燃氣熱水器熱工性能實驗說明
一、燃氣熱水器熱工性能實驗說明-實驗?zāi)康?/strong>
本實驗臺的實驗?zāi)康木褪菧y試燃氣熱水器的性能。
作為家用燃氣熱水器熱工性能測試平臺，可對家用燃氣熱水器的熱效率、熱流量等熱工性能進行測試。
燃氣熱水器是專門用來加熱水的設(shè)備,熱水器本身沒有儲水容器,是應(yīng)用較廣的燃氣設(shè)備之一。燃氣熱水器性能測定實驗臺的主要功能是讓學(xué)生初步掌握燃氣快速熱水器的工作原理及熱效率測定方法,并掌握燃燒分析儀的使用方法。
二、實驗原理與詳細技術(shù)說明
1.燃氣熱水器
本實驗臺的實驗?zāi)康木褪菧y試燃氣熱水器的性能。因此可以選擇市場上的任一型號規(guī)格、任一生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的熱水器。選擇燃氣熱水器時,主要考慮兩點:一是該熱水器適用的燃氣氣源,二是熱負荷或額定熱水能力。
本實驗臺選擇不同燃氣熱水器各一臺，主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。
表兩種燃氣熱水器
|
熱負荷 |
額定熱水能力 |
燃氣種類 |
燃氣額定壓力 |
啟動水壓 |
排煙管尺寸 |
|
12kW |
8kg/min
（∆t=25℃) |
液化石油氣 |
2800Pa |
0.02MPa |
Ф50 |
2.氣源的確定
燃氣氣源主要有3種:天然氣、液化石油氣、人工燃氣。人工燃氣由于熱值低、雜質(zhì)含量高、污染環(huán)境等原因,國家不提倡并禁止人工燃氣的建設(shè)與發(fā)展,因此實驗室不考慮人工燃氣作為實驗氣源�？紤]到實驗室地處安徽省會城市合肥,在國家大型能源工程“西氣東輸”工程已建成投產(chǎn)的情況下,合肥市城市燃氣管網(wǎng)已逐步用天然氣取代原人工燃氣,因此天然氣成為實驗臺氣源之首選,但由于校內(nèi)天然氣管網(wǎng)建設(shè)不到位,加上建設(shè)費用較高,目前無法為建筑環(huán)境與設(shè)備實驗室實現(xiàn)天然氣供氣。液化石油氣熱值高、污染環(huán)境小、罐裝液化石油氣運輸方便、使用靈活,是城市燃氣氣源的重要補充。綜合以上因素,本實驗臺確定以液化石油氣為主要實驗氣源。
3.燃氣的減壓
鋼瓶中液態(tài)液化石油氣經(jīng)過自然氣化后以氣態(tài)存在于鋼瓶中的上部空間,呈高壓,經(jīng)過高低壓調(diào)壓器后降至4000Pa左右,通過調(diào)節(jié)高低壓調(diào)壓器的調(diào)節(jié)旋鈕可以調(diào)節(jié)調(diào)壓器的出口燃氣壓力。液化石油氣鋼瓶上采用的高低壓調(diào)壓器產(chǎn)品成熟、價格便宜。本實驗臺選用了市場上常見的液化石油氣鋼瓶用高低壓調(diào)壓器。
4.燃氣供氣管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計
燃氣供氣管網(wǎng)設(shè)計遵循現(xiàn)行國家燃氣設(shè)計規(guī)范。
燃氣管材:鍍鋅鋼管;
燃氣管徑:因只有1臺熱水器工作,加上液化石油氣氣源比鄰熱水器,管徑取DN15,即可保證流量與管路壓損要求。
5.燃氣的計量
燃氣的計量主要采用干式氣體流量計。
6.燃氣供氣壓力與溫度測量
燃氣是易燃易爆的氣體,在輸配過程中,一旦泄露會造成嚴重的安全事故,因此,燃氣壓力與溫度測量時,必須保證管路密封。
燃氣壓力測量采用U形壓力計，規(guī)格±3000Pa。
