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【摘 要】本文以冷凝式燃气热水器为例，通过分析冷凝式热水器结构特点，探究热效率、节气率计算方法，开展性能对比试验。试验结果表明，与普通热水器相比，冷凝式热水器耗气量变化较小，在热负荷、热水产率方面优势较大，排烟温度降低幅度较大，降低幅度为95℃，有助于显热量和潜热量的增加，热效率达到了97.1%。
【关键词】燃气热水器;热效率;节能;冷凝式燃气热水器
一、燃气熱水器热效率分析
随着我国经济的不断提升，加大了的能量消耗需求，并呈现出不断增长趋势，因此，节约能源、降低能源消耗是当前重点研究内容。据统计，家用燃气灶、电冰箱等能源消耗均有明显降低，热效率明显提升[2]。其中，家用燃气灶热效率从55%提升至60～65%，电冰箱能耗从80%降低至60～65%。在未来发展中，能源消耗控制将成为必然发展趋势。
而燃气热水器结构复杂，热效率控制范围在80～85%，很难提升到95%以上。经过多年研制，开发了冷凝式燃气热水器，热效率及节气率均有所改善，本文将对其节能效果展开研究分析。
二、冷凝式燃气热水器研究
1、结构特点
与普通热水器相比，冷凝式燃气热水器采用的换热器不同，利用此装置可以吸收更多热量，凝结大量水蒸气，经过二次换热处理，提高能源利用率，减少能耗。该装置主要由冷凝换热器和显热换热器两部分组成，前者安装于上方，后者安装于下方，高温烟气经过下方换热器显热被吸收，而后经过上方换热器潜热被吸收，烟气温度降低至常温，而后从烟道排出[3]。考虑到低温烟气可能对换热器正常运行造成影响，采取强制排烟方式控制烟气排出。
2、热效率
三、冷凝式燃气热水器节能特性及试验分析
1、冷凝式燃气热水器节能特性
普通型热水器排烟温度的控制需要在烟气露点以上，按照此标准调控，减少烟气中水蒸气凝结情况发生[4]。由此可以推断，普通型热水器在作业过程中，无法实现水蒸气潜热。而经过多年研发的冷凝式燃气热水器无需通过调节温度控制烟气水蒸气凝结，相反，此装置需要水蒸气的凝结获取凝结热，以此吸收热量，提高能源利用率。当排烟温度较低时，烟气凝结水将随之增加[5]。与此同时，被加水热吸收的显热量和潜热量也将随之增加，展现出良好的节能效果。
与普通热水器相比，冷凝式热水器充分利用了排烟损失热量，将此部分热量转换为有用热，其节能效果取决于排烟损失热量利用程度，主要影响因素有两个，即空气系数和排烟温度。空气系数与烟气露点密切相关，露点随着空气系数的增加而下降，阻碍了烟气水蒸气凝结[6]。相反，如果空气系数逐渐减小，露点就会随之上升，有利于烟气水蒸气凝结，为燃气热水器提供更多可用热量，提高节能效果。当空气系数和排烟温度发生变化时，冷凝式热水器的气节率及热效率均会发生不同程度的变化。如表1所示为不同环境下冷凝式热水器气节率及热效率变化统计结果。
在表1中，T代表排烟温度;F代表热效率; 代表节气率， 代表空气系数。
2、试验分析
为了验证冷凝式热水器在节能方面存在一定优势，本次研究对冷凝式热水器与普通热水器各项性能参数进行对比分析，以平均值作为评价依据，得出相应结论。
本次试验选取2台10L/min普通天然气热水器作为试验装置，其中1台作为对照组，另外1台进行改造得到冷凝式热水器，按照GB6932-2015标准测试热工性能。此次对比试验条件为：大气压力0.10033MPa，空气湿度67%，天然气压力2.0kPa，环境温度25℃，天然气低热值35.40MJ/m3。在此环境下开展热水器性能测试，得到如表2所示的测试结果。
通过观察表2中性能测试结果可知，与普通热水器相比，冷凝式热水器耗气量与普通热水器相近，热负荷略高一些，热水产率较高，排烟温度明显降低，较普通热水器温度下降95℃，热效率达到了97.1%，而普通热水器热效率仅有84.6%。由此可以推断，冷凝式热水器性能更好一些，具有较好节能功效。
总结
本文围绕燃气热水器节能问题展开研究，以普通燃气热水器为对照组，冷凝式燃气热水器为实验组，对两者性能进行对比分析。试验结果表明，经过结构改造后的冷凝式热水器耗气量变化较小，热负荷、热水产率有所提高，排烟温度明显降低，与普通热水器相比，温度下降95℃，热效率提升明显，达到了97.1%，具有较好节能效果。
参考文献：
[1]崔颂，沈文权，徐德明，等.32 L大容量燃气热水器的开发与模拟研究[J].太原理工大学学报，2018，v.49;No.217（03）：52-56.
[2]袁朝阳，陶乐仁，虞中旸.初始水温对空气源热泵热水器系统性能的影响[J].制冷学报，2017（06）：76-82.
[3]汪兴东，周水平，杨蓉.太阳能热水器采纳意愿影响因素研究——基于江西972个样本的调查[J].企业经济，2017（11）：150-156.
[4]杨坤，黄磊，钱雪峰，等.基于Simulink的循环加热式热泵热水器动态仿真研究[J].低温与超导，2018，46（10）：81-86.
[5]刘华斌，王春芳.DC/DC单管谐振式变换器在光伏电热水器中的应用[J].可再生能源，2018，36（11）：49-54.
