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    關于大氣式燃燒智能熱水機在衛生熱水供應系統中的應用

    2019-07-02

    關于大氣式燃燒智能熱水機

    在衛生熱水供應系統中的應用

    劉振印1 陳立飛2 陳永鋒2

    (1 中國建筑設計院有限公司 ,北京100044;2浙江杭特容器有限公司,浙江312300)

    [提要]大氣式燃燒智能熱水機是一種新型智能、集成、模塊化的供熱設備。本文從介紹研制這種新型熱水機的目的、主要結構特點和熱力性能測試進行對比分析,最后得出新型熱水機優于其他熱水機組的論點。

    關鍵詞 大氣式燃燒 智能 集成 模塊化 鋼制常壓熱水爐 真空熱水爐 熱水機



    一、 概述:

    目前國內衛生熱水供應絕大多數采用換熱器間接加熱供熱方式,熱媒采用城市管網高溫熱水或另設蒸汽、熱水鍋爐。隨著國內對鍋爐煙氣排放的環保要求越來越嚴格,并逐步在淘汰燃油鍋爐。由于普通換熱器受制于熱媒,解決熱媒途徑已迫在眉睫。近年來隨著西氣東送,城市天然氣管網建設迅速,這為解決供熱設備的能源問題提供了有利的條件。我公司受中國建筑設計院的委托,研發一種利用天然氣燃燒直接供熱的新型熱水機。該熱水機把熱水的加熱、貯存、熱水循環進行有機的結合,具有智能、集成、模塊化特點,機組占地面積小,使用與維護方便,達到無人值守。


    二、 國內直接加熱燃氣熱水機組的現狀及發展趨勢:燃氣集成換熱機組

    1. 鋼制常壓熱水爐:熱水出水溫度波動大,加熱較慢,普遍熱效率不高。需要軟水,水質差,易結垢。排煙溫度高,需要較高的保溫煙囪設置。體積較大,需定時清理,機房設置、安裝有特殊要求,使用壽命5~10年,運行成本高。

    2. 真空熱水爐:采用低溫冷凝蒸汽間接加熱,熱水出水溫度波動大,加熱慢,熱效率低。排煙溫度較高,需要較高保溫煙囪設置。體積大,需定時清理,機房設置、安裝有較高要求,使用壽命5~10年,運行成本高。


    三、 新型大氣式燃燒智能熱水機性能特點及主要結構:太陽能熱水儲罐

    1. 熱水機采用美國進口瑞百克(RAYPAK)燃氣爐,大氣式燃燒,火焰大小火兩級控制,出水溫度恒溫,加熱極快,熱效率達92%以上。

    2. 采用霍尼韋爾元器件,自控系統好,安全性極佳。

    3. 排煙溫度<130℃,裝設煙氣節能器,可降至100℃以下,無需保溫煙囪,可直接排至室外,符合環保要求。

    4. 運行平穩,噪聲低于65dB。機組智能、集成、模塊化設計可隨季節及用水量合理匹配,機組占地面積小,使用與維護方便,達到無人值守,使用壽命15~20年。

    5. 新型熱水機主要結構特點如下

    (1)熱水機結構示意圖:

     

    (2)燃氣爐結構圖:

    關于大氣式燃燒智能熱水機在衛生熱水供應系統中的應用 

    (3)高端翅片銅管,一次性擠壓成型,具有高效的換熱性能:

     

    (4)可拆式爐排結構,平板式燃燒加熱均勻:

     

     

    (5)熱水機匹配公司專用熱水貯罐,材質采用不銹鋼S30408、S31603、SUS444,碳鋼襯銅、復合SUS444,確保水質。

    (6)熱水機預留了可連接太陽能、熱泵、電輔助加熱等余熱利用接口,達到節能。

    (7)熱水機匹配格蘭富水泵,設置了熱水溫度、壓力傳感器,控制系統實時采集熱水各種數據,可連接到中央樓宇控制系統或遠傳控制。

    6、熱水機衛生熱水供應系統:

    四、 測試數據:熱交換器

    熱水機型號:HTZ-R-35-1.0(RAYPAK W-1468型商用熱水爐),使用單位:杭州市第一人民醫院

    檢測單位:浙江省熱工檢測中心

    1. 熱水機額定供熱量:353KW

             最高熱水壓力:1.102MPa

             最高出水溫度:120℃

             設計燃料:天然氣

    2. 實驗測試目的:測定熱水機的供熱量、進出水溫度、熱效率

    3. 測試數據:


    序號

    名稱

    符號

    單位

    實驗數據

    工況I

    工況II

    1

    燃氣低位發熱量

    Q

    KJ/Nm3

    36733

    36733

    2

    循環水量

    G

    Kg/h

    25320

    25398

    3

    進水溫度

    tjs

    33.33

    33.72

    4

    出水溫度

    tcs

    45.89

    46.34

    5

    進水壓力

    pjs

    MPa

    0.15

    0.15

    6

    出水壓力

    pcs

    MPa

    0.08

    0.08

    7

    熱水機出力

    Q,

    kw

    368.6

    371.0

    8

    熱水機熱效率

    η

    %

    91.974

    92.040

    9

    平均熱效率

    ηp

    %

    92.01


    結論:測試采用天然氣低位發熱值,熱水機平均出力為369.8kw,實際出力達到額定出力,平均熱效率為92.01%


    五、 熱水機系列產品的開發與效益分析:

    1. 熱水機根據賓館、飯店等常用的標準客房數進行歸類,按50、100標準床位進行定型設計,便于給排水工程師設計、選型。

    2. 應用實例及效益分析:

    某養老中心公寓樓,共300個標準間600個床位,具備天然氣能源,要求24h供應熱水。

    經計算熱負荷為:301.9kw,約26萬大卡/小時,可選取HTZ-R-25-1.0熱水機一臺,選配PAYPAK WH3-1125熱水爐。工程一次性投資約40萬元左右,若采用真空熱水爐,需要考慮機房管路系統安裝、保溫煙囪設置,一次性投資約在50萬元左右,采用常壓熱水爐加傳統換熱設備,投資約在60萬元左右。

     

     

    六、 結論:

    公司研制、開發的大氣式燃燒熱水機,從立項到設計、試制、測試與試用,取得了圓滿的成果。由于它具有新能源利用、節能、環保等優勢,熱水機作為整體模塊化設計,智能、集成,減少了機房占地面積,第二代集成熱水機占地面積已縮小到2m2,大大節約了安裝、制作成本,熱水供應選型設計方便,已為國內眾多用戶選用。

     

     

    參考文獻:

    1. GB50015-2010,建筑給水排水規范

    2. CECS134:2002,燃油、燃氣熱水機組生活熱水供應設計規程

    3. 05SS121,熱水機組選用與安裝

     

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