燃氣溫度測量選用8點巡檢儀檢測顯示溫度。
7.冷水給水方式
熱水器性能測定時要求冷水進水壓力恒定至0.1MPa。如直接利用實驗室樓內(nèi)生活給水管網(wǎng),水壓波動大,壓力達不到恒定值。故采用水箱與水泵聯(lián)合給水方式。
水箱采用樓頂廢棄生活水箱,在實驗期間,水位下降極小,可認為是恒定水位。對高位樓頂水箱流出的水采用管道泵進行加壓至恒定值0.1MPa�？紤]管路壓力損失,水泵的出口壓力要大于0.1MPa(10mH2O),選用15SG1.5-15型水泵,其主要技術(shù)參數(shù)見表2所示,通過調(diào)節(jié)管路上的冷水閥和水泵出口的壓力傳感器的設(shè)定值使水泵出口壓力,即熱水器進口壓力,達到0.1MPa。熱水器前給水支管采用鋁塑管,管徑DN15，管件螺紋連接。優(yōu)點是水二次污染小、內(nèi)壁光滑,水力阻力小。
表215SG1.5-15型水泵
|
口徑 |
流量 |
揚程 |
功率 |
轉(zhuǎn)速 |
吸程 |
電壓 |
|
15mm |
1.5m3/h |
15mH2O |
120W |
2860r/min |
5mH2O |
220V |
8.冷水進水壓力與溫度測量
冷水進水壓力測量采用0.4級標準壓力表測量。
冷水進水溫度測量也采用8點巡檢儀檢測。
9.熱水出水系統(tǒng)
熱水出水管路系統(tǒng)與冷水供水管路系統(tǒng)相同。管材采用鋁塑管,管徑取DN15;管件螺紋連接。熱水出水水溫采用0～100℃,用8點巡檢儀檢測顯示溫度。
熱水采用容器盛裝,電子秤稱重計量,或量筒計量。
10.氣排出系統(tǒng)
煙氣排出系統(tǒng)包括煙道和煙氣成分測量與分析。煙道采用φ50的鋁箔軟管,與熱水器的排煙管相接,將煙氣排至窗外。
煙氣成分測量采用燃燒分析儀。考慮到本實驗臺主要測試氣體燃料的燃燒分析,氣體燃料的燃燒產(chǎn)物主要是CO、CO2、O2、NOx等。燃燒分析儀有許多產(chǎn)品,性能價格相差甚大，所以本公司產(chǎn)品不提供。
11.燃氣熱水器性能測定實驗臺的功能和特點
燃氣熱水器性能測定實驗臺實物照片見圖3,其工作原理是:冷水流經(jīng)燃氣熱水器中帶有翼片的蛇形管后,被燃氣燃燒產(chǎn)生的熱煙氣加熱成熱水,水獲得的熱量即為熱水器的熱負荷,熱水器的熱負荷與燃氣燃燒放熱量之比即為燃氣熱水器的熱效率。
燃氣快速熱水器是專門用來加熱水的設(shè)備,熱水器本身沒有儲水容器,是應(yīng)用較廣的燃氣設(shè)備之一。燃氣熱水器性能測定實驗臺的主要功能是讓學(xué)生初步掌握燃氣快速熱水器的工作原理及熱效率測定方法,并掌握燃燒分析儀的使用方法。
(1)可測定:熱負荷、熱效率、熱水產(chǎn)率、CO含量、燃燒火焰穩(wěn)定性、熄火安全裝置、停水溫升等多種項目。
(2)通過更換燃氣熱水器,可對各種型號規(guī)格的燃氣熱水器進行性能檢測。
(3)該系統(tǒng)利用瓶裝液化石油氣氣源自然氣化后,減壓,經(jīng)管道輸送至燃氣熱水器使用�？蔀閷W(xué)生建立燃氣供應(yīng)管網(wǎng)系統(tǒng)概念提供直觀的工程案例。
(4)采用水箱與水泵聯(lián)合給水方式,使熱水器的恒壓要求易于實現(xiàn)。
(5)采用瓶裝液化石油氣管道供應(yīng)系統(tǒng),即使在沒有燃氣市政管網(wǎng)的情況下,亦可保證燃氣熱水器性能測定實驗的開設(shè)。
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