溫控艙對燃?xì)鉄崴骱銣靥匦缘挠绊懷芯?/h1>
2019-08-07 09:47:38吳桂安郭靈華鄧飛忠仇明貴
日用電器 2019年7期
吳桂安 郭靈華 鄧飛忠 仇明貴
（華帝股份有限公司 中山 528400）
引言
隨著燃?xì)鉄崴鞯钠占昂褪孢m洗浴概念的推廣，燃?xì)鉄崴鞒鰺崴疁囟鹊姆€(wěn)定性及洗浴過程恒溫性能的控制成為了行業(yè)研究的重點(diǎn)。目前行業(yè)的恒溫主要是通過恒溫算法來進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，燃?xì)鉄崴骱銣乜刂扑惴ń?jīng)過多年的技術(shù)發(fā)展基本已趨于成熟，但由于受其固有特性的限制，燃?xì)鉄崴鲝拈_機(jī)-點(diǎn)火燃燒-溫度穩(wěn)定過程中會輸出一定數(shù)量的冷水從而導(dǎo)致洗浴期間短暫開關(guān)水過程出現(xiàn)水溫忽高忽冷的情況。
GB 6932-2015對恒溫?zé)崴鳠崴阅茉u價(jià)的指標(biāo)主要有熱效率、熱水產(chǎn)率、熱水溫升、停水溫升、加熱時(shí)間、熱水溫度穩(wěn)定時(shí)間、熱水超調(diào)幅度、水溫波動等。但用戶在實(shí)際使用熱水器過程中，痛點(diǎn)較大是對其間短暫關(guān)水再開水過程存在的水溫忽高忽冷問題。其中加熱時(shí)間、熱水溫度穩(wěn)定時(shí)間、熱水超調(diào)幅度、水溫波動、停水溫升等，這些關(guān)鍵恒溫特性指標(biāo)對此問題的影響因素較大。
本文通過分析研究一種溫控艙，應(yīng)用熱水器內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，可有解決用戶用水過程中短暫關(guān)水再開水存在的水溫忽高忽冷而造成洗浴不舒適的問題，而在結(jié)構(gòu)特性滿足要求的條件下，溫控艙的選型對燃?xì)鉄崴魉疁靥匦杂绊憳O為重要。
1 溫控艙工作原理
溫控艙作為一容積腔體串聯(lián)于熱水器出水端，當(dāng)熱水器關(guān)水后溫控艙內(nèi)自動儲存腔內(nèi)體積熱水。
1）當(dāng)熱水器短暫開機(jī)重啟動后熱交換器先流出的高溫內(nèi)存水與溫控艙內(nèi)存水混合從而降低了出水的溫度，避免因停水溫升過導(dǎo)致使用不舒適；
2）熱水器重啟后因點(diǎn)火至燃燒加熱過程會輸出一定未經(jīng)換熱系統(tǒng)加熱的冷水，其進(jìn)入溫控艙內(nèi)與腔內(nèi)的熱水混合，從而實(shí)現(xiàn)了整機(jī)的續(xù)溫功能從而有效地解決了熱水器開關(guān)機(jī)后水溫在一段時(shí)間內(nèi)忽冷忽熱的現(xiàn)象。
3）溫控艙工作原理圖及其應(yīng)用特性曲線示意圖，如圖1及圖2。
2 不同使用條件下熱水器水溫特性分析說明
對于內(nèi)部核心系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相同的恒溫型燃?xì)鉄崴鳎诤銣厮惴笆褂铆h(huán)境條件一致的情況下，其水溫特性受水路系統(tǒng)影響，可通過以下試驗(yàn)方法分析溫控艙對熱水器水溫特性的影響，主要分析加熱時(shí)間、停水溫升、水量變化等三個(gè)指標(biāo)。
下面以一臺16 L（30 kW）恒溫燃?xì)鉄崴魉废到y(tǒng)為例：
①測試條件：室溫為20 ℃±5 ℃，天然氣，額定燃?xì)鈮毫? 000 Pa
②測試方法：通過熱水器出水端無溫控艙、帶溫控艙容積條件下進(jìn)行試驗(yàn)測試，連續(xù)測試出水口溫度，并記錄測試結(jié)果。
2.1 溫控艙對加熱時(shí)間影響的試驗(yàn)分析
1）測試方案
設(shè)定60 ℃開機(jī)溫度，0.1 MPa水流量10 L/min，采用數(shù)顯溫度測試儀連續(xù)測試出水口溫度，測試結(jié)果記錄表1。