[6]胡业龙，林力.天然气掺氢对烟道式家用燃气快速热水器性能的影响研究[J].中国五金与厨卫，2018（4）：50-53.
作者简介：
李锦盈，学历：本科。
（作者单位：广东万家乐燃气具有限公司）
【关键词】燃气热水器;热效率;节能;冷凝式燃气热水器
一、燃气熱水器热效率分析
随着我国经济的不断提升，加大了的能量消耗需求，并呈现出不断增长趋势，因此，节约能源、降低能源消耗是当前重点研究内容。据统计，家用燃气灶、电冰箱等能源消耗均有明显降低，热效率明显提升[2]。其中，家用燃气灶热效率从55%提升至60～65%，电冰箱能耗从80%降低至60～65%。在未来发展中，能源消耗控制将成为必然发展趋势。
而燃气热水器结构复杂，热效率控制范围在80～85%，很难提升到95%以上。经过多年研制，开发了冷凝式燃气热水器，热效率及节气率均有所改善，本文将对其节能效果展开研究分析。
二、冷凝式燃气热水器研究
1、结构特点
与普通热水器相比，冷凝式燃气热水器采用的换热器不同，利用此装置可以吸收更多热量，凝结大量水蒸气，经过二次换热处理，提高能源利用率，减少能耗。该装置主要由冷凝换热器和显热换热器两部分组成，前者安装于上方，后者安装于下方，高温烟气经过下方换热器显热被吸收，而后经过上方换热器潜热被吸收，烟气温度降低至常温，而后从烟道排出[3]。考虑到低温烟气可能对换热器正常运行造成影响，采取强制排烟方式控制烟气排出。
2、热效率
三、冷凝式燃气热水器节能特性及试验分析
1、冷凝式燃气热水器节能特性
普通型热水器排烟温度的控制需要在烟气露点以上，按照此标准调控，减少烟气中水蒸气凝结情况发生[4]。由此可以推断，普通型热水器在作业过程中，无法实现水蒸气潜热。而经过多年研发的冷凝式燃气热水器无需通过调节温度控制烟气水蒸气凝结，相反，此装置需要水蒸气的凝结获取凝结热，以此吸收热量，提高能源利用率。当排烟温度较低时，烟气凝结水将随之增加[5]。与此同时，被加水热吸收的显热量和潜热量也将随之增加，展现出良好的节能效果。
与普通热水器相比，冷凝式热水器充分利用了排烟损失热量，将此部分热量转换为有用热，其节能效果取决于排烟损失热量利用程度，主要影响因素有两个，即空气系数和排烟温度。空气系数与烟气露点密切相关，露点随着空气系数的增加而下降，阻碍了烟气水蒸气凝结[6]。相反，如果空气系数逐渐减小，露点就会随之上升，有利于烟气水蒸气凝结，为燃气热水器提供更多可用热量，提高节能效果。当空气系数和排烟温度发生变化时，冷凝式热水器的气节率及热效率均会发生不同程度的变化。如表1所示为不同环境下冷凝式热水器气节率及热效率变化统计结果。
在表1中，T代表排烟温度;F代表热效率; 代表节气率， 代表空气系数。
2、试验分析
为了验证冷凝式热水器在节能方面存在一定优势，本次研究对冷凝式热水器与普通热水器各项性能参数进行对比分析，以平均值作为评价依据，得出相应结论。
本次试验选取2台10L/min普通天然气热水器作为试验装置，其中1台作为对照组，另外1台进行改造得到冷凝式热水器，按照GB6932-2015标准测试热工性能。此次对比试验条件为：大气压力0.10033MPa，空气湿度67%，天然气压力2.0kPa，环境温度25℃，天然气低热值35.40MJ/m3。在此环境下开展热水器性能测试，得到如表2所示的测试结果。
通过观察表2中性能测试结果可知，与普通热水器相比，冷凝式热水器耗气量与普通热水器相近，热负荷略高一些，热水产率较高，排烟温度明显降低，较普通热水器温度下降95℃，热效率达到了97.1%，而普通热水器热效率仅有84.6%。由此可以推断，冷凝式热水器性能更好一些，具有较好节能功效。
总结
本文围绕燃气热水器节能问题展开研究，以普通燃气热水器为对照组，冷凝式燃气热水器为实验组，对两者性能进行对比分析。试验结果表明，经过结构改造后的冷凝式热水器耗气量变化较小，热负荷、热水产率有所提高，排烟温度明显降低，与普通热水器相比，温度下降95℃，热效率提升明显，达到了97.1%，具有较好节能效果。
参考文献：
[1]崔颂，沈文权，徐德明，等.32 L大容量燃气热水器的开发与模拟研究[J].太原理工大学学报，2018，v.49;No.217（03）：52-56.
[2]袁朝阳，陶乐仁，虞中旸.初始水温对空气源热泵热水器系统性能的影响[J].制冷学报，2017（06）：76-82.
[3]汪兴东，周水平，杨蓉.太阳能热水器采纳意愿影响因素研究——基于江西972个样本的调查[J].企业经济，2017（11）：150-156.
[4]杨坤，黄磊，钱雪峰，等.基于Simulink的循环加热式热泵热水器动态仿真研究[J].低温与超导，2018，46（10）：81-86.
[5]刘华斌，王春芳.DC/DC单管谐振式变换器在光伏电热水器中的应用[J].可再生能源，2018，36（11）：49-54.
[6]胡业龙，林力.天然气掺氢对烟道式家用燃气快速热水器性能的影响研究[J].中国五金与厨卫，2018（4）：50-53.
作者简介：
李锦盈，学历：本科。
（作者单位：广东万家乐燃气具有限公司）