燃气热水器的低碳节能分析与探讨

文摘:燃气热水器主要是将气体燃料的化学能转化为热能，然后对水进行加热，本文就燃气热水器如何降低烟气排放和提高热效率问题展开探讨，对热水器内部结构的改进进行了分析。

关健词：燃气热水器；低碳；节能

中图分类号：TU996 文献标识码： A 文章编号：

燃气热水器具有节能、污染低、使用方便的优点，燃气热水器的广泛应用，能够产生巨大的经济效益和社会效益。近年来，对于燃气热水器技术的研究越来越精细化，各种类型的燃气热水器也不断涌现，燃气热水器也经过了直排、烟道；强排、鼓风、平衡等阶段。随着人们环保意识的不断提高，对于燃气热水器的排烟问题和热效率问题，一直是燃气热水器设计行业关注的焦点。如何能够使燃气热水器的烟气排放量得到有效降低，以及如何有效提高燃气热水器的热效率是本文所要探讨的重点内容。

1燃气热水器排烟方式的改进

燃气热水器中所使用的燃气在燃烧以后，会产生污染气体，其中包括一氧化碳、氮氧化物等。当一氧化碳的浓度过高时，很容易引起使用者煤气中毒，破坏人休的中枢神经系统，甚至导致人死亡。另外，从环保方面来考虑，为了符合“低碳”和“绿色”的生活理念，尽量减少燃气热水器的烟气排放量，也是节能环保的重要举措。我国目前对于燃气热水器的烟气排放标准进行了严格规定,燃气热水器的排烟方式也在不断改进：

1.1直排式热水器

直排式热水器是最初的燃气热水器排烟方式，这种热水器燃烧时的所需要的氧气取自室内，而燃烧完产生的废气也会排放于室内。由于这种热水器不是密封的，不仅危险性较大，对室内环境危害也非常大，因此，这种燃气热水器在生产一段时间后，便被淘汰，目前国家已经严禁生产和销售此类燃气热水器。

1.2烟道式热水器

吸取了直排式热水器的失败经验之后，燃气热水器开始加设排气管道，但燃烧时所需要的氧气仍然取自室内，产生的废气则会通过烟道排出室外。安装这种热水器时，必须保证烟道的通畅性，但是如果在刮风的天气，很容易使风从排烟道倒灌进燃烧室，而引起熄火。如果这种热水器安装在浴室内，必须进行分室安装，且其环保、节能效果也存在一定弊端。

1.3强排式热水器

强排式热水器较烟道式热水器，在排烟方式上有了一定的改进，它仍然需要从室内取得氧气，但在机器内部设置了风机，可以将废气强制的排出室外。这种热水器安全性能有了一定的提高，但安装时需要分室安装，且氧气需要从室内取得，不利于室内环保。

1.4平衡式热水器

平衡式热水器是目前应该最广的热水器，这种热水器较前三种热水器有着重大突破。平衡式热水器的外壳是密封的，并且外壳与烟道联成一体，做成了内外两层，烟道可以从墙壁直接通向室外，而且热水器所需要的氧气也是通过烟道取自室外，燃烧后的烟气也可从烟道排出室外，因此这种热水器既不会对室内空气造成污染，也不会消耗室内氧气，是一种非常安全且环保的热水器。

2燃气热水器的热效率与节能问题分析

燃气热水器的热效率有实验热效率和使用热效率两种，通常在检测过程中按照一定的实验条件检测出的热效率是实验热效率。在实际的使用过程中，与实验条件会产生一定的差距，因此使用热效率与实验热效率也会产生一定的差距。从节能的方面考虑，热效率是节能的重要因素之一，而其实际使用过程中的热效率应该是燃气热水器节能的一个标准。