2）測試結(jié)果分析
① 由表1可得出以下結(jié)論，首次開機(jī)啟動，溫控艙會使加熱曲線整體右移。容積500 mL時(shí)加熱時(shí)間約加長3 s，容積700 mL時(shí)加熱時(shí)間約加長4.5 s；
②根據(jù)公式：CmΔt=PT 可知，溫升及功率一定的條件下，隨著水的質(zhì)量的增大，加熱時(shí)間也隨之增大，與實(shí)際測試結(jié)果一致；
③隨著溫控艙體積增大，熱水器首次開機(jī)加熱時(shí)間也會隨之加長。
2.2 溫控艙對停水溫升影響的試驗(yàn)分析
1）測試內(nèi)容
短暫停水重啟（試驗(yàn)測試以1 min為基準(zhǔn)），水流量 10 L/min,采用數(shù)顯溫度測試儀連續(xù)測試出水口溫度，測試結(jié)果記錄，見表2、表3、表4。
圖1 溫控艙工作原理圖
圖2 應(yīng)用特性曲線示意圖
表1 有無溫控艙對熱水器加熱時(shí)間的影響
表2 測試結(jié)果記錄①
表3 測試結(jié)果記錄②
表4 測試結(jié)果記錄③
2）測試結(jié)果分析
①水流量一定的條件下，溫控艙容積越大，水溫波動值越??；
②進(jìn)水溫度越低，水溫波動越大，帶溫控艙可很大程度減小水溫波動幅度；
③帶溫控艙機(jī)型可有效的解決洗浴過程間斷開關(guān)水出現(xiàn)溫差較大導(dǎo)致水溫忽高忽冷問題。
2.3 溫控艙對水量變化影響的試驗(yàn)分析
1）測試內(nèi)容
設(shè)定60 ℃開機(jī)溫度，采用數(shù)顯溫度測試儀連續(xù)測試出水口溫度，測試結(jié)果記錄如圖3、圖4。
2）測試結(jié)果分析
①水量變化時(shí)，帶溫控艙機(jī)型能顯著降低水溫上升/下降幅度，從而有效降低對洗浴舒適性的影響；
圖3 水流量減半（由12 L驟降至6 L） 測試結(jié)果
圖4 水流量加倍（由6 L驟降至12 L） 測試結(jié)果
②溫控艙容積越大，熱水器溫度變化越小，恒溫效果越好。
3 結(jié)論
本文介紹了溫控艙的工作原理及其在燃?xì)鉄崴魃蠎?yīng)用對水溫舒適性所造成的影響，通過進(jìn)行相關(guān)的基礎(chǔ)試驗(yàn)與相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果分析，主要結(jié)論有：
1）帶溫控艙機(jī)型，由于艙體內(nèi)存在一定體積冷水其首次開機(jī)出熱水時(shí)間會相對延長，為解決此問題對用戶洗浴舒適性的影響建議搭載零冷水功能模塊使用。
2）洗浴過程溫控艙模塊的應(yīng)用可以有效解決因用戶進(jìn)行短暫開關(guān)操作而產(chǎn)生的忽高忽冷問題，從而提高洗浴舒適性。
3）洗浴過程由于水壓波動造成水量突變，溫控艙模塊的應(yīng)用，可有效解決水溫大幅突變而提高洗浴舒適性。
4）溫控艙作為一艙體結(jié)構(gòu)應(yīng)用于熱水器中，其結(jié)構(gòu)除應(yīng)考慮其冷熱水混合效果同時(shí)還需充分考慮其受壓及耐腐功能特性。
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本文通過分析研究一種溫控艙，應(yīng)用熱水器內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，可有解決用戶用水過程中短暫關(guān)水再開水存在的水溫忽高忽冷而造成洗浴不舒適的問題，而在結(jié)構(gòu)特性滿足要求的條件下，溫控艙的選型對燃?xì)鉄崴魉疁靥匦杂绊憳O為重要。
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1）當(dāng)熱水器短暫開機(jī)重啟動后熱交換器先流出的高溫內(nèi)存水與溫控艙內(nèi)存水混合從而降低了出水的溫度，避免因停水溫升過導(dǎo)致使用不舒適；
