【摘要】：目前國內(nèi)燃氣熱水器造成使用人員CO中毒的案例屢見報端,雖然強排式熱水器使用風(fēng)機可將煙氣直接排出室外,減少CO中毒風(fēng)險,但所取空氣來自室內(nèi),對室內(nèi)空氣品質(zhì)有一定影響。強制平衡式熱水器由于給排氣管的設(shè)置,使得熱水器運行與室內(nèi)空氣完全隔絕,確保了室內(nèi)空氣的新鮮清潔,并且從功能上完全解決了CO中毒的問題,是更為安全的一款熱水器。因此對強制平衡式熱水器進行研究具有一定意義。本文針對市售JSG20-10JP1型強制平衡式熱水器的內(nèi)部燃燒結(jié)構(gòu)、給排氣管結(jié)構(gòu)、傳熱過程及煙氣、空氣流動形態(tài)進行理論分析;建立實驗平臺對樣機進行熱工性能測試,重點分析了強制平衡式熱水器熱效率、熱負荷、過�？諝庀禂�(shù)、煙氣溫度、空氣溫度之間的相互關(guān)系;利用CFD對給排氣管進行數(shù)值模擬,研究其在不同伸出長度、不同外界風(fēng)速、不同風(fēng)向下的擴散情況,并驗證其模擬可靠性。研究目的在于探究強制平衡式熱水器熱工性能差異性及給排氣管煙氣卷吸情況,對熱水器提出優(yōu)化意見,為強制平衡式熱水器的生產(chǎn)及安裝提供相關(guān)參考借鑒。主要結(jié)論如下:(1)強制平衡式熱水器內(nèi)部燃燒結(jié)構(gòu)與強排式基本相同,但供風(fēng)方式有差異。內(nèi)部燃燒結(jié)構(gòu)及給排氣管傳熱以對流傳熱為主,煙氣排出形態(tài)為有中心軸線彎曲的射流形態(tài),空氣吸入則很快發(fā)展成湍流。(2)強制平衡式熱水器整體熱效率較高,已達到二級能效標準,但風(fēng)機調(diào)節(jié)范圍小,控制系統(tǒng)反應(yīng)不夠迅速。綜合熱工性能測試得出樣機熱效率較優(yōu)工況點為:水流量為10kg/min,熱負荷為15kW,排煙溫度為95℃。(3)強制平衡式熱水器熱效率不完全隨煙氣溫度升高而降低,部分點出現(xiàn)反升,且整機排煙溫度較低,給排氣管中空氣溫度隨煙氣溫度的升高而升高,但煙氣對空氣的傳熱效果不佳。(4)模擬結(jié)果顯示空氣吸入口處CO濃度隨給排氣管伸出長度值增加而先降低再升高,在伸出墻壁30cm時濃度最低,墻壁處CO濃度隨伸出長度值增加而降低;無風(fēng)速影響下,空氣吸入口處也存在少量CO分布,該處CO濃度隨正面風(fēng)速增大而增大,5m/s~10m/s時增速最快,空氣吸入口上側(cè)較下側(cè)先出現(xiàn)CO分布;空氣吸入口處CO濃度隨非正面風(fēng)速增大而減小,且風(fēng)速較低時墻壁處會分布大范圍CO;空氣吸入口處CO濃度隨外界風(fēng)向與煙管夾角增大而減小,外界風(fēng)向與煙管夾角在30°時,墻壁和空氣吸入口處均有較高濃度CO分布。綜合以上可得出給排煙管的最佳安裝位置為伸出墻壁30cm,且給排氣管在排煙過程中易受外界風(fēng)干擾造成空氣吸入口處卷吸CO影響燃燒。
【圖文】：

圖 1.1 煙道式Fig 1.1 Flue water heater出現(xiàn)在我國熱水器發(fā)展的初期，其在最先出，主要在熱水器上部增加了防倒風(fēng)排煙罩和排煙管排向室外，同時防倒風(fēng)設(shè)備可保證熱道式熱水器運行時，冷水通過進水口進入熱置后，在熱交換器內(nèi)吸收燃氣釋放熱量后加入口進入熱水器，經(jīng)過濾穩(wěn)壓處理和聯(lián)動裝在火孔處被點燃生成穩(wěn)定火焰釋放熱量，燃熱水后，在空氣壓差作用下經(jīng)過排煙罩排出室在燃燒時需要大量的輔助空氣，10L 熱水器燃出廢氣 30~37m3[12]。居民使用過程中由于未安導(dǎo)致爆燃、熄火或燃燒煙氣進入室內(nèi)造成室使用具有一定限制。

圖 1.2 鼓風(fēng)型強排式熱水器 圖 1.3 引風(fēng)型強排式熱水器Fig1.2 Blow-type water heater Fig1.3 Leading-type water heater煙道式熱水器可利用空氣壓差使燃燒煙氣排至室外空間，但安裝時對建筑有一定的要求，在此基礎(chǔ)上，強制式熱水器使用內(nèi)部風(fēng)機將煙氣強制排出室外證室內(nèi)環(huán)境的清潔，在安裝上更加方便，因而具有更好的安全性和適用性。強排式熱水器可分為強制鼓風(fēng)和強制排風(fēng)兩種類型。強制鼓風(fēng)型熱水器風(fēng)裝在熱水器下部。熱水器工作時，冷水經(jīng)過進水口、過濾器、水流開關(guān)等裝進入水箱換熱，最后成為熱水經(jīng)出水口流出；燃燒所需空氣在鼓風(fēng)機作用下內(nèi)強制吸入熱水器，增壓后在密閉燃燒室內(nèi)與燃氣混合以保證燃氣完全燃燒，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔饬鹘?jīng)換熱器與冷水換熱后經(jīng)排煙口被強制排出室外。式通過對燃氣燃燒和傳熱進行強化，使燃氣燃燒熱量可充分傳遞給冷水，從小了燃燒室厚度，，使熱水器更為精巧美觀，并且采用電氣控制取代了機械控制水氣比例更為合理，簡化了熱水器結(jié)構(gòu)。引風(fēng)型熱水器風(fēng)機安裝在熱水器上部。其與煙道式熱水器的區(qū)別為，煙道
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU822.2

【參考文獻】

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本文編號：2631118