淺談平衡式燃氣熱水器與密封燃燒室新設計論文

　　摘要：

　　本文介紹了傳統式衡式熱水器的結構及特點，引出了新型密封燃燒室平衡式熱水器的構造及優點。

　　1 前言

　　燃氣爐具是一部使用燃氣的機器，利用此機器，將燃氣化學能轉化為有實用價值的熱能，一般以下面三個指標來評價它的有效效能。

　　1.l 熱效率

　　1.2 燃燒性

　　完全燃燒一定是火色清藍，熱效率高。不完全燃燒，將會造成能源浪費及危害健康。

　　l.3 安全性

　　（1）防止缺氧和中廢氣毒

　　（2）防止燃氣洩漏

　　（3）防止回火燃燒

　　（4）防止過熱燃燒以上是對燃氣爐具最基本功能的要求和評價依據。

　　2 平衡式給排氣煙道的特點

　　平衡式給排氣煙道，最大的特點是將熱水器給排氣系統及燃燒工作系統，直接與戶外相聯接，而與室內完全分離。因而不會造成浴室內的空氣汙染，去除廢氣及缺氧的危險因素。相對於傳統排氣煙道式熱水器而言，其熱效率亦能提高，可以節省能源、提高安全效能。

　　3 傳統平衡式熱水器的密封性結構

　　傳統平衡式熱水器的密封。勝結構包括（1）熱水器本體的密封結構；（2）給、排氣煙道與熱水器組合時的密封性；（3）給、排氣煙道自身的密封性；（4）煙道間組合時的密封性等。

　　4 傳統平衡式熱水器本體密封性結構存在的問題

　　4.1設計、製造質量、安裝和維修質量對其密封性的影響

　　（1）傳統平衡式熱水器的密封性結構，是以其本體前蓋及後亮作外壁，前蓋與後殼的接合處內建膠墊條作封邊，以螺絲固緊等方法，來取得其密封效能。

　　（2）給、排氣煙道與熱水器本體組合時的密封性，也是靠密封墊圈來進行密封。給、排氣煙道問組臺時的密封，靠套筒尺寸配套，以及膠封來進行密封。這些都是與原廠設計、安裝或維修人員的工作素質有關。

　　（3）熱水器經日久使用後，其密封膠墊會受熱老化，或經維修人員多次拆裝或不小心拆裝等影響因素，均有可能使其失去密封效能；結果燃燒廢氣便會洩漏進入浴室空氣中。若有不完全燃燒情況發生時，CO2特別是CO及NOX等燃燒廢氣，均會直接危害人體安全；此時與直排式（無煙道式）熱水器情況無異，結果失去了平衡式熱水器的優越效能。

　　（4）平衡式熱水器的`安全性，首先必須要求製造廠家在設計和製造上保證產品質量，同時要求安裝和維修人員工作認真和施工後嚴格的質量檢查管理，以及交付使用後定期安全檢查等；才能保證平衡式熱水器使用安全。排除"平衡式熱水器必定安全"的不正確麻痺思想。才可能避免日後不再釀成類似無煙道式熱水器所造成的事故。

　　4.2 微電腦程控電子結構，內建在傳統平衡式熱水器內殼中，直接受到燃燒高溫影響

　　（1）現代燃氣熱水器的設計，已經排除了自然給、排氣平衡式煙道的設計；而採用強制式"風扇輔助）平衡式給、排氣煙道的設計。但無論採用上置式抽氣機或下置式送風機，均須使用"微電腦程控電子結構"，即包括中央電子控制器、電磁閥、比例閥、和冷熱水溫度控制等電子元件，它們與燃燒器一起放置在內殼中。

　　（2）燃燒器大火燃燒就在內殼中心部分進行，設定在熱水器內殼左右兩旁或上、下方的電子結構，很容易遭受燃燒時的高溫熱力影響。電於結構處於極惡劣環境中工作，其安全性及耐用性均受到質疑。

　　5 密封燃燒室新設計

　　5.1 密封燃燒室新設計結構

　　圖3為密封燃燒室新設計結構示意圖。

　　5.2 新設計特點

　　（1）將燃氣燃燒部分採用"密封室"方式設計，密封室與熱交換器、給、排氣煙道相聯接；而下部則與送風機相聯接。燃燒侷限在密封室內進行，送風機送入新鮮空氣，燃燒熱流量透過熱交換器吸納；而燃燒廢氣透過唯一排氣管道排出戶外。排氣管道出日處附加防止倒流單向閥，外界強風無法迫使廢氣迴流進入燃燒室內（若單向閥被封閉後，熱水器會自動停止工作）。

　　（2）在密封燃燒室內，大火燃燒或燃燒停止後，燃燒廢氣能否反向經由送風機空氣入口處外洩至熱水器殼內，或再由內殼外洩至浴室呢？答案是一定不會發生。因為在設計熱水器時已作周密的工作程式編排。

　　①首先必須有水流動（2.5L/min以上），中央電子控制器感測後，才指令送風機開始運作。當送風機轉速度至2100 r/m或以上時；再指令燃氣電磁閥及燃氣比例間開啟，再點火開始，然後逐步升級至大火全開。

　　②大火燃燒在密封燃燒室內進行，送風機設定在下部；燃燒廢氣在送風機發出的強大風量、風壓下，唯一出路是經由熱交換器頂部的排氣管道排至戶外，在排氣管中的防止倒流閥是十分重要的設計，它防止了外界風力可能將廢氣倒流進人熱水器燃燒室內，這樣安全性大大提高了。

　　③當大火燃燒停止後，送風機繼續工作，至少400秒後才緩慢停止，以保證密封燃燒室內的殘存廢氣全部清除。

　　④上述每個工作步驟都由中央電子控制器及各部電子感應器進行監控，當達不到技術指標或出現故障時，熱水器的燃燒支作將自動停止。

　　5.3新設計的優點

　　（1）徹底解決了上述4.l條熱水器本體密封性結構存在的問題，不再依賴以外殼作為"密封性結構"；同時也不須依靠安裝或維修人員的技術素質來保證熱水器的密封性。

　　（2）上述4.2條電子結構設在熱水器內殼中，直接受到燃燒高溫的影響存在問題亦得到解決。因為燃燒器在密封室內，大火燃燒時，燃燒高溫熱力不會直接傳遞至電子元件上，再加上有隔熱板，內建的電子元件不但不會受熱，而且從戶外輸人的新鮮空氣有助於冷卻電子元件。結果延長使用壽命和提高工作效能。

　　（3）送風機起到"燃燒加風"作用，熱能利用率提高，同時容易排淨廢氣，從而提高熱效率。

　　（4）密封燃燒室使熱交換器吸收熱能能力提高，熱能散失減少，熱效率因而提高。

　　（5）密封燃燒室與環保爐頭設計配合，實現完全燃燒，使廢氣中的CO、CO2、NOx等減至符合世界環保先進標準。

　　（6）燃燒噪音減低至48dB或以下，使用大容量熱水器（16-32 l）或夜深人靜時使用熱水器也無妨。