試論冷凝式燃?xì)鉄崴鞯睦淠餍阅?/h1>
2017-08-13 09:39:49楊繩聰
中國房地產(chǎn)業(yè)·中旬 2017年8期
楊繩聰
摘要：對熱水器的冷凝段熱負(fù)荷、水的溫升特征以及排煙特征予以檢測，探明冷凝器的冷凝率及冷凝器效率，進(jìn)一步分析這兩個(gè)參數(shù)的變化特征，從而確定冷凝式燃?xì)鉄崴鞯睦淠餍阅堋?/p>
關(guān)鍵詞：冷凝式；熱水器；冷凝器
引言
冷凝式燃?xì)鉄崴魍ㄟ^煙氣水蒸氣的潛熱和排煙余熱作用，極大的提高了熱效率，與傳統(tǒng)熱水器相比增加15%作用。目前，家用燃?xì)鉄崴鞯氖袌鲩_始向冷凝式的新型節(jié)能供熱方向發(fā)展。
1、理論分析
1.1冷凝換熱方法
冷凝換熱器主要為間接式換熱的改進(jìn)方法，分別設(shè)置兩個(gè)獨(dú)立熱交換器，所以，整個(gè)的熱水器加熱水過程也有效分為兩段，即低溫段復(fù)合換熱及高溫段復(fù)合換熱。
主換熱器流入燃燒室內(nèi)煙氣后，其排出的煙氣溫度較高，該過程不存在冷凝作用，冷凝器將會(huì)對主換熱器排出的氣體進(jìn)行再利用，通過10℃-25℃進(jìn)口冷水的作用下，將煙氣中水蒸氣的煙氣顯熱和部分潛熱予以吸收，最后將低溫?zé)煔馀欧诺酱髿猸h(huán)境中，溫度僅僅在30℃-50℃范圍內(nèi)。
在這種換熱形式中，與普通間接換熱對比而言，制造難度更高，結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，區(qū)分高低溫段之后，其相應(yīng)的金屬材質(zhì)防腐工作也顯得至關(guān)重要，需要進(jìn)行針對性處理。該形式冷凝式燃?xì)鉄崴髟谀壳耙呀?jīng)得到了廣泛生產(chǎn)應(yīng)用，是本文研究的基礎(chǔ)所在。
1.2冷凝器性能
（1）冷凝率β
冷凝率主要是根據(jù)冷凝器中搜集的煙氣水蒸氣和冷凝水量之間的關(guān)系比例確定，表達(dá)冷凝器的水蒸氣凝結(jié)作用力。
2、試驗(yàn)分析
本試驗(yàn)中的冷凝式燃?xì)鉄崴魉a(chǎn)率預(yù)設(shè)為12L/min，結(jié)合GB6932-2015家用燃?xì)饪焖贌崴鳂?biāo)準(zhǔn)予以試驗(yàn)。進(jìn)口水壓間隔0.05MPa，變化范圍控制在0.05MPa -0.3MPa，通過進(jìn)口水壓，對進(jìn)口水量予以直接控制，預(yù)定水溫度變化范圍控制在36℃-49℃，通過溫度對熱負(fù)荷予以控制。
2.1冷凝率
（1）冷凝段熱負(fù)荷與冷凝率
根據(jù)圖1，煙氣水蒸氣的冷凝率和熱負(fù)荷呈現(xiàn)明顯的相關(guān)性，β隨著Q的變化而逐漸提升，水流量越高，則冷凝率越大。冷凝段熱負(fù)荷從600W逐漸攀升到2100W，冷凝率也逐漸從46%提升到65%。高于1900W的高負(fù)荷階段中，冷凝率漸趨平緩，不再持續(xù)上升，控制在60%左右，代表冷凝器工況達(dá)到飽和。
（2）熱水流量
根據(jù)圖2，煙氣水蒸氣冷凝率和水流量也呈現(xiàn)十分明顯的相關(guān)性，水流量越高，則水蒸氣冷凝率也就越高，所以，水流量也是決定冷凝率的關(guān)鍵因素之一。
2.2冷凝器效率
（1）冷凝段熱負(fù)荷與效率
根據(jù)圖3，隨著實(shí)際熱負(fù)荷的提升，冷凝器的效率也發(fā)生了根本性的變化。在小于1300W的中低段熱負(fù)荷區(qū)間，冷凝器的效率保持在較為穩(wěn)定的狀態(tài)，在51%-61%；在大于1300W的中高段熱負(fù)荷區(qū)間，冷凝器的效率則劇烈攀升至80%。即，高負(fù)荷點(diǎn)和高水流量使得冷凝器效率的工況點(diǎn)較高，低負(fù)荷點(diǎn)和低水流量使得冷凝器效率的工況點(diǎn)較低。
