燃?xì)鉄崴鞯募夹g(shù)革新方向研究

吉家弟

摘??要：熱水器是日常生活中不可或缺的一部分。近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，燃?xì)鉄崴鞑粩喔聯(lián)Q代。分析了燃?xì)鉄崴骷夹g(shù)，并在此基礎(chǔ)上簡(jiǎn)要敘述了在燃?xì)鉄崴骷夹g(shù)革新方向上的觀點(diǎn)和認(rèn)識(shí)，以期為相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：燃?xì)鉄崴?技術(shù)革新;能源消耗;節(jié)能減排

中圖分類號(hào)：TU822+.2????????????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A???????????????DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.01.030

據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)代家庭能源消耗中，主要集中在熱水、暖通兩方面，二者的能源耗損占到了家庭能源總消耗的七成以上。哥本哈根會(huì)議后，歐盟就指令對(duì)熱水器進(jìn)行節(jié)能改造，并要求逐年淘汰那些低效率的熱水設(shè)備和供熱設(shè)備。在全球化節(jié)能減排的時(shí)代背景下，熱水器行業(yè)尤其是在燃?xì)鉄崴骷夹g(shù)方面面臨著重大的變革。

1??燃?xì)鉄崴髦饕夹g(shù)

1.1??燃燒技術(shù)

對(duì)燃?xì)鉄崴鞫裕渲饕抢脷怏w燃料的燃燒釋放化學(xué)能，并將其有效地轉(zhuǎn)化為熱能加熱水。在此過程中，燃燒技術(shù)是關(guān)鍵，從某種意義上講，燃燒狀況直接決定著燃燒效率，如果燃燒不充分，就會(huì)對(duì)燃料化學(xué)能的釋放效果產(chǎn)生不利的影響，而且燃燒還關(guān)系著環(huán)境保護(hù)問題。因?yàn)槿紵怀浞謺?huì)釋放大量的一氧化碳等有害氣體，對(duì)人體健康產(chǎn)生危害。對(duì)燃?xì)鉄崴鞫?，燃燒系統(tǒng)不同，其結(jié)構(gòu)也不同，但基本上是一致的，最重要的是不能忽略燃?xì)饣鹋诺木鶆蚍峙?、噴射等問題，同時(shí)，還要注意燃?xì)?、空氣的合理混比、點(diǎn)火傳火的安全性和可靠性。當(dāng)燃?xì)忾y調(diào)節(jié)形成流量時(shí)，會(huì)從火排噴出來，所以，火排結(jié)構(gòu)非常重要，要求設(shè)計(jì)合理、工藝精密，以免影響火焰的清晰度、對(duì)稱性和燃燒效率。對(duì)火排結(jié)構(gòu)而言，它是由火排形狀、尺寸決定的，同時(shí)，也關(guān)系著正常燃燒后的火焰形狀。如果出口較窄、氣流快，火焰的噴射高度就會(huì)較高;如果出口設(shè)計(jì)得比較寬，則火焰的高度就會(huì)相對(duì)較低。對(duì)長(zhǎng)火排而言，比較容易設(shè)計(jì)和安裝，然而其燃?xì)夥峙洳痪鶆?短火排的燃?xì)夥峙潆m然比較均勻，但是，在點(diǎn)火傳火過程中存在著一定的安全隱患。

1.2??換熱技術(shù)

燃?xì)鉄崴髦饕抢萌細(xì)馊紵^程釋放的能量加熱冷水。在此過程中，換熱技術(shù)非常重要，在很大程度上決定著換熱效率。其中，最重要的就是熱交換器材質(zhì)、內(nèi)部構(gòu)造、水管結(jié)構(gòu)和位置等，而且熱交換器在一定程度上影響著熱傳遞的效果。對(duì)熱交換器而言，其構(gòu)成材料是以銅為主，主要是因?yàn)殂~材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)非常高，因此，在同等條件下，其熱傳導(dǎo)性

較好。在實(shí)踐過程中，因?yàn)槿細(xì)鉄崴鞑捎玫氖敲骰鸺訜岬姆绞?，所以，熱交換器會(huì)直接暴露在高溫火焰下燒烤，雖然銅材料的化學(xué)穩(wěn)定性較強(qiáng)，但是，長(zhǎng)期存在于高溫條件下，難免會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而影響換熱效果。基于此，在工藝上，可在熱交換器上鍍更為活潑的金屬物，形成保護(hù)膜，保持較強(qiáng)的換熱性。同時(shí)，進(jìn)水管也是采用銅材制成的，水在進(jìn)入熱交換器之前，環(huán)繞其表面，吸收熱交換器的熱量而實(shí)現(xiàn)散熱。對(duì)熱交換器而言，它通常安裝在燃燒器上方的位置，火焰直接對(duì)其加熱。

