燃氣熱水器現(xiàn)代技術發(fā)展趨勢

　　一、燃氣熱水器結構發(fā)展趨勢

　　現(xiàn)在燃氣熱水器市場上直排式已禁止銷售，在上海市及深圳市禁止銷售煙道熱水器的影響下，煙道式熱水器的市場也在逐漸萎縮，強排式熱水器成為主流。

　　現(xiàn)在市場上的普通強排熱水器可分為上置風機抽風式強排和下置風機鼓風式強排兩種。此兩種機器通過人為的調節(jié)水量及氣量的大小來達到個人洗浴的最佳溫度。此兩款機器特別是上置風機抽風式強排熱水器由于技術門檻較低，大多數企業(yè)都已開發(fā)，而上抽式強排由于風機受高溫烘烤而出現(xiàn)壽命降低，故單純從強排意義上講下置風機鼓風式為發(fā)展方向。但此兩款機器由于均為手動調節(jié)溫度，故在洗浴時易受外界水壓及氣壓波動的影響，出現(xiàn)水溫忽冷忽熱的現(xiàn)象，造成洗浴舒服性降低。

　　為了提高人們對洗浴舒服性的要求，強排式熱水器又出現(xiàn)了恒溫式熱水器，此種熱水器完全改變了上述兩款機器由水盤和水氣連動閥組成的水氣路結構的形式，采用了水流開關和比例閥的水氣路結構方式。此種機器用戶可以設定溫度，由比例閥、水流開關、溫度傳感器和主控板組成的死循環(huán)系統(tǒng)在一定水壓范圍內可以滿足用戶溫度設定的需求。工作原理為水流通過其前端的水流轉子組產生旋轉水流推動“十”字型的磁鐵轉動后產生旋轉磁場，霍耳組件感受到此旋轉磁場將其轉換成脈沖信號送給CPU，CPU根據此脈沖信號的頻率來計算水流量的大小，然后根據其變化的速率和熱水出口溫度傳感器反饋回來的實際溫度采用PID的調節(jié)方式來調節(jié)比例閥的電流，從而改變了普通熱水器由于水壓變化造成的水溫變化；由于比例閥所具有的穩(wěn)壓效果，又消除了氣壓變化對水溫的影響。

　　上述恒溫熱水器僅對氣路進行了穩(wěn)壓設計，當水壓在一定范圍內變化時還能滿足要求，當水壓過大時其自身已不能滿足用戶的溫度設定，在此狀況下工程師又增加了水量伺服系統(tǒng)，由步進電機來進行水量調節(jié)。當上述無水量伺服系統(tǒng)的恒溫熱水器無法滿足要求時就進行水量調節(jié)，從而加寬了熱水器的恒溫范圍。

　　現(xiàn)在熱水器市場上燃氣熱水器、電熱水器和太陽能熱水器之間互相競爭和發(fā)展，但燃氣熱水器的方便性及快速性是電和太陽能無法相比的確實，只要安全性提高，就可以完全優(yōu)于其它兩種。故燃氣熱水器又向強制給排氣方向發(fā)展，現(xiàn)市場上已出現(xiàn)了此種類的燃氣熱水器。它燃燒所需要的新鮮空氣和產生的廢氣完全取自和排出室外，不污染室內空氣，從而徹底解決了燃氣熱水器的安全隱患，成為燃氣熱水器的另一發(fā)展主流。強制給排氣可以同恒溫相結合，可以為老百姓提供更安全、更舒適的洗浴環(huán)境。

　　我國北方冬天比較寒冷，普遍采用集中供暖和個人采暖爐的方式，隨著老百姓生活水平的提高和西氣東輸的發(fā)展，其水暖兩用機已經形成了較大的市場空間。其兩用機采用比例閥、膨脹水箱、循環(huán)泵結構方式及采用了強制給排氣的燃燒方式。

　　二、燃燒器的發(fā)展趨勢

　　現(xiàn)我國市場上所銷售的燃氣熱水器在廢氣指標的檢測上僅對CO，而對人體和大氣影響更為嚴重的氮氧化合物（NOx）未加限制，在GB6932-2001上僅在附錄中作了分級規(guī)定。后續(xù)低NOx將是燃氣熱水器又一發(fā)展方向?，F(xiàn)市場上的燃燒器均不具有低NOx的能力，下面就低NOx燃燒器作一詳細論述。

