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论平衡式燃气热水器与密封燃烧室新设计

时间:2007-1-27栏目:化学化工论文

  摘 要:本文介绍了传统式衡式热水器的结构及特点,引出了新型密封燃烧室平衡式热水器的构造及优点。

1 前言

燃气炉具是一部使用燃气的机器,利用此机器,将燃气化学能转化为有实用价值的热能,一般以下面三个指标来评价它的有效性能。

1.l 热效率

1.2 燃烧性

完全燃烧一定是火色清蓝,热效率高。不完全燃烧,将会造成能源浪费及危害健康。

l.3 安全性

(1)防止缺氧和中废气毒

(2)防止燃气泄漏

(3)防止回火燃烧

(4)防止过热燃烧以上是对燃气炉具最基本功能的要求和评价依据。

2 平衡式给排气烟道的特点

平衡式给排气烟道,最大的特点是将热水器给排气系统及燃烧工作系统,直接与户外相联接,而与室内完全分离。因而不会造成浴室内的空气污染,去除废气及缺氧的危险因素。相对于传统排气烟道式热水器而言,其热效率亦能提高,可以节省能源、提高安全性能。

3 传统平衡式热水器的密封性结构

传统平衡式热水器的密封。胜结构包括(1)热水器本体的密封结构;(2)给、排气烟道与热水器组合时的密封性;(3)给、排气烟道自身的密封性;(4)烟道间组合时的密封性等。

4 传统平衡式热水器本体密封性结构存在的问题

4.1设计、制造质量、安装和维修质量对其密封性的影响

(1)传统平衡式热水器的密封性结构,是以其本体前盖及后亮作外壁,前盖与后壳的接合处内置胶垫条作封边,以螺丝固紧等方法,来取得其密封性能。

(2)给、排气烟道与热水器本体组合时的密封性,也是靠密封垫圈来进行密封。给、排气烟道问组台时的密封,靠套筒尺寸配套,以及胶封来进行密封。这些都是与原厂设计、安装或维修人员的工作素质有关。

(3)热水器经日久使用后,其密封胶垫会受热老化,或经维修人员多次拆装或不小心拆装等影响因素,均有可能使其失去密封性能;结果燃烧废气便会泄漏进入浴室空气中。若有不完全燃烧情况发生时,CO2特别是CO及NOX等燃烧废气,均会直接危害人体安全;此时与直排式(无烟道式)热水器情况无异,结果失去了平衡式热水器的优越性能。

(4)平衡式热水器的安全性,首先必须要求制造厂家在设计和制造上保证产品质量,同时要求安装和维修人员工作认真和施工后严格的质量检查管理,以及交付使用后定期安全检查等;才能保证平衡式热水器使用安全。排除"平衡式热水器必定安全"的不正确麻痹思想。才可能避免日后不再酿成类似无烟道式热水器所造成的事故。

4.2 微电脑程控电子结构,内置在传统平衡式热水器内壳中,直接受到燃烧高温影响

(1)现代燃气热水器的设计,已经排除了自然给、排气平衡式烟道的设计;而采用强制式"风扇辅助)平衡式给、排气烟道的设计。但无论采用上置式抽气机或下置式送风机,均须使用"微电脑程控电子结构",即包括中央电子控制器、电磁阀、比例阀、和冷热水温度控制等电子元件,它们与燃烧器一起放置在内壳中。

(2)燃烧器大火燃烧就在内壳中心部分进行,设置在热水器内壳左右两旁或上、下方的电子结构,很容易遭受燃烧时的高温热力影响。电于结构处于极恶劣环境中工作,其安全性及耐用性均受到质疑。

5 密封燃烧室新设计

5.1 密封燃烧室新设计结构

图3为密封燃烧室新设计结构示意图。

5.2 新设计特点

(1)将燃气燃烧部分采用"密封室"方式设计,密封室与热交换器、给、排气烟道相联接;而下部则与送风机相联接。燃烧局限在密封室内进行,送风机送入新鲜空气,燃烧热流量通过热交换器吸纳;而燃烧废气通过唯一排气管道排出户外。排气管道出日处附加防止倒流单向阀,外界强风无法迫使废气回流进入燃烧室内(若单向阀被封闭后,热水器会自动停止工作)。

(2)在密封燃烧室内,大火燃烧或燃烧停止后,燃烧废气能否反向经由送风机空气入口处外泄至热水器壳内,或再由内壳外泄至浴室呢?答案是一定不会发生。因为在设计热水器时已作周密的工作程序编排。

①首先必须有水流动(2.5L/min以上),中央电子控制器传感后,才指令送风机开始运作。当送风机转速度至2100 r/m或以上时;再指令燃气电磁阀及燃气比例间开启,再点火开始,然后逐步升级至大火全开。

②大火燃烧在密封燃烧室内进行,送风机设置在下部;燃烧废气在送风机发出的强大风量、风压下,唯一出路是经由热交换器顶部的排气管道排至户外,在排气管中的防止倒流阀是十分重要的设计,它防止了外界风力可能将废气倒流进人热水器燃烧室内,这样安全性大大提高了。

③当大火燃烧停止后,送风机继续工作,至少400秒后才缓慢停止,以保证密封燃烧室内的残存废气全部清除。

④上述每个工作步骤都由中央电子控制器及各部电子感应器进行监控,当达不到技术指标或出现故障时,热水器的燃烧支作将自动停止。

5.3新设计的优点

(1)彻底解决了上述4.l条热水器本体密封性结构存在的问题,不再依赖以外壳作为"密封性结构";同时也不须依靠安装或维修人员的技术素质来保证热水器的密封性。

(2)上述4.2条电子结构设在热水器内壳中,直接受到燃烧高温的影响存在问题亦得到解决。因为燃烧器在密封室内,大火燃烧时,燃烧高温热力不会直接传递至电子元件

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