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3）溫控艙工作原理圖及其應(yīng)用特性曲線示意圖，如圖1及圖2。
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①測試條件：室溫為20 ℃±5 ℃，天然氣，額定燃?xì)鈮毫? 000 Pa
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1）測試方案
設(shè)定60 ℃開機(jī)溫度，0.1 MPa水流量10 L/min，采用數(shù)顯溫度測試儀連續(xù)測試出水口溫度，測試結(jié)果記錄表1。
2）測試結(jié)果分析
① 由表1可得出以下結(jié)論，首次開機(jī)啟動，溫控艙會使加熱曲線整體右移。容積500 mL時(shí)加熱時(shí)間約加長3 s，容積700 mL時(shí)加熱時(shí)間約加長4.5 s；
②根據(jù)公式：CmΔt=PT 可知，溫升及功率一定的條件下，隨著水的質(zhì)量的增大，加熱時(shí)間也隨之增大，與實(shí)際測試結(jié)果一致；
③隨著溫控艙體積增大，熱水器首次開機(jī)加熱時(shí)間也會隨之加長。
2.2 溫控艙對停水溫升影響的試驗(yàn)分析
1）測試內(nèi)容
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圖1 溫控艙工作原理圖
圖2 應(yīng)用特性曲線示意圖
表1 有無溫控艙對熱水器加熱時(shí)間的影響
表2 測試結(jié)果記錄①
表3 測試結(jié)果記錄②
表4 測試結(jié)果記錄③
2）測試結(jié)果分析
①水流量一定的條件下，溫控艙容積越大，水溫波動值越??；
②進(jìn)水溫度越低，水溫波動越大，帶溫控艙可很大程度減小水溫波動幅度；
③帶溫控艙機(jī)型可有效的解決洗浴過程間斷開關(guān)水出現(xiàn)溫差較大導(dǎo)致水溫忽高忽冷問題。
2.3 溫控艙對水量變化影響的試驗(yàn)分析
1）測試內(nèi)容
設(shè)定60 ℃開機(jī)溫度，采用數(shù)顯溫度測試儀連續(xù)測試出水口溫度，測試結(jié)果記錄如圖3、圖4。
2）測試結(jié)果分析
①水量變化時(shí)，帶溫控艙機(jī)型能顯著降低水溫上升/下降幅度，從而有效降低對洗浴舒適性的影響；
圖3 水流量減半（由12 L驟降至6 L） 測試結(jié)果
圖4 水流量加倍（由6 L驟降至12 L） 測試結(jié)果
②溫控艙容積越大，熱水器溫度變化越小，恒溫效果越好。
3 結(jié)論
本文介紹了溫控艙的工作原理及其在燃?xì)鉄崴魃蠎?yīng)用對水溫舒適性所造成的影響，通過進(jìn)行相關(guān)的基礎(chǔ)試驗(yàn)與相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果分析，主要結(jié)論有：
1）帶溫控艙機(jī)型，由于艙體內(nèi)存在一定體積冷水其首次開機(jī)出熱水時(shí)間會相對延長，為解決此問題對用戶洗浴舒適性的影響建議搭載零冷水功能模塊使用。
2）洗浴過程溫控艙模塊的應(yīng)用可以有效解決因用戶進(jìn)行短暫開關(guān)操作而產(chǎn)生的忽高忽冷問題，從而提高洗浴舒適性。
3）洗浴過程由于水壓波動造成水量突變，溫控艙模塊的應(yīng)用，可有效解決水溫大幅突變而提高洗浴舒適性。
4）溫控艙作為一艙體結(jié)構(gòu)應(yīng)用于熱水器中，其結(jié)構(gòu)除應(yīng)考慮其冷熱水混合效果同時(shí)還需充分考慮其受壓及耐腐功能特性。
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