燃气应用第七章

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一、热水器与壁挂炉的系统组成
换热器通常由带翅片的盘管组成，水在管内烟气在管外， 烟气的对流换热系数低于水的，所以在烟气侧加翅片增大 换热面积，管内水侧一般为光管，有些换热器工作温度较 高，水在管壁处易形成局部汽化，导致传热效果变差同时 出现流动噪声，有些热水器在水管内布置弹簧扰子来消除 这种现象。大部分热水器在燃烧室壁面上布置盘管，形成 水冷铜壁，主要吸收燃烧室的辐射热，有的热水器的燃烧 室采用绝热材料制作，热交换全部由换热器完成，但绝热 材料通常为石棉，由于近年来国际上公认石棉对人体有害， 这种绝热壁面燃烧室属于被淘汰的对象。
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(a) 翅片式换热器
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(b) 壳管式换热器
常用换热器
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一、热水器与壁挂炉的系统组成
采暖壁挂炉的水路及热交换系统相对较为复杂，分为循环 水加热系统和生活热水加热系统。
循环水加热系统中采暖系统回水经三通阀、水流开关、循 环水泵、采暖热交换器生成采暖热水通过供水接头与采暖 系统的供水管道连接，并在系统中设置了闭式膨胀罐、自 动排气阀、安全阀及旁通管、旁通阀等。采暖水热交换器 有翅片式和管壳式（容积式）换热器两类。
阀
供
热冷
回
水
水水
水
接系统
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即时式生活热水系统原理图
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一、热水器与壁挂炉的系统组成
直流式水-水换热器一般采用板式换热器或组合式 换热器。图8、图9为板式换热器，板式换热器高 效、可靠，为多数壁挂炉所采用。图10所示为组 合式换热器，将采暖水和生活热水加热组合在一 起，从而省去了单独的板式换热器，是一种节省 成本的形式，但这种形式中生活热水由采暖水间 接加热，容易导致采暖水加热系统水温偏高、热 惰性增大、换热效率下降等不利影响。
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二、其它燃气用具
燃气热泵也是空调设备。热泵与制冷机的工作原理相同， 即以逆循环方式进行工作的。两者的区别是它们温度极限 不同，制冷机是将周围物质(如空气、江或河水)作为高温 热源，被冷却的低温物质为低温热源；热泵则将周围物质 作为低温热源，需要供热的场所是其高温热源。根据热泵 的驱动型式分有压缩式热泵和吸收式热泵。
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图8 板式换热器展开原理图
热媒
热媒
生活热水 冷水
图9 焊接式板式换热器
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供水
回水
冷水 热水
螺旋管外 为采暖热水
图10 组合式换热器（管中管）
螺旋管内 为生活热水
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一、热水器与壁挂炉的系统组成
（二）、燃气供应及燃烧系统
燃气经进气口进入热水器后，流经过滤器、电磁阀、调压 （稳压）器、气量调节阀、水气连锁装置、集气管、喷嘴 后进入燃烧器，燃气与空气混合后在燃烧室燃烧释放出热 量。
表面无大面积焦痕；内部无夹生。
表面无大面积焦痕；烤箱内温度差小于 20℃；烤箱中心升温到200℃的时间小 于20min。
每个燃 烧器头 部应装 设熄火 保护装 置。
同家用灶与烤箱。保持良好通风。
不夹生、不烧焦；米饭中心温度在80℃
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以上；热效率大于50%。
一、燃气灶具
家用燃气灶种类很多，根据燃烧器的数量有单眼灶、双眼 灶、多眼灶、带烤箱的烤箱灶等；根据安装形式可分为台 式灶和嵌入式灶；根据二次空气补给形式有下进风和上进 风之分；根据其风格可分为西餐灶和中餐灶。其中，镶嵌 在烹调台面使用的燃气灶，称嵌入式燃气灶，上进风主要 为嵌入式燃气灶而存在，由于嵌入式有可能在下部为密封 结构，所以在燃烧器的周围设置二次空气的入口，形成上 进风。
家用烤箱 标准额定热流量小于5.82 kW的烤箱。大气式多火孔燃烧器
