论平衡式燃气热水器与密封燃烧室新设计

论平衡式燃气热水器与密封燃烧室新设计

摘 要：本文介绍了传统式衡式热水器的结构及特点，引出了新型密封燃烧室平衡式热水器的构造及优点。

1 前言

燃气炉具是一部使用燃气的机器，利用此机器，将燃气化学能转化为有实用价值的热能，一般以下面三个指标来评价它的有效性能。

1.l 热效率

1.2 燃烧性

完全燃烧一定是火色清蓝，热效率高。不完全燃烧，将会造成能源浪费及危害健康。

l.3 安全性

（1）防止缺氧和中废气毒

（2）防止燃气泄漏

（3）防止回火燃烧

（4）防止过热燃烧以上是对燃气炉具最基本功能的要求和评价依据。

2 平衡式给排气烟道的特点

平衡式给排气烟道，最大的特点是将热水器给排气系统及燃烧工作系统，直接与户外相联接，而与室内完全分离。因而不会造成浴室内的空气污染，去除废气及缺氧的危险因素。相对于传统排气烟道式热水器而言，其热效率亦能提高，可以节省能源、提高安全性能。

3 传统平衡式热水器的密封性结构

传统平衡式热水器的密封。胜结构包括（1）热水器本体的密封结构；（2）给、排气烟道与热水器组合时的密封性；（3）给、排气烟道自身的密封性；（4）烟道间组合时的密封性等。

4 传统平衡式热水器本体密封性结构存在的问题

4.1设计、制造质量、安装和维修质量对其密封性的影响

（1）传统平衡式热水器的密封性结构，是以其本体前盖及后亮作外壁，前盖与后壳的接合处内置胶垫条作封边，以螺丝固紧等方法，来取得其密封性能。

（2）给、排气烟道与热水器本体组合时的密封性，也是靠密封垫圈来进行密封。给、排气烟道问组台时的密封，靠套筒尺寸配套，以及胶封来进行密封。这些都是与原厂设计、安装或维修人员的工作素质有关。

（3）热水器经日久使用后，其密封胶垫会受热老化，或经维修人员多次拆装或不小心拆装等影响因素，均有可能使其失去密封性能；结果燃烧废气便会泄漏进入浴室空气中。若有不完全燃烧情况发生时，CO2特别是CO及NOX等燃烧废气，均会直接危害人体安全；此时与直排式（无烟道式）热水器情况无异，结果失去了平衡式热水器的优越性能。

（4）平衡式热水器的安全性，首先必须要求制造厂家在设计和制造上保证产品质量，同时要求安装和维修人员工作认真和施工后严格的质量检查管理，以及交付使用后定期安全检查等；才能保证平衡式热水器使用安全。排除"平衡式热水器必定安全"的不正确麻痹思想。才可能避免日后不再酿成类似无烟道式热水器所造成的事故。

4.2 微电脑程控电子结构，内置在传统平衡式热水器内壳中，直接受到燃烧高温影响

（1）现代燃气热水器的设计，已经排除了自然给、排气平衡式烟道的设计；而采用强制式"风扇辅助）平衡式给、排气烟道的设计。但无论采用上置式抽气机或下置式送风机，均须使用"微电脑程控电子结构"，即包括中央电子控制器、电磁阀、比例阀、和冷热水温度控制等电子元件，它们与燃烧器一起放置在内壳中。

（2）燃烧器大火燃烧就在内壳中心部分进行，设置在热水器内壳左右两旁或上、下方的电子结构，很容易遭受燃烧时的高温热力影响。电于结构处于极恶劣环境中工作，其安全性及耐用性均受到质疑。

5 密封燃烧室新设计

5.1 密封燃烧室新设计结构

图3为密封燃烧室新设计结构示意图。

5.2 新设计特点

（1）将燃气燃烧部分采用"密封室"方式设计，密封室与热交换器、给、排气烟道相联接；而下部则与送风机相联接。燃烧局限在密封室内进行，送风机送入新鲜空气，燃烧热流量通过热交换器吸纳；而燃烧废气通过唯一排气管道排出户外。排气管道出日处附加防止倒流单向阀，外界强风无法迫使废气回流进入燃烧室内（若单向阀被封闭后，热水器会自动停止工作）。

（2）在密封燃烧室内，大火燃烧或燃烧停止后，燃烧废气能否反向经由送风机空气入口处外泄至热水器壳内，或再由内壳外泄至浴室呢？答案是一定不会发生。因为在设计热水器时已作周密的工作程序编排。

①首先必须有水流动（2.5L/min以上），中央电子控制器传感后，才指令送风机开始运作。当送风机转速度至2100 r/m或以上时；再指令燃气电磁阀及燃气比例间开启，再点火开始，然后逐步升级至大火全开。

②大火燃烧在密封燃烧室内进行，送风机设置在下部；燃烧废气在送风机发出的强大风量、风压下，唯一出路是经由热交换器顶部的排气管道排至户外，在排气管中的防止倒流阀是十分重要的设计，它防止了外界风力可能将废气倒流进人热水器燃烧室内，这样安全性大大提高了。

③当大火燃烧停止后，送风机继续工作，至少400秒后才缓慢停止，以保证密封燃烧室内的残存废气全部清除。

④上述每个工作步骤都由中央电子控制器及各部电子感应器进行监控，当达不到技术指标或出现故障时，热水器的燃烧支作将自动停止。

5.3新设计的优点

（1）彻底解决了上述4.l条热水器本体密封性结构存在的问题，不再依赖以外壳作为"密封性结构"；同时也不须依靠安装或维修人员的技术素质来保证热水器的密封性。

（2）上述4.2条电子结构设在热水器内壳中，直接受到燃烧高温的影响存在问题亦得到解决。因为燃烧器在密封室内，大火燃烧时，燃烧高温热力不会直接传递至电子元件上，再加上有隔热板，内置的电子元件不但不会受热，而且从户外输人的新鲜空气有助于冷却电子元件。结果延长使用寿命和提高工作效能。

（3）送风机起到"燃烧加风"作用，热能利用率提高，同时容易排净废气，从而提高热效率。

（4）密封燃烧室使热交换器吸收热能能力提高，热能散失减少，热效率因而提高。

（5）密封燃烧室与环保炉头设计配合，实现完全燃烧，使废气中的CO、CO2、NOx等减至符合世界环保先进标准。

（6）燃烧噪音减低至48dB或以下，使用大容量热水器（16-32 l）或夜深人静时使用热水器也无妨。

（7）外壳的炽热感觉消失，永远不会灼伤接触者。热水器运作时的温度分布详见表3和图5。

（8）外壳水湿也不会影响密封燃烧室。因为燃烧室与外壳问充满流动的新鲜空气，起到隔热和隔湿作用。

6 结论

（1）新设计的密封燃烧室是在强制给

、排气平衡式热水器内，可以称之为具有双重密封保险平衡式热水器。它成为当今世界上最先进的燃气热水器新设计。大大提高了燃气热水器的安全性能、环保性能、恒温性能和使用方便性能等。

（2）超过12kwl0000Kcal/N的燃气热水器，不管是室内或室外设置式，均适宜采用密封燃烧室的新设计。
 

作者：香港联邦炉具（集团）有限公司 黎 刚 

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