冷凝式燃气采暖炉的实际热效率.pdf

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冷凝式燃气采暖炉的实际热效率

正确评估冷凝式燃气采暖 炉的实际热效率 王立权 1 高文学2 步建森1, (1、冀州市冀能能源设备有限责任公司;2、中国市政工程华北设计研究总院) • 摘要:基于(全预混的)冷凝式燃气采暖 炉与非冷凝式采暖炉这两种不同燃烧方式 的炉型,对在不同空气系数、不同排烟方 式时的采暖炉热效率进行了计算和分析, 研究发现,在相同的排烟温度(如 30℃),不同空气系数时,非冷凝式采暖 炉比冷凝式采暖炉的热效率至少降低1.7%。 燃气采暖炉较高的回水温度,限制了冷凝 式燃气采暖炉节能效果的发挥,必须正确 评估冷凝式燃气采暖炉的热效率,以防止 误导消费者。 • 关键词:评估;燃气采暖炉;热效率 0引言 燃气采暖炉的使用条件不同于燃气热水器,热水器加热的是 15℃左右的自来水,而燃气采暖炉流入回水管的是采暖系 统内的水,只有第一次点火时水温是比较低的,正常运行 之后的回水温度最低也不能低于30℃,如果不是地板管采 暖,而是使用散热器采暖,最低的回水温度也要在45 ℃以 上,否则没有采暖效果。 根据热力学第二定律,不可能把热量从低温物体传向高温物 体而不引起其它变化,要想让被加热的物体达到热源相同 的温度,理论上需要无限长的时间;按照使用水流式热值 仪的经验,当本生灯的热负荷大于1.163 kW时,排烟温度 很难做到不大于进水温度0.2℃。而燃气采暖炉的热负荷 都在18 kW以上。排烟温度至少也要高于回水温度1℃以 上;即:冷凝式采暖炉在使用地板采暖时的排烟温度要大 于31℃,使用散热器时的排烟温度要大于46 ℃。 1 在排烟温度为31℃时产生的冷凝放热 按照燃烧反应式 CH + 2O = CO + 2H O (1) 4 2 2 2 在标准状态下,1 m³天然气(设为纯甲 烷,下同)完全燃烧,需要2 m³氧气,产 生1 m³二氧化碳和2 m³水蒸气。干空气中 的氧气含量为20.9%,理论空气量应为: 2 3 3 V = =9.56 m 空气/ m 燃气 0 0.209 在全预混燃烧时,以最小的空气系数 α=1.05计算,实际所需的干空气量为: 3 3 V =1.05 9.56 =10.04 m / m 燃气 a 实际的排烟量为(按干空气计算): 3 3 V =10.04+1=11.04 m 烟气/ m 燃气 fl 在1标准大气压下,31℃时,水的饱和 蒸汽压是4.495 kPa ,以北京地区为例,冬季 的平均大气压为100.9 kPa,烟气中未能冷凝 的水蒸气含量为: 3 3 V =11.044.495/100.9=0.492 m水蒸气/m燃气 H O fl 2 , 烟气在冷凝之前的总含水量等于空气中 的含水量加上燃烧产物的含水量之和,其中 空气中的含水量计算如下:北京地区冬季平 均气温-2℃,平均相对湿度为50%,在-2℃ 时,水的饱和蒸汽压为0.452 kPa;燃烧一立 方米天然气所需空气中的含水量为: V =9.56 1.05 (1+0.452 0.50/101.325) 0.452

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