家用烤箱灶 家用灶与家用烤箱的组合形式。 大气式多火孔燃烧器
家2用02饭1/锅9/15
焖饭的最大稻米量小于4L、标准额 定热流量小于4.19kW的饭锅。
大气式多火孔燃烧器
基本性能要求
要求两眼和两眼以上的燃气灶须有一个 灶眼的热负荷≥3.5kW；台式灶热效率大 于55%、嵌入式灶热效率大于50%。
生活热水与采暖水分别为两套独立的系统，这是因为采暖 循环水是不能满足生活热水的卫生标准的，为了共用一套 燃烧系统，生活热水通常为间接加热，将采暖循环水的热 量通过水-水换热器交换给生活热水。水-水换热器通常有 直流式（又称快速式或即热式）和容积式两类。
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至主换热器
循环泵
三
通
板式换热器
燃气热水器与壁挂炉种类很多，按水的加热形式分为直流 式（快速式、即热式）和容积式两类；按燃气种类分为人 工气、天然气、液化石油气；按供风排烟方式可分为直排 式、烟道式、平衡式、强制排烟式（强排）、强制鼓风式 （强鼓）、强制给排气式（平衡式强制排烟）；另外还有 冷凝式、低NOx、恒温型热水器与壁挂炉等。另外壁挂炉 还分为单采暖的壁挂炉（单功能）和带生活热水的双功能 采暖壁挂炉。
凝器，这是为了防止冷凝器中的冷却水管表面出现结晶现象。
液态冷媒从冷凝器经过一个孔口(膨胀阀)进入低压的蒸发器内
(约为1／100大气压)，由于压力突降而一部分冷媒液体闪蒸，
其余液态冷媒被冷却到与蒸发器压力相wenku.baidu.com的饱和温度。用冷媒
泵将冷媒均匀地喷洒在蒸发器内的蒸发管上，将其内流过的水
冷却成空调用水，通过空气热交换器把空气冷却到要求的温度
燃气压缩式热泵 其系统主要有燃气发动机、压缩机、冷
凝器、减压阀(膨胀阀)和蒸发器等。工作过程如下：系统
所用的低沸点工质在减压阀4后呈液态、低压，进入蒸发
器3，由于其沸点很低。所以从低温热源(周围环境)吸热
蒸开发蒸，发吸器3收进的入热压量缩为机Q20而；获蒸得发机后械的能气，态工工质质升，压在、低升压温下达离
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直火式燃气烤箱
1─进气管；2─恒温器；3─燃气管；4─燃烧器；5─喷嘴；6─阀门；7─点 火电极；8─点火辅助装置；9─压电陶瓷；10─旋钮；11─空气调节器；12─ 内箱；13─托盘；14─托网；15─恒温器的感热元件；16─绝热材料层；17─ 2021/排9/1烟5 口；18─温度指示器；19─拉手；20─烤箱玻璃；21─门；22─烤箱腿7
第一节
燃气炊事用具及其他燃具
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一、燃气灶具
烹饪分蒸、煮、煎、烤、炸、炒等工艺方法。相应的燃气用具也是多 种的，有家用燃气灶、烘烤器、烤箱、烤箱灶、中餐灶和西餐灶等。 新的国家标准也把上述各种炊事用具统称为燃气灶具。
分类
定义
燃烧器形式
家用灶
单个燃烧器标准额定热流量小于 5.23 kW的灶。
直火式烤箱 燃气管道和燃烧器置于烤箱底部。燃气由进 气管1经阀门6、恒温器2、燃气管3 和喷嘴5进入燃烧器4 实现燃烧。点火系压电自动点火装置，它由压电陶瓷9、 点火电极7和点火辅助装置(燃烧器)所组成。燃气燃烧生 成的高温烟气通过对流和辐射换热方式用或烤或蒸的工艺 加热食品。最后烟气由排烟口17排入大气中。
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燃气吸收式热泵的工作原理
1—发生器；2—冷凝器；3—蒸发器；4—吸收器；
5—减压阀；6—循环泵；7—热交换器；
P1—高压；P2—低压
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第二节
燃气热水器与壁挂炉
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燃气热水器是一个专门提供生活热水的高效的燃气用具， 燃气壁挂炉是为满足建筑单体采暖需要而产生的与热水器 类似的民用燃气具，因为通常做成壁挂型的所以一般称为 壁挂炉或壁挂锅炉。
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家用双眼台式灶示意图
1─进气管；2─开关钮；3─燃烧器；4─火焰调节器； 5─盛液盘；6─灶面；7─锅支架；8─框架
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二、燃气烤箱
