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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 =11.044.495/100.9=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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