燃氣燃燒可供利用的熱量包括煙氣的顯熱和煙氣中水蒸氣的潛熱兩部分,普通型熱水器受換熱器結構的限制,排煙溫度高(國標規定排煙溫度不小于110℃),只能利用煙氣的顯熱;冷凝式燃氣熱水器排煙溫度很低,不僅能夠充分吸收煙氣的顯熱,還能利用煙氣中一部分水蒸氣的汽化潛熱,因此,冷凝式燃氣熱水器的熱能利用效率可以大大提高。以天然氣為例,天然氣中主要成分為甲烷,其低熱值為Hl=3.64xl04 KJ/m3,高熱值Hh=4.036x l04KJ/m3,燃燒產物水蒸汽冷凝放出熱量約為低熱值的11%。當排煙溫度控制為40℃,空氣系數為1.4時,天然氣冷凝式熱水器的熱效率高達98%,比普通型熱水器的熱效率提高13%之多,這其中6%左右由潛熱得到,7%左右由低溫顯熱獲得,冷凝式熱水器幾乎吸收了除散熱損失以外的全部顯熱以及近50%煙氣中水蒸氣的潛熱。
冷凝式燃氣熱水器與普通型燃氣熱水器結構上的主要區別在于換熱器的不同,為充分吸收高溫煙氣的熱量,同時便于收集凝結水,冷凝式燃氣熱水器一般采用二次換熱方式。在燃氣熱水器上部設置冷凝換熱器,下方安裝顯熱換熱器,兩者之間安置凝結水收集器。高溫煙氣由下至上依次進入顯熱換熱器和冷凝換熱器,吸收顯熱和潛熱後煙氣的溫度降至常溫,由上部煙道排出。為了安全可靠地排出低溫煙氣,冷凝式燃氣熱水器應采用強制排煙方式。
冷凝式熱水器的節氣率為13%,同洋耗氣量條件下熱水產率提高15%,是一種高效的燃氣熱水器,在工業發達國家,冷凝式燃氣熱水器的產量一般占熱水器總產量的15%左右。目前國內尚-此類產品面市的很少,原因主要是受制造成本和市場推廣等因素的制約。隨著燃氣熱水器生產技術的進步、生產規模的擴大、生產成本的降低和人民生活水平的提高,這種節能型產品必將進入燃氣熱水器的消費市場。
據測算,如果國內每年生產的1000萬台熱水器中有一半能達到一級節能產品的要求,則每年將節約燃氣2.5億立方米(按熱值折算為天然氣),其社會效益與經濟效益是十分明顯的。這是業界都能看到的事實,但不得不正視的是我國市場上的燃氣熱水器能夠達到1級能效的產品微乎其微。而且值得關注的是,“目前還沒有非冷凝式熱水器達到1級能效。”《中國電子報》記者在采訪燃氣熱水器主流廠家時得到了一個完全一致的觀點。在節能的大背景下,冷凝式燃氣熱水器走向台前。業界普遍認為,燃氣熱水器要實現一級節能熱水器產品,發展冷凝式燃氣熱水器是一條可以探索的途徑。
冷凝技術最高節能20%
能率熱水器公司技術工程師張坤東在采訪中表達了這洋的意思,要實現燃氣熱水器的良好節能,在能夠大幅度提高熱水器熱效率的措施中,加強熱交換器換熱、充分利用煙氣中的潛熱效果最為明顯。而能夠利用煙氣中的水蒸氣潛熱的熱水器被稱為冷凝式燃氣熱水器。
記者查閱相關技術資料後得到的冷凝式熱水器定義,是指在正常使用條件下,煙氣中的水蒸氣被部分冷凝,冷凝釋放出的潛熱用于加熱衛生熱水的熱水器。重慶大學城市建設與環境工程學院譚順民教授認為,冷凝式燃氣熱水器的實際節氣率可達12.8%,在同洋耗氣量下熱水產率提高度為14.6%,是目前唯一可以達到《燃氣熱水器能效標准》一級能效標准的燃氣熱水器產品類型。總體來看,冷凝式熱水器比一般熱水器節能15%-20%。
據譚順民介紹,在發達國家,冷凝式燃氣熱水器的產量一般占熱水器總產量的15%左右。事實上,冷凝技術在民用燃具上的使用已超過20年,但冷凝式熱水器還沒有實現在市場的廣泛銷售,原因之一是冷凝式熱水器與普通熱水器相比,元件較多,結構複雜,價格也更高。