內(nèi)換氣扇并開(kāi)啟燃?xì)鉄崴?合格品)，用儀器檢測(cè)房間內(nèi)CO、O2含量并作好CO、O2含量和對(duì)應(yīng)的時(shí)間記錄。

(2)保證測(cè)試房間處于相對(duì)密封狀態(tài)，開(kāi)啟房間內(nèi)換氣扇并開(kāi)啟燃?xì)鉄崴?人為將燃燒工況惡化以及安裝不合格的燃?xì)鉄崴?，用儀器檢測(cè)房間內(nèi)CO、O2含量并作好CO、O2含量和對(duì)應(yīng)的時(shí)間記錄。

3 數(shù)據(jù)分析及圖表

本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了17種情景模式，其中重點(diǎn)情景下的測(cè)試情況如下：

3.1 自然通風(fēng)狀態(tài)下的測(cè)試

(1)模式1：房間自然通風(fēng)條件下(門或窗全開(kāi)狀態(tài))，在2 kPa壓力下使用燃燒煙道式燃?xì)饪焖贌崴鳎煔馀懦鍪彝?，通過(guò)數(shù)據(jù)分析可以看出房間1.2、1.5和1.8 m三層高度的CO含量基本沒(méi)有變化，見(jiàn)圖4。

圖4 模式1房間內(nèi)不同高度CO濃度隨時(shí)間變化曲線

(2)模式2：房間自然通風(fēng)條件下(門或窗全開(kāi)狀態(tài))，在3 kPa壓力下使用燃燒煙道式燃?xì)饪焖贌崴鳎煔馀懦鍪彝?，通過(guò)數(shù)據(jù)分析可看出房間1.2 m、1.5 m、高度的CO含量基本沒(méi)有變化，1.8 m高度的CO含量略有增加，見(jiàn)圖5。

圖5 模式2房間內(nèi)不同高度CO濃度隨時(shí)間變化曲線

(3)模式3：房間自然通風(fēng)條件下(門或窗全開(kāi)狀態(tài))，在2 kPa壓力下使用燃燒煙道式燃?xì)饪焖贌崴?煙道安裝不合格)，將煙氣排至室內(nèi)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析可以看出房間1.2 m、1.5 m、高度的CO含量基本沒(méi)有變化，1.8 m高度的CO含量基本沒(méi)有變化，見(jiàn)圖6。

圖6 模式3房間內(nèi)不同高度CO濃度隨時(shí)間變化曲線

3.2 全密閉狀態(tài)下測(cè)試

(1)模式1：房間在全密封條件下(門和窗全關(guān)狀態(tài))，在2 kPa壓力下使用燃燒煙道式燃?xì)饪焖贌崴?，并將煙氣排出室外，通過(guò)數(shù)據(jù)分析可看出房間1.2 m、1.5 m、1.8 m高度的CO含量隨著時(shí)間的增加而明顯增加，見(jiàn)圖7。

圖7 模式1房間內(nèi)不同高度CO濃度隨時(shí)間變化曲線

同時(shí)，可以看出房間1.2 m、1.5 m、1.8 m高度的O2含量隨著時(shí)間的增加下降顯著，見(jiàn)圖8。

圖8 房間內(nèi)不同高度O2濃度隨時(shí)間變化曲線

(2)模式2：房間在全密封條件下(門和窗全關(guān)狀態(tài))，在2 kPa壓力下使用燃燒煙道式燃?xì)饪焖贌崴?煙道安裝不合格)，將煙氣排至室內(nèi)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析可以看出房間內(nèi)的CO含量隨著時(shí)間的增加而明顯增加，見(jiàn)圖9。

圖9 模式2房間內(nèi)1.5 m高度CO隨時(shí)間變化曲線

3.3 強(qiáng)制抽風(fēng)狀態(tài)下的測(cè)試

(1)模式1：房間在全密封條件下(門和窗全關(guān)狀態(tài))，打開(kāi)換氣扇，在2 kPa壓力下使用燃燒煙道式燃?xì)饪焖贌崴鳎煔馀胖潦覂?nèi)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析可以看出房間1.2 m、1.5 m、1.8 m高度的CO含量沒(méi)有變化，見(jiàn)圖10。

圖10 模式1房間內(nèi)不同高度CO濃度隨時(shí)間變化曲線

(2)模式2：房間在全密封條件下(門和窗全關(guān)狀態(tài))，在2 kPa壓力下使用燃燒強(qiáng)排式燃?xì)饪焖贌崴鳎瑢煔馀胖潦彝?，通過(guò)數(shù)據(jù)分析可以看出房間1.2 m、1.5 m、1.8 m高度的CO含量變化不明顯，見(jiàn)圖11。

