【摘 ?要】本文以冷凝式燃氣熱水器為例，通過分析冷凝式熱水器結構特點，探究熱效率、節(jié)氣率計算方法，開展性能對比試驗。試驗結果表明，與普通熱水器相比，冷凝式熱水器耗氣量變化較小，在熱負荷、熱水產率方面優(yōu)勢較大，排煙溫度降低幅度較大，降低幅度為95℃，有助于顯熱量和潛熱量的增加，熱效率達到了97.1%。

【關鍵詞】燃氣熱水器;熱效率;節(jié)能;冷凝式燃氣熱水器

一、燃氣熱水器熱效率分析

隨著我國經濟的不斷提升，加大了的能量消耗需求，并呈現出不斷增長趨勢，因此，節(jié)約能源、降低能源消耗是當前重點研究內容。據統(tǒng)計，家用燃氣灶、電冰箱等能源消耗均有明顯降低，熱效率明顯提升[2]。其中，家用燃氣灶熱效率從55%提升至60～65%，電冰箱能耗從80%降低至60～65%。在未來發(fā)展中，能源消耗控制將成為必然發(fā)展趨勢。

而燃氣熱水器結構復雜，熱效率控制范圍在80～85%，很難提升到95%以上。經過多年研制，開發(fā)了冷凝式燃氣熱水器，熱效率及節(jié)氣率均有所改善，本文將對其節(jié)能效果展開研究分析。

二、冷凝式燃氣熱水器研究

1、結構特點

與普通熱水器相比，冷凝式燃氣熱水器采用的換熱器不同，利用此裝置可以吸收更多熱量，凝結大量水蒸氣，經過二次換熱處理，提高能源利用率，減少能耗。該裝置主要由冷凝換熱器和顯熱換熱器兩部分組成，前者安裝于上方，后者安裝于下方，高溫煙氣經過下方換熱器顯熱被吸收，而后經過上方換熱器潛熱被吸收，煙氣溫度降低至常溫，而后從煙道排出[3]。考慮到低溫煙氣可能對換熱器正常運行造成影響，采取強制排煙方式控制煙氣排出。

2、熱效率

三、冷凝式燃氣熱水器節(jié)能特性及試驗分析

1、冷凝式燃氣熱水器節(jié)能特性

普通型熱水器排煙溫度的控制需要在煙氣露點以上，按照此標準調控，減少煙氣中水蒸氣凝結情況發(fā)生[4]。由此可以推斷，普通型熱水器在作業(yè)過程中，無法實現水蒸氣潛熱。而經過多年研發(fā)的冷凝式燃氣熱水器無需通過調節(jié)溫度控制煙氣水蒸氣凝結，相反，此裝置需要水蒸氣的凝結獲取凝結熱，以此吸收熱量，提高能源利用率。當排煙溫度較低時，煙氣凝結水將隨之增加[5]。與此同時，被加水熱吸收的顯熱量和潛熱量也將隨之增加，展現出良好的節(jié)能效果。

與普通熱水器相比，冷凝式熱水器充分利用了排煙損失熱量，將此部分熱量轉換為有用熱，其節(jié)能效果取決于排煙損失熱量利用程度，主要影響因素有兩個，即空氣系數和排煙溫度。空氣系數與煙氣露點密切相關，露點隨著空氣系數的增加而下降，阻礙了煙氣水蒸氣凝結[6]。相反，如果空氣系數逐漸減小，露點就會隨之上升，有利于煙氣水蒸氣凝結，為燃氣熱水器提供更多可用熱量，提高節(jié)能效果。當空氣系數和排煙溫度發(fā)生變化時，冷凝式熱水器的氣節(jié)率及熱效率均會發(fā)生不同程度的變化。如表1所示為不同環(huán)境下冷凝式熱水器氣節(jié)率及熱效率變化統(tǒng)計結果。

在表1中，T代表排煙溫度;F代表熱效率; 代表節(jié)氣率， 代表空氣系數。

2、試驗分析

為了驗證冷凝式熱水器在節(jié)能方面存在一定優(yōu)勢，本次研究對冷凝式熱水器與普通熱水器各項性能參數進行對比分析，以平均值作為評價依據，得出相應結論。

本次試驗選取2臺10L/min普通天然氣熱水器作為試驗裝置，其中1臺作為對照組，另外1臺進行改造得到冷凝式熱水器，按照GB6932-2015標準測試熱工性能。此次對比試驗條件為：大氣壓力0.10033MPa，空氣濕度67%，天然氣壓力2.0kPa，環(huán)境溫度25℃，天然氣低熱值35.40MJ/m3。在此環(huán)境下開展熱水器性能測試，得到如表2所示的測試結果。

通過觀察表2中性能測試結果可知，與普通熱水器相比，冷凝式熱水器耗氣量與普通熱水器相近，熱負荷略高一些，熱水產率較高，排煙溫度明顯降低，較普通熱水器溫度下降95℃，熱效率達到了97.1%，而普通熱水器熱效率僅有84.6%。由此可以推斷，冷凝式熱水器性能更好一些，具有較好節(jié)能功效。

總結

本文圍繞燃氣熱水器節(jié)能問題展開研究，以普通燃氣熱水器為對照組，冷凝式燃氣熱水器為實驗組，對兩者性能進行對比分析。試驗結果表明，經過結構改造后的冷凝式熱水器耗氣量變化較小，熱負荷、熱水產率有所提高，排煙溫度明顯降低，與普通熱水器相比，溫度下降95℃，熱效率提升明顯，達到了97.1%，具有較好節(jié)能效果。

參考文獻：

[1]崔頌，沈文權，徐德明，等.32 L大容量燃氣熱水器的開發(fā)與模擬研究[J].太原理工大學學報，2018，v.49;No.217（03）：52-56.

[2]袁朝陽，陶樂仁，虞中旸.初始水溫對空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)性能的影響[J].制冷學報，2017（06）：76-82.

[3]汪興東，周水平，楊蓉.太陽能熱水器采納意愿影響因素研究——基于江西972個樣本的調查[J].企業(yè)經濟，2017（11）：150-156.

[4]楊坤，黃磊，錢雪峰，等.基于Simulink的循環(huán)加熱式熱泵熱水器動態(tài)仿真研究[J].低溫與超導，2018，46（10）：81-86.

[5]劉華斌，王春芳.DC/DC單管諧振式變換器在光伏電熱水器中的應用[J].可再生能源，2018，36（11）：49-54.

[6]胡業(yè)龍，林力.天然氣摻氫對煙道式家用燃氣快速熱水器性能的影響研究[J].中國五金與廚衛(wèi)，2018（4）：50-53.

作者簡介：

李錦盈，學歷：本科。

（作者單位：廣東萬家樂燃氣具有限公司）