1.3??恒溫技術(shù)

恒溫技術(shù)主要是利用控制技術(shù)手段，實(shí)時(shí)控制與溫度相關(guān)的變量、參數(shù)，比如進(jìn)水、出水溫度和燃?xì)忾y開度、流量等?；趩纹瑱C(jī)程序管控，調(diào)整燃?xì)忾y開度，切換燃燒方式，從而實(shí)現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)恒溫的目的。對(duì)恒溫燃?xì)鉄崴鞫?，需功能非常?qiáng)大的指揮中心，即恒溫控制設(shè)備，通過電路設(shè)計(jì)，可以把與燃燒和恒溫相關(guān)的用電信號(hào)聯(lián)結(jié)在一起。與燃燒相關(guān)的火焰信號(hào)、開關(guān)和驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)等聯(lián)系起來，所有的制約因素都將由控制器全盤計(jì)劃、協(xié)調(diào)管控。在此過程中，水流傳感器能夠?qū)⑺餍盘?hào)送至單片機(jī)，同時(shí)，進(jìn)出水傳感器可以將水溫信號(hào)送至單片機(jī)，后者根據(jù)溫度比較計(jì)算，然后決定燃?xì)忾y的開度，使之逐漸趨于恒溫。

1.4??冷凝技術(shù)

冷凝技術(shù)是一種節(jié)能、環(huán)保型熱水器技術(shù)。冷凝式熱水器可以有效吸收燃?xì)馊紵龝r(shí)所釋放的熱能，節(jié)能效果非常顯著。冷凝熱水器的關(guān)鍵技術(shù)可以概括為提高熱效率和防腐能力。利用強(qiáng)化燃燒技術(shù)、模糊控制技術(shù)控制過剩空氣系數(shù)，提高燃燒效率和煙氣溫度。燃燒冷凝式燃?xì)鉄崴鹘Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

同時(shí)，冷凝式熱水器可以有效吸收和處理煙氣中的有毒氣體，實(shí)現(xiàn)環(huán)保減排的目的。對(duì)冷凝式熱水器而言，其主要是基于二次換熱機(jī)理，結(jié)構(gòu)上與一般的熱水器有不同之處，即在熱交換器外另設(shè)1個(gè)冷凝設(shè)備，外界的冷水要先經(jīng)冷凝器進(jìn)行換熱，降低煙氣溫度。這樣，其中的水蒸氣就會(huì)凝結(jié)成小水珠，從而實(shí)現(xiàn)降低煙氣溫度的目的。冷凝水可以充分、有效地吸收C、N、S?等酸性氧化物，冷凝液經(jīng)過冷凝管再處理。通過這一途徑，可以有效降低排出的煙氣污染物的含量，減小對(duì)環(huán)境造成的污染。

2??基于消費(fèi)需求的燃?xì)鉄崴骷夹g(shù)變革

2.1??低碳節(jié)能技術(shù)

在新能源的時(shí)代背景下，面臨著嚴(yán)峻的資源危機(jī)，節(jié)能、環(huán)保型熱水器已經(jīng)成為了呼聲最高的產(chǎn)品，而市場(chǎng)消費(fèi)熱點(diǎn)也升級(jí)為了節(jié)能產(chǎn)品。就燃?xì)鉄崴鱽碇v，熱效率數(shù)值的提升意味著可以有效節(jié)約燃?xì)赓Y源，并且產(chǎn)生了一定的效益。對(duì)于熱效率相對(duì)較高的節(jié)能熱水器而言，它不僅體現(xiàn)了技術(shù)價(jià)值和品牌，也符合現(xiàn)代消費(fèi)群眾的根本利益，因此，這成為了現(xiàn)代燃?xì)鉄崴骷夹g(shù)的主流發(fā)展方向。從燃燒技術(shù)層面來看，應(yīng)當(dāng)著力創(chuàng)新和改進(jìn)燃燒技術(shù)和系統(tǒng)，以此提高燃燒器、火排和引射預(yù)混等部件的合理性，提高控制的精密性，不斷優(yōu)化和改善燃燒效率。從換熱技術(shù)層面來看，應(yīng)當(dāng)著力研發(fā)新型的換熱器結(jié)構(gòu)，利用新材料、新工藝不斷創(chuàng)新和改進(jìn)換熱技術(shù)。在技術(shù)創(chuàng)新的過程中，還出現(xiàn)了很多比較典型的節(jié)能技術(shù)，比如上文所述的冷凝技術(shù)和全預(yù)混燃燒技術(shù)。