圖11 模式2房間內(nèi)不同高度CO濃度隨時(shí)間變化曲線

(3)模式3：房間在全密封條件下(門和窗全關(guān)狀態(tài))，在2 kPa壓力下使用燃燒強(qiáng)排式燃?xì)饪焖贌崴?煙道安裝不合格)，將煙氣排至室內(nèi)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析可以看出房間內(nèi)的CO含量變化顯著，見(jiàn)圖12。

圖12 模式3房間內(nèi)1.5m高度CO濃度隨時(shí)間變化曲線

(4)模式4：房間在全密封條件下(門和窗全關(guān)狀態(tài))，開(kāi)啟換氣扇，在2 kPa壓力下，使用燃燒強(qiáng)排式燃?xì)饪焖贌崴?煙道安裝不合格)，將煙氣排至室內(nèi)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析可以看出房間內(nèi)的CO含量沒(méi)有變化，見(jiàn)圖13。

圖13 模式4房間內(nèi)1.5 m高度CO濃度隨時(shí)間變化曲線

(5)模式5：房間在全密封條件下(門和窗全關(guān)狀態(tài))，在3 kPa壓力下，使用煙道式燃?xì)饪焖贌崴?煙道安裝不合格)。當(dāng)室內(nèi)CO和O2濃度分別為11500×10-6和11.9%時(shí)，燃燒熄滅，開(kāi)啟換氣扇，測(cè)試室內(nèi)CO和O2濃度的變化。通過(guò)數(shù)據(jù)分析可看出房間1.8 m高度的CO含量25 min左右下降到室內(nèi)CO濃度最低允許值(100×10-6)，40 min左右室內(nèi)CO濃度低于10×10-6，見(jiàn)圖14。

圖14 模式5房間內(nèi)1.8 m高度CO濃度隨時(shí)間變化曲線

同時(shí)觀察到在8 min左右O2含量上升到室內(nèi)最小允許濃度(19.6%)，12 min左右室內(nèi)O2濃度達(dá)到20.9%。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)17個(gè)情況進(jìn)行了25組測(cè)試，對(duì)1024個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并結(jié)合室內(nèi)O2含量和CO含量變化對(duì)人體的影響分析，得出如下結(jié)論：

(1)室內(nèi)空氣質(zhì)量的好壞與室內(nèi)通風(fēng)換氣直接相關(guān)，試驗(yàn)表明CO臨界值在通風(fēng)不良的情況下很容易達(dá)到。從安裝規(guī)范和不規(guī)范的熱水器燃燒情況看，只要通風(fēng)良好，室內(nèi)空氣質(zhì)量對(duì)人體基本無(wú)影響。

(2)在相對(duì)密閉房間使用燃具時(shí)，燃具的種類、安裝規(guī)范和燃?xì)夤?yīng)壓力對(duì)室內(nèi)環(huán)境均影響顯著，對(duì)人體存在安全影響。

(3)在相對(duì)密閉房間使用燃具時(shí)，強(qiáng)排式熱水器的安全性明顯強(qiáng)于煙道式熱水器；

(4)在相對(duì)密閉房間使用燃具時(shí)，安裝不規(guī)范的熱水器具有重大安全隱患；

(5)燃?xì)夤?yīng)壓力高于額定壓力時(shí)，壓力值越高，燃燒煙氣中的CO含量越高，室內(nèi)空氣環(huán)境越惡化。

(6)在相對(duì)密閉房間使用燃具時(shí)，強(qiáng)制通風(fēng)效果明顯，將極大地改善室內(nèi)空氣環(huán)境，提高燃具使用的安全性。

(7)房間高度對(duì)燃具燃燒的影響。房間高度越高，室內(nèi)人體活動(dòng)區(qū)域空氣質(zhì)量越好。

Study on Combustion Safety of Indoor Water Heater for Residents

Chongqing Gas (Group) Co., Ltd. Long Zhiqiang Li Fuhua Xie Kunxiao

By simulating the kitchen environment，grasp the datum of the variation of carbon monoxide in indoor air under the conditions of different gas pressure, ventilation condition, burning time, space height. Then find out the relationship between these factors and the carbon monoxide emissions of the gas water heater。

rsimulation test, gas water heater, carbon monoxide, safety