　　現(xiàn)在我國市場上的燃燒器均為燃氣從噴嘴中噴出，帶動部分一次空氣進入燃燒器，在燃燒器充分混合后再從燃燒器火孔噴出后與二次空氣混合，進行充分燃燒，此種燃燒方式成為大氣式燃燒。由于此種燃燒火焰溫度較高，其NOx的生成量較高。

　　NOx的生成原理：

　　由于固定燃燒裝置排出的NOx 90%以上是NO,故研究NOx的生成源及抑制途徑主要是針對NO而言。

　　NO生成途徑有三種：溫度型NO(Thermal-NO, 簡稱T-NO);快速型NO(Prompt-NO,簡稱P-NO); 燃料型NO(Fuel-NO,簡稱F-NO)。

　　1、 T-NO

　　T-NO是由空氣中的N2和O2在高溫下生成的。

　　決定NO生成量的主要原因是煙氣中氧含量,燃燒溫度及煙氣在高溫區(qū)的停留時間,三者對NO生成的影響如下圖標所示。

　　影響NO產生的主要因素是生成點的局部參數(溫度、壓力及氣體成分等）。而局部參數又與許多因素有關,如燃氣與空氣的混合完全程度、氣體的流動特性、燃燒器結構特點、氣體的壓力及溫度等參數。由于 NO生成速度比燃燒反應慢,因此、在火焰面內不會大量生成NO, Nox大量生成是在火焰面下游側,特別是在火焰面下游側局部高溫、局部氧濃度大及煙氣停留時間長的那些區(qū)域。這些區(qū)域對控制NO生成是至關重要的。

　　2、F-NO

　　F-NO是以化合物形式存在于燃燒中的氮原子。(如石油或煤碳中的的氮NI、氮苯和氣體燃料中的HCN、NH3等,在燃燒程中氧化而生成)。

　　3、P-NO

　　P-NO也是空氣中的氮在高溫下與氧化合而成,它產生在火焰面內,是富碳氫類燃料燃燒時特有的現(xiàn)象。

　　綜上所述, 氣體燃燒所生成的NO絕大部份為T-NO。

　　為了解決NO的產生，國內外已經采用了多種新型低NOx燃燒器，下面就介紹一種低NOx燃燒器的方法。本文簡稱為濃淡燃燒。

　　濃淡燃燒也叫非化學當量比燃燒,(Off stoichiometric Combustion)又稱偏離燃燒(Bia Combustion) ,它是使燃燒設備上的燃燒器,均在非化學當量比下進行預混燃燒,其中一部分在燃料過濃下燃燒,而另一部分在空氣過剩下燃燒,或燃燒器的一些噴口在燃料過濃下進行預混式燃燒,而另一些噴口在空氣過剩下進行預混式燃燒。由于各自均在非化學當量比下進行預混燃燒,燃燒溫度低,所以, NOx生成受到抑制,如圖所示, 燃料過濃與空氣過剩兩組燃燒分別完成后,再組合實現(xiàn)完全燃燒,這時剩余燃氣與剩余空氣是在煙氣中完成完全燃燒,故燃燒溫度與氧濃度均低,NOx生成受到抑制。

　　濃淡燃燒方法：濃燃燒之空氣比約0.6，①淡燃燒空氣比約1.5～2.0 , 從②淡燃燒之瓦斯經③瓦斯分配孔藉高速空氣流混合再⑦淡燃燒室混合再藉⑥整流板將合氣均勻混合后從⑤淡火口流出,由于此高速且過剩空氣將產生自身火煙氣循環(huán)與未能完全燃燒之過剩燃氣再作二次燃燒。因氧濃度及火焰溫度之降低而使Nox及CO降低。

　　櫻花依托強大的產品研發(fā)力量，生產的燃氣熱水器產品幾乎涵蓋了這個產品領域的所有最新款式和技術，并特別強調產品的安全，比如：櫻花率先推出第一臺配備下置式鼓風電機的強排式燃氣熱水器；率先將全系列燃氣熱水器通過“型式檢驗"；率先將燃氣熱水器配備安全顯示屏……更值得一提的是，早在2000年10月20日櫻花就率先停止銷售直排式燃氣熱水器，比國家規(guī)定提前了半年，2002年9月櫻花燃氣熱水器又憑借強大的科技實力與值得信賴的安全品質保障，又獲得了“中國名牌"產品稱號。2003年還將推出大水量12公升、16公升、20公升，且附有遙控器之數碼恒溫熱水器，在2004年更規(guī)劃符合環(huán)保需求低Nox之熱水器。