2.1强排式热水器节能分析

对于强排式热水器，由于是依靠风机进行强制排烟，所以它的排烟温度比烟道式热水器低，其实验所得的热效率也自然会高于烟道式热水器。如果是长期的连续使用，比如进行采暖工作，强排式热水器的使用热效率比较高。强排式热水器需要用市电，且结构也较为复杂，排烟口比较容易结冰，且生活当中对热水的需要也比较多样，如果单独依靠强排式热水器很难达到节能与方便的统一效果。另外，热水器的实验热效率如何，与热水器的类型也有着一定的关系。目前，冷凝式热水器的实验热效率最高，其次是强排式，而自然排烟式热水器的实验热效率最不好。随着节能、环保理念的不断深入人心，自然排烟的烟道式热水器也面临着被淘汰的命运。

2.2冷凝式热水器的节能分析

燃气在燃烧的过程中，可以利用的热量主要有烟气的显热和烟气中水蒸汽的汽化潜热。由于普通的燃气热水器容易受到换热器结构等因素的影响，使其烟气排放的温度过高，很难充分利用到烟气的显热。而冷凝式燃气热水器内部设置的冷凝热交换器，可以充分的利用到烟气的显热，也能够利用到烟气的部分汽化潜热。因此冷凝式热水器的热效率要远远高于普通燃气热水器，其节能效果也自然明显。

3燃气热水器低碳节能措施分析

3.1降低排烟热损失的措施

如果是无极变速供风的燃气热水器，其烟气的排放指标在符合国家标准的情况下，应该对布风板的结构进行合理设计，应尽量减少进入燃烧室内的空气量。可调节燃气的喷嘴参数，来适当减少一次性的空气进量，如果是上抽风的强排式热水器或者烟道式热水器，可在热交换器与燃烧器之间设置好挡热板，不但可以阻挡过多的空气进入燃烧室，也可降低过剩空气系数，从而减少排烟量的体积，降低排烟的热损失；对于无极变速供风的燃气热水器，需要控制好直流风格的转速，在其烟气指标符合国家标准的同时，尽量使过剩空气系数调到接近1.0，从而减少烟气带走的热量，以降低排烟的热损失；对于非冷凝式燃气热水器，目前市场上的产品大多将排烟温度设计在160~180℃之间，其排烟的热损失较大，因此也相应降低了热水器的热效率。由于各地区燃气中的含硫量不同，如果燃气中含硫量较多，燃气燃烧后的烟气温度也会增加，为了避免冷凝水腐蚀热交换器肋片管上端的低温受热面，同时也为了减少排烟的热损失，可适当将排烟的温度调整至130~140℃之间，这样还可有效提高燃气热水器的热效率。

3.2降低不完全燃烧损失的措施

对燃气热水器的燃烧室进行优化，保证燃烧室的容积热负荷和面积热负荷，设计出合理的燃烧室空间。尽量增加可燃成分在燃烧室内停留的时间，使其燃烧充分。可根据不同气体的燃烧特性，来设计燃烧空间，以火焰不烧到热交换器顶部的肋片，肋片上不会沉积碳为原则；尽量采用下鼓风式密闭燃烧系统，以便减少燃烧室内的热损失。布风要均匀，要合理的分配一次空气和二次空气，保证燃烧室内处于正压状态，这样有利用于提高燃烧室内的反应速度，也有利一烟气中的可燃物充分燃烧；如果燃烧室为敞开式，可在保证二次空气供给量的情况下，在燃烧器与热交换器之间加设挡热板，以降低热辐射能量的损失。

3.3减少散热损失的措施

热交换器燃烧室可采用保湿的绝热材料结构，以减少箱体的对外散热。在结构允许的情况下，可在强制式燃气热水器的烟罩外设置双层结构，并且热水器其它的地方不设置任何进风口，使进入热水器的空气在经过排烟罩时进行预热，以提高其燃烧效率，降低热损失。

4结论

目前燃气热水器的类型繁多，所使用的燃气种类也各有不同，所适用的场合和范围也各有不同。在燃气热水器的研制过程中，不能总是以简单的淘汰办法来解决燃气热水器使用过程中的难题，而是应该结合实际问题，进行具体分析，采取积极的改进措施来提高热水器的应用效率。

文献引用：

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