采用CET全热交换技术的直燃热水器是一种新型、高效的燃气热水装置,它以高热值的燃气作为热源,具有高热效率、污染小、安全可靠、操作方便等诸多优点。它既可以用于提供生活用水和取暖,也可以为食品、轻工等工业领域提供热水。
CET全热交换系统完全摒弃了传统热水锅炉和容积式热水器的设计理念,既不同于容积式热水器常用的烟管式结构,也不同于热水锅炉的锅壳结构和水管结构,采用了燃气热量与冷水“直接燃烧、全面接触、全热交换”的加热方式,除极少量的烟气带走微量的热量损失外(烟气温度只比进水口冷水温度高几度),基本实现了燃气产生的热量与冷水进行全热交换。
系统组成
CET全热交换燃气热水器包括燃烧通道、全热交换通道、排烟通道和热水收集区。燃烧通道位于热水器的顶部中央位置,由全预混超低氧化氮型高效燃烧器、鼓风机、火焰管组成。燃气采用鼓风机强制送气方式,全部燃气都在位于全热交换通道中央位置的火焰管内燃烧。冷水从热水器的顶部多个螺旋喷嘴系统喷入全热交换通道并形成细小的水滴。燃气在火焰管中燃烧产生的热量从火焰管底部进入热水器下部的热水收集区,并由下向上进入全热交换通道,然后缓慢向上流动通过热交换层。这样下行的细小水滴和上升的热气以相反的方向穿过热交换层,多次互相全面接触,进行快速的高效热交换,细小的冷水雨滴变成了热水向下进入热水收集区,在热水器启动后30s内水温即可达到85℃。而燃烧产生的剩余烟气最终从热水器顶部烟道排出,而排烟温度与进水温度相比只有几度的温升,最大限度地提高了热效率。
工作特性
超高热效率
采用CET全热交换技术的直燃式燃气热水器实现了“高效燃烧、全热交换”,不仅高效地利用了燃烧产生的显热,同时也充分吸收了燃烧产生的潜热,整个系统除最终的只有几度温升的低温烟气带走少量热量外,几乎所有燃气燃烧所产生热能全部被冷水吸收,其高热值的热效率可达99.7%,低热值的热效率可达110%。
超低氧化氮高效燃烧
全热交换式燃气热水器采用独有的全预混超低氧化氮型高效燃烧器,并且装在热水器顶部的燃烧器通过位于热水器中央的火焰管向下燃烧。燃烧管由顶部喷水系统产生的水雾冷却,而所有燃气均在该燃烧管中燃烧。这样的设计使得所有燃烧都在干燥的低温环境下进行,既实现了完全燃烧,同时也减少了一氧化二氮(N2O)和二氧化碳(CO2)的产生,可以保证热水水质达到NSF饮用水标准
完全热交换
火焰燃烧的热量从火焰管底部进入热水器下部的腔体,并沿填料层向上缓缓流动。下行的冷水与上升的热气相接触,通过反向的填料床层,进行完全、高效的热交换,充分吸收了燃烧产生的显热和潜热。燃烧的烟气从热水器顶部排出,但排烟温度通常在进水的温度范围内,极大地减少了热能损失。同时也不存在因蒸汽转换或换热器内部因素造成的其他能量损失,几乎所有能量都转换了到热水中。
无水垢堆积
采用CET全热交换技术的直燃式燃气热水器燃烧和热传递均采用了独特的设计,其内部或外部没有“热点”,产品运行期间,水中的钙质无法完全从悬浮状态析出,所以该热水器能有效地防止结垢。
节能分析
根据燃气热水器热平衡分析可知,排烟造成的高温烟气的显热损失和燃烧产生的水蒸汽的潜热损失是影响燃烧热效率的关键因素,而烟气温度愈高,排烟损失愈大,热效率愈低。
目前常见的燃气热水器排烟温度一般在110℃以上,部分产品甚至超过200℃,这样不仅造成了烟气的显热损失,而且燃烧产生的水蒸汽的潜热能也完全随烟气排放掉了。而采用CET全热交换技术的直燃热水器,其排烟温度仅比进水温度高了几度,这样不仅大大降低了烟气带来的显热损失,也充分利用了水蒸汽的潜热能。
小结
采用CET全热交换技术的直燃热水器具有高热效率、污染小、安全可靠、操作方便等诸多优点。从我国长期能源供应情况看,虽然我国煤炭资源总量还比较丰富,但是石油、天然气资源相对十分贫乏。随着人口增加、工业化和城镇化进程的加快,能源需求量将大幅度上升,经济发展面临的能源瓶颈和能源环境问题将更加突出,因此节能是缓解能源瓶颈的现实选择,是解决能源环境问题的根本措施。所以如果CET全热交换技术得到推广和应用不仅有利于节约本国能源,还将有助于提高中国产品在全球热水器行业中的地位。
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