（2）冷凝水量與效率
根據(jù)圖4，冷凝水量和冷凝器的效率并未發(fā)生顯著的線性關(guān)系，但是其分布具有一定的階段性。冷凝水量處于低于20g/min的小區(qū)間時(shí)，冷凝器效率較低，絕大部分的冷凝器工況點(diǎn)均處于51%-61%區(qū)間；而當(dāng)冷凝水量處于高于20g/min的區(qū)間時(shí)，冷凝器效率會(huì)受到水流量的作用而不發(fā)生區(qū)域分布狀態(tài)。
根據(jù)圖5，隨著冷凝器效率的提高，其總效率也存在有明顯的相關(guān)性。當(dāng)冷凝器效率在45%-65%時(shí)，總效率保持低速持續(xù)上升（97%至103%），而當(dāng)冷凝器效率高于65%時(shí)，總效率將不再上升，較為平穩(wěn)地處于105%左右。
3、總結(jié)
綜上所述，通過對冷凝式燃?xì)鉄崴鞯睦淠餍阅艿睦碚摲治龊驮囼?yàn)分析，可以得到以下結(jié)論：
（1）冷凝器煙氣水蒸氣的冷凝率隨著冷凝段熱負(fù)荷的提升而持續(xù)增大，且在同種環(huán)境下，水流量越大，則冷凝器的冷凝效率越高，但不會(huì)超過65%這個(gè)工況上限。
（2）冷凝器效率將會(huì)間接影響到總熱效率，在一定范圍內(nèi)，即冷凝器效率處于65%-75%時(shí)，冷凝式燃?xì)鉄崴鞯目偀嵝蔬_(dá)到峰值，該區(qū)間是提高冷凝器總效率的最佳工況。
參考文獻(xiàn)：
[1]張小艷，赫琳潔.空氣源熱泵熱水器螺旋套管冷凝器換熱性能的實(shí)驗(yàn)研究[J].環(huán)境工程，2015（s1）：824-828.
[2]楊斌.外置冷凝器在燃?xì)鉄崴魃系膽?yīng)用與探討[J].家用燃?xì)饩撸?011（7）：42-44.
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楊繩聰
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引言
冷凝式燃?xì)鉄崴魍ㄟ^煙氣水蒸氣的潛熱和排煙余熱作用，極大的提高了熱效率，與傳統(tǒng)熱水器相比增加15%作用。目前，家用燃?xì)鉄崴鞯氖袌鲩_始向冷凝式的新型節(jié)能供熱方向發(fā)展。
1、理論分析
1.1冷凝換熱方法
冷凝換熱器主要為間接式換熱的改進(jìn)方法，分別設(shè)置兩個(gè)獨(dú)立熱交換器，所以，整個(gè)的熱水器加熱水過程也有效分為兩段，即低溫段復(fù)合換熱及高溫段復(fù)合換熱。
主換熱器流入燃燒室內(nèi)煙氣后，其排出的煙氣溫度較高，該過程不存在冷凝作用，冷凝器將會(huì)對主換熱器排出的氣體進(jìn)行再利用，通過10℃-25℃進(jìn)口冷水的作用下，將煙氣中水蒸氣的煙氣顯熱和部分潛熱予以吸收，最后將低溫?zé)煔馀欧诺酱髿猸h(huán)境中，溫度僅僅在30℃-50℃范圍內(nèi)。
在這種換熱形式中，與普通間接換熱對比而言，制造難度更高，結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，區(qū)分高低溫段之后，其相應(yīng)的金屬材質(zhì)防腐工作也顯得至關(guān)重要，需要進(jìn)行針對性處理。該形式冷凝式燃?xì)鉄崴髟谀壳耙呀?jīng)得到了廣泛生產(chǎn)應(yīng)用，是本文研究的基礎(chǔ)所在。
1.2冷凝器性能
（1）冷凝率β
冷凝率主要是根據(jù)冷凝器中搜集的煙氣水蒸氣和冷凝水量之間的關(guān)系比例確定，表達(dá)冷凝器的水蒸氣凝結(jié)作用力。
2、試驗(yàn)分析