家用燃气烤箱的加热形式分有自然对流循环式和强制对流 循环式两种。前者是利用热烟气的升力在箱内(直火式)或 在箱外(间接式)循环加热，然后由排烟口逸出；后者是利 用风机强制烟气循环，其优点是可充分利用加热室的空间， 缩短了加热室的预热时间从而缩短了烤制时间。
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一、燃气灶具
家用双眼台式灶 由进气管、开关钮、燃烧器、火焰调节 器、盛液盘、灶面、锅支架和框架所组成。家用燃气灶采 用多火孔头部的大气式燃烧器。火孔多为圆形或方形。锅 支架高度一般取25～35mm为宜。至少有一个火眼的锅支 架能适应100mm直径的平底锅。
现代燃气灶具都设有自动点火系统，为了提高燃气灶的安 全性，防止意外中途熄火导致燃气大量泄漏而引发的灾害， 国家标准要求每个燃烧器头部应装设熄火保护装置。嵌入 式燃气灶结构与台式灶基本相同，只是在面板上增加了进 风口，一般嵌入式的热效率低于台式灶，所以国家标准要 求台式灶热效率不得低于55%，嵌入式灶不得低于50%。
到所需要的温度和压力值；离开压缩机1的工质进入冷凝
器温5度，下在降这而里凝工为质液向态高，温然热后源经(供减热压回阀水降)压放，出其热又量处Q于1后液，态、
低压状况，完成了一个循环。
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燃气压缩式热泵的工作原理
1—燃气发动机；2—压缩机；3—蒸发器；4—减压阀；5—冷凝器； 6—废气；7—发动机冷却水；8—供热回水；9—供热供水
中餐灶与西餐灶的区别在于因中西方烹饪习惯的不同而采
用不同的设计，西方人习惯于煎、炸食物，普遍使用平底
锅，要求均匀加热，火焰尽量在加热平面上均匀分布；而
中国人则习惯于爆炒，使用尖底锅，爆炒的工艺要求决定
了加热热量应尽量集中于锅底，这样可获得更好的烹饪效
果，加快烹饪速度，还可以在一定程度上提高热效率。
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一、热水器与壁挂炉的系统组成
燃气热水器与壁挂炉通常由水路及热交换系统、燃气供应 及燃烧系统、空气供应与烟气排放系统、点火及安全控制 系统以及自动调节系统所组成。
（一）、水路及热交换系统
燃气热水器一般由自来水管道提供水源，当然也有用于野 外的特殊热水器是由河水等提供的，这类热水器一般配备 一个潜水泵。自来水经冷水阀进入热水器，经过滤器、稳 压（稳流）器、水气连锁或水流传感器、水量调节阀进入 热交换系统，包括燃烧室壁面换热和对流热交换器两部分 换热，最后经热水出口供用户使用，如果是冷凝式热水器， 还会有一个余热回收热交换器。
燃气热水器上设置有三种类型的燃气阀，关闭阀、安全切 断阀、气量调节阀。水气连锁装置中的燃气阀在热水器中 作为关闭阀使用，电磁阀用来作为安全切断阀，作为各种 安全保护装置的执行机构，气量调节阀用于调节燃气量， 在普通热水器上一般采用手动调节阀，在自动控温型（恒 温）热水器上采用比例阀或电动阀等，气量调节阀密封性 要求不高，不允许作为关闭阀使用。
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二、其它燃气用具
燃气吸收式热泵 所谓吸收式就是采用吸收方式进行物理 压缩。该系统主要有发生器、冷凝器、吸收器和蒸发器。 其工作过程如下：
制冷剂于蒸发器3内，从低温热源吸收热量Q0后变成低压 蒸气。然后进入吸收器4被 来自发生器l的浓缩吸收剂吸 收(稀工作溶液)，与此同时向外放出热量Qa；离开吸收器 的溶液由于吸收了制冷剂而成为稀吸收剂溶液(浓工作溶 液)，此溶液在循环泵6的作用下经热交换器7送入发生器l 中；在发生器1从外部吸收热量Qb使制冷剂蒸发而分离出 去，余下浓吸收剂经热交换器7、减压阀5返回到吸收器4 中；在发生器里发生的制冷剂蒸气到冷凝器2向外放出热 量Q1后冷凝成液态，它通过减压阀5使其从高压Pl减至低 压P2，此时制冷剂变成了液态和气态，完成了一个循环。
二、其它燃气用具
吸收式燃气空调机 因空调温度不低于5℃，故用水作冷媒，选
用吸水能力很强的溴化锂作吸收剂。燃气空调机由加热器、冷
凝器、蒸发器、吸收器、热交换器、泵和燃烧器组成。其工作
过程如下：燃气燃烧器加热加热器(再生器)内的溴化锂稀溶液，
冷媒变为水蒸气。水蒸气进入冷凝器中被冷却水冷却成液态而
滴落至冷凝器的下半部。冷却水管先通过吸收器然后再进入冷
大气式多火孔燃烧器
中餐炒菜灶
单个燃烧器标准额定热流量小于60 kW的炒菜灶。
大气式多火孔燃烧器 鼓风扩散式燃烧器
大锅灶 家用烘烤器
单个燃烧器标准额定热流量小于80 kW的炒菜灶、