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摘要：燃气热水器中所使用的燃气在燃烧后，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，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。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。
关键词：燃气热水器；低碳节能
引言：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，能产生巨大的经济效益和社会效益。随着人们环保意识的不断提高，对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。如何使燃气热水器的烟气排放量得到有效降低，及如何有效提高燃气热水器的热效率是本文探讨的内容。
一、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实验条件检测出的热效率是实验热效率。在实际使用过程中，与实验条件会产生一定差距，因此使用热效率与实验热效率也会产生一定差距。从节能方面考虑，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是燃气热水器节能的一个标准。
1.1强排式热水器节能分析
对强排式热水器，由于依靠风机进行强制排烟，所以其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。如果是长期连续使用，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，且结构也较复杂，排烟口较容易结冰，且生活中对热水的需要也较多样，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。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。
1.2冷凝式热水器的节能分析
燃气在燃烧过程中，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，可充分利用到烟气的显热，也能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，其节能效果也明显。
二、燃气热水器排烟方式的改进
2.1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，目前国家已严禁生产和销售此类燃气热水器。
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2.2烟道式热水器
吸取直排式热水器的失败经验后，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。
2.3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改进，它仍需要从室内取得氧气，但在机器内部设置风机，可将废气强制的排出室外。这种热水器安全性能有了一定提高，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。
2.4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，做成内外两层，烟道可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，是一种非常安全环保的热水器。
三、燃气热水器低碳节能措施分析
3.1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，要合理分配一次空气和二次空气，保证燃烧室内处于正压状态，有利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。
3.2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，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，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。
3.3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。
结束语：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。
参考文献
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论文作者:林招裕
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/28
标签：热水器论文; 热效率论文; 燃气热水器论文; 烟气论文; 排烟论文; 热交换器论文; 节能论文; 《建筑学研究前沿》2017年第33期论文;