本試驗(yàn)中的冷凝式燃?xì)鉄崴魉a(chǎn)率預(yù)設(shè)為12L/min，結(jié)合GB6932-2015家用燃?xì)饪焖贌崴鳂?biāo)準(zhǔn)予以試驗(yàn)。進(jìn)口水壓間隔0.05MPa，變化范圍控制在0.05MPa -0.3MPa，通過進(jìn)口水壓，對進(jìn)口水量予以直接控制，預(yù)定水溫度變化范圍控制在36℃-49℃，通過溫度對熱負(fù)荷予以控制。
2.1冷凝率
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根據(jù)圖1，煙氣水蒸氣的冷凝率和熱負(fù)荷呈現(xiàn)明顯的相關(guān)性，β隨著Q的變化而逐漸提升，水流量越高，則冷凝率越大。冷凝段熱負(fù)荷從600W逐漸攀升到2100W，冷凝率也逐漸從46%提升到65%。高于1900W的高負(fù)荷階段中，冷凝率漸趨平緩，不再持續(xù)上升，控制在60%左右，代表冷凝器工況達(dá)到飽和。
（2）熱水流量
根據(jù)圖2，煙氣水蒸氣冷凝率和水流量也呈現(xiàn)十分明顯的相關(guān)性，水流量越高，則水蒸氣冷凝率也就越高，所以，水流量也是決定冷凝率的關(guān)鍵因素之一。
2.2冷凝器效率
（1）冷凝段熱負(fù)荷與效率
根據(jù)圖3，隨著實(shí)際熱負(fù)荷的提升，冷凝器的效率也發(fā)生了根本性的變化。在小于1300W的中低段熱負(fù)荷區(qū)間，冷凝器的效率保持在較為穩(wěn)定的狀態(tài)，在51%-61%；在大于1300W的中高段熱負(fù)荷區(qū)間，冷凝器的效率則劇烈攀升至80%。即，高負(fù)荷點(diǎn)和高水流量使得冷凝器效率的工況點(diǎn)較高，低負(fù)荷點(diǎn)和低水流量使得冷凝器效率的工況點(diǎn)較低。
（2）冷凝水量與效率
根據(jù)圖4，冷凝水量和冷凝器的效率并未發(fā)生顯著的線性關(guān)系，但是其分布具有一定的階段性。冷凝水量處于低于20g/min的小區(qū)間時(shí)，冷凝器效率較低，絕大部分的冷凝器工況點(diǎn)均處于51%-61%區(qū)間；而當(dāng)冷凝水量處于高于20g/min的區(qū)間時(shí)，冷凝器效率會(huì)受到水流量的作用而不發(fā)生區(qū)域分布狀態(tài)。
根據(jù)圖5，隨著冷凝器效率的提高，其總效率也存在有明顯的相關(guān)性。當(dāng)冷凝器效率在45%-65%時(shí)，總效率保持低速持續(xù)上升（97%至103%），而當(dāng)冷凝器效率高于65%時(shí)，總效率將不再上升，較為平穩(wěn)地處于105%左右。
3、總結(jié)
綜上所述，通過對冷凝式燃?xì)鉄崴鞯睦淠餍阅艿睦碚摲治龊驮囼?yàn)分析，可以得到以下結(jié)論：
（1）冷凝器煙氣水蒸氣的冷凝率隨著冷凝段熱負(fù)荷的提升而持續(xù)增大，且在同種環(huán)境下，水流量越大，則冷凝器的冷凝效率越高，但不會(huì)超過65%這個(gè)工況上限。
（2）冷凝器效率將會(huì)間接影響到總熱效率，在一定范圍內(nèi)，即冷凝器效率處于65%-75%時(shí)，冷凝式燃?xì)鉄崴鞯目偀嵝蔬_(dá)到峰值，該區(qū)間是提高冷凝器總效率的最佳工況。
參考文獻(xiàn)：
[1]張小艷，赫琳潔.空氣源熱泵熱水器螺旋套管冷凝器換熱性能的實(shí)驗(yàn)研究[J].環(huán)境工程，2015（s1）：824-828.
[2]楊斌.外置冷凝器在燃?xì)鉄崴魃系膽?yīng)用與探討[J].家用燃?xì)饩撸?011（7）：42-44.
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