2.2??安全強(qiáng)排技術(shù)

分析了燃?xì)鉄崴鞯陌l(fā)展情況后發(fā)現(xiàn)，以較早的直排式熱水器為例，因?yàn)槠涔δ?、結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，未對(duì)煙氣作任何處理，導(dǎo)致大量廢氣直接進(jìn)入室內(nèi)，所以，存在比較大的安全隱患。發(fā)展到了煙道式熱水器，雖然增設(shè)了防倒風(fēng)排氣罩，但是，煙道式燃?xì)鉄崴饕廊恢荒芤揽孔匀环绞脚艢?，一旦遇到大風(fēng)天氣，廢氣就無法有效排出室外，安全隱患依然非常嚴(yán)重。值得一提的是，早期的群眾消費(fèi)需求相對(duì)比較單一，而且相應(yīng)的技術(shù)設(shè)備也不夠成熟，熱水器僅滿足生產(chǎn)熱水的需求即可。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，再加上傳統(tǒng)熱水器事故頻發(fā)，基于對(duì)安全因素的考慮，廣大消費(fèi)者在選擇燃?xì)鉄崴鲿r(shí)，著重強(qiáng)調(diào)其安全性和可靠性。在傳統(tǒng)煙道式熱水器基礎(chǔ)上，采取強(qiáng)排技術(shù)可以有效解決上述問題。與傳統(tǒng)的直排式產(chǎn)品相比，現(xiàn)代強(qiáng)排式燃?xì)鉄崴魇窃诿荛]的空間內(nèi)工作，利用風(fēng)機(jī)，采取鼓風(fēng)和抽風(fēng)方式將廢氣強(qiáng)制排出，能夠有效避免廢氣污染，降低有毒氣體對(duì)人體造成危害的可能性。對(duì)強(qiáng)制平衡式熱水器而言，在其運(yùn)行過程中，空氣與室內(nèi)是相互隔絕的，而且多取用于室外。也就是說，燃燒所產(chǎn)生的大量廢氣會(huì)被強(qiáng)制排出，強(qiáng)排技術(shù)是一種比較典型的應(yīng)用技術(shù)手段?；诎踩钥紤]，強(qiáng)排技術(shù)成為了未來燃?xì)鉄崴骷夹g(shù)變革的一個(gè)重要發(fā)展方向，不僅可以有效降低煙氣排放指標(biāo)，還可以有效改善外界風(fēng)對(duì)燃燒產(chǎn)生的干擾，大大提高了燃?xì)鉄崴鞯膽?yīng)用效率。

2.3??智能化發(fā)展

對(duì)燃?xì)鉄崴鞫?，其技術(shù)變革除了節(jié)能環(huán)保、安全可靠外，還應(yīng)當(dāng)朝著智能化的方向發(fā)展。燃?xì)鉄崴飨嚓P(guān)技術(shù)的智能化發(fā)展，主要體現(xiàn)在水量、恒溫控制，同時(shí)，也表現(xiàn)在熱水供應(yīng)模式的多樣性上。智能化熱水器的恒溫技術(shù)，從原來的手動(dòng)控制逐步朝著現(xiàn)在的自動(dòng)化管控模式轉(zhuǎn)變。比如，萬家樂新開發(fā)的智能浴熱水器，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)應(yīng)用環(huán)境條件的變化適當(dāng)調(diào)整和控制其內(nèi)部工作，有效地滿足了不同熱水應(yīng)用的需求，同時(shí)，該熱水器也可以針對(duì)不同的用水對(duì)象、用水習(xí)慣進(jìn)行自主選擇和調(diào)控。

3??結(jié)束語

總而言之，基于人們對(duì)生產(chǎn)生活的需求，以市場(chǎng)發(fā)展為導(dǎo)向，未來燃?xì)鉄崴鞅厝粫?huì)朝著智能化、多元化的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：白潔〕

Technological?Innovation?Research?Direction?of?Gas?Water?Heater

Ji?Jiadi

Abstract：?The?water?heater?is?an?integral?part?of?everyday?life.?In?recent?years，?with?the?rapid?development?of?social?economy，?gas?water?heater?constantly?upgrading.?Analysis?of?the?gas?water?heater?technology，?and?on?this?basis，?a?brief?description?of?the?gas?water?heater?in?the?direction?of?technological?innovation?perspective?and?understanding，?in?order?to?provide?a?reference?for?related?work.

Key?words：?gas?water?heater;?technological?innovation;?energy?consumption;?energy?saving