家用燃?xì)饪焖贌崴魇軣崦娴膬?yōu)化探討

摘要：本文通過(guò)測(cè)定對(duì)流及輻射受熱面吸收熱量，分析現(xiàn)有的受熱面吸熱改善措施，并計(jì)算輻射吸收熱量，提出熱水器受熱面優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。測(cè)試結(jié)果表明，采用加強(qiáng)燃燒的方法，提高燃燒室容積熱負(fù)荷可以改善熱水器受熱面吸熱率低問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：熱水器;受熱面;加強(qiáng)燃燒

一、家用燃?xì)饪焖贌崴魇軣崦鏌崃课諟y(cè)定

據(jù)研究表明，環(huán)境溫度、受熱面沾染、火焰輻射特性不同，對(duì)熱力設(shè)備受熱面吸熱影響較大[2]。當(dāng)選取相同的受熱面材料時(shí)，通過(guò)調(diào)整布設(shè)方案可以提高熱量吸收率?？紤]到熱水器吸熱受熱面由對(duì)流和輻射兩項(xiàng)因素組成，所以，本文分別對(duì)這兩項(xiàng)因素受熱量進(jìn)行測(cè)定。

選取1臺(tái)參數(shù)為10L/min，負(fù)荷為20kW的熱水器作為實(shí)驗(yàn)裝置，測(cè)量肋片管和盤(pán)管中冷水吸收的熱量，而后不考慮盤(pán)管，利用肋片管開(kāi)展單因素實(shí)驗(yàn)，測(cè)量肋片管吸收熱量大小，根據(jù)熱負(fù)荷和水吸收熱量數(shù)值，可以計(jì)算出熱效率。

1、對(duì)流受熱面吸收熱量的測(cè)定

在此實(shí)驗(yàn)中，對(duì)流受熱面所用材料占總受熱面材料用量的比例為56.8%，吸收熱量占比為85.8%，推算出比吸熱量大小為45.2MJ/kg﹒h。

2、輻射受熱面吸收熱量的測(cè)定

輻射受熱面使用材料0.48kg，其占據(jù)總材料的比例為43.2%，測(cè)得吸熱量數(shù)值為4.7MJ/h，吸熱量占比為14.2%，此部分吸收熱量大約占總受熱面的比例為1/4.6。

通過(guò)上述測(cè)定結(jié)果可知，當(dāng)前設(shè)計(jì)的家用熱水器對(duì)流與輻射受熱面吸收熱量的能力比較薄弱，反映出經(jīng)濟(jì)性較差問(wèn)題，必須對(duì)換熱器受熱面問(wèn)題進(jìn)行探究，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化處理，從而達(dá)到提高資源利用率，減少熱量損耗的目的。

二、現(xiàn)有的受熱面吸熱改善措施及輻射吸收熱量的計(jì)算

1、現(xiàn)有的受熱面吸熱改善措施

針對(duì)輻射受熱面吸收熱量問(wèn)題，本文通過(guò)總結(jié)輻射吸收量計(jì)算方法，為吸收熱量問(wèn)題探究提供計(jì)算工具，便于數(shù)據(jù)分析工作展開(kāi)，更加明確的認(rèn)識(shí)到受熱問(wèn)題根源所在，從而為受熱面優(yōu)化設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。如圖1所示為熱水器受熱面布置圖。

熱水器燃燒室內(nèi)部，主要采用輻射方式傳遞熱量Q，燃燒室內(nèi)壁面接收到熱量后，將其劃分為兩部分，其中一部分作為盤(pán)管輻射熱量，記為Q1，用于冷水加熱，另外一部分熱量作為燃燒室外壁面輻射熱量，記為Q2，在加熱過(guò)程中部分熱量會(huì)散失在冷空氣中[3]。由此可知，Q1為有用熱，而Q2部分熱量為無(wú)用熱，出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的能量損耗問(wèn)題。為了解決此問(wèn)題，常用的方法是在燃燒室外壁面涂抹絕熱層或者粘貼金屬箔片，另外，通過(guò)焊接燃燒室壁面和盤(pán)管也可以增加Q1有用熱。以上這些常用措施的使用，雖然可以增加熱量使用效率，但是大幅度降低了熱水器外殼溫度[4]。通過(guò)測(cè)試可知，改善前散熱損失大約為5%，改善后散熱損失大約為2%。

2、輻射吸收熱量的計(jì)算分析

通過(guò)觀察表1中的測(cè)試結(jié)果可知，JSQ20-A2型熱水器通過(guò)加強(qiáng)燃燒，燃燒室容積熱負(fù)荷、熱水產(chǎn)率有所提高。在無(wú)受熱面情況下，熱效率僅下降了4%。通過(guò)增加受熱面面積增加8-10%的熱效率，便可以恢復(fù)整機(jī)熱效率。恰當(dāng)?shù)氖軣崦婷娣e，有助于改善熱水器受熱面吸熱率低的需求。

總結(jié)

本文圍繞家用燃?xì)饪焖贌崴魇軣釂?wèn)題展開(kāi)研究，通過(guò)分析現(xiàn)有的受熱面吸熱改善措施，并計(jì)算輻射吸收熱量可知，熱水器熱損耗問(wèn)題突出，需要從布設(shè)上進(jìn)行改善。針對(duì)此問(wèn)題，采用強(qiáng)化燃燒處理方法，提高燃燒室容積熱負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)熱水量提升。測(cè)試結(jié)果表明，采用加強(qiáng)燃燒方法，可以改善熱水器受熱面吸熱率低問(wèn)題。

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作者簡(jiǎn)介：

吳鵬成 ?學(xué)歷：本科。

（作者單位：廣東萬(wàn)家樂(lè)燃?xì)饩哂邢薰荆?/p>