【摘要】：目前國(guó)內(nèi)燃?xì)鉄崴髟斐墒褂萌藛TCO中毒的案例屢見報(bào)端,雖然強(qiáng)排式熱水器使用風(fēng)機(jī)可將煙氣直接排出室外,減少CO中毒風(fēng)險(xiǎn),但所取空氣來(lái)自室內(nèi),對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)有一定影響。強(qiáng)制平衡式熱水器由于給排氣管的設(shè)置,使得熱水器運(yùn)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(wèn)題,是更為安全的一款熱水器。因此對(duì)強(qiáng)制平衡式熱水器進(jìn)行研究具有一定意義。本文針對(duì)市售JSG20-10JP1型強(qiáng)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(guò)程及煙氣、空氣流動(dòng)形態(tài)進(jìn)行理論分析;建立實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)樣機(jī)進(jìn)行熱工性能測(cè)試,重點(diǎn)分析了強(qiáng)制平衡式熱水器熱效率、熱負(fù)荷、過(guò)剩空氣系數(shù)、煙氣溫度、空氣溫度之間的相互關(guān)系;利用CFD對(duì)給排氣管進(jìn)行數(shù)值模擬,研究其在不同伸出長(zhǎng)度、不同外界風(fēng)速、不同風(fēng)向下的擴(kuò)散情況,并驗(yàn)證其模擬可靠性。研究目的在于探究強(qiáng)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(duì)熱水器提出優(yōu)化意見,為強(qiáng)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(qiáng)制平衡式熱水器內(nèi)部燃燒結(jié)構(gòu)與強(qiáng)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(duì)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(qiáng)制平衡式熱水器整體熱效率較高,已達(dá)到二級(jí)能效標(biāo)準(zhǔn),但風(fēng)機(jī)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(cè)試得出樣機(jī)熱效率較優(yōu)工況點(diǎn)為:水流量為10kg/min,熱負(fù)荷為15kW,排煙溫度為95℃。(3)強(qiáng)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(diǎn)出現(xiàn)反升,且整機(jī)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(duì)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(zhǎng)度值增加而先降低再升高,在伸出墻壁30cm時(shí)濃度最低,墻壁處CO濃度隨伸出長(zhǎng)度值增加而降低;無(wú)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(shí)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(shí)墻壁處會(huì)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(shí),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(guò)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(guó)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(shí)防倒風(fēng)設(shè)備可保證熱道式熱水器運(yùn)行時(shí)，冷水通過(guò)進(jìn)水口進(jìn)入熱置后，在熱交換器內(nèi)吸收燃?xì)忉尫艧崃亢蠹尤肟谶M(jìn)入熱水器，經(jīng)過(guò)濾穩(wěn)壓處理和聯(lián)動(dòng)裝在火孔處被點(diǎn)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(guò)排煙罩排出室在燃燒時(shí)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(guò)程中由于未安導(dǎo)致爆燃、熄火或燃燒煙氣進(jìn)入室內(nèi)造成室使用具有一定限制。

圖 1.2 鼓風(fēng)型強(qiáng)排式熱水器 圖 1.3 引風(fēng)型強(qiáng)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(shí)對(duì)建筑有一定的要求，在此基礎(chǔ)上，強(qiáng)制式熱水器使用內(nèi)部風(fēng)機(jī)將煙氣強(qiáng)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(qiáng)排式熱水器可分為強(qiáng)制鼓風(fēng)和強(qiáng)制排風(fēng)兩種類型。強(qiáng)制鼓風(fēng)型熱水器風(fēng)裝在熱水器下部。熱水器工作時(shí)，冷水經(jīng)過(guò)進(jìn)水口、過(guò)濾器、水流開關(guān)等裝進(jìn)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(jī)作用下內(nèi)強(qiáng)制吸入熱水器，增壓后在密閉燃燒室內(nèi)與燃?xì)饣旌弦员ＷC燃?xì)馔耆紵紵a(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(qiáng)制排出室外。式通過(guò)對(duì)燃?xì)馊紵蛡鳠徇M(jìn)行強(qiáng)化，使燃?xì)馊紵裏崃靠沙浞謧鬟f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(jī)械控制水氣比例更為合理，簡(jiǎn)化了熱水器結(jié)構(gòu)。引風(fēng)型熱水器風(fēng)機(jī)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU822.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2631118