节约能源、提高能源利用率是保证我国经济健康增长的必要条件。近年来,各地普遍出现的用电紧张,某些地区液化石油气价格大幅增长,成品油多次提价,都反映了目前我国的经济增长模式还是以低效的利用能源为代价,节约能源和提高能源利用率刻不容缓。本文以燃气热水器为研究对象,以提高热水器的能效水平为目的,旨在开发高效、节能、环保的冷凝式燃气热水器产品。 本文设计了一种烟气导流装置连接冷凝换热器和显热换热器,从而解决了冷凝式热水器的结构布置和冷凝水收集的问题。随后,以天然气和液化石油气为例,计算出烟气的物性参数,进而分析烟气露点温度、热水器排烟温度、空气过量系数以及气种之间的关系。然后对所开发的两种冷凝换热器进行试验研究。对热水器的性能研究表明,在额定工况下,冷凝式热水器的热效率可达99.6%,并研究了热水器变负荷、分级负荷与效率、CO体积分数等量的关系。随后,对凝结传热过程进行了分析,根据试验数据,利用传热计算方程式,拟合出Nu数和Re、Ln、Pr的准则关系式。最后,利用PHOENICS软件对烟气在翅片间的传热过程进行了数值模拟,利用流体力学和传热学原理对模拟结果进行分析,提出了对换热器设计的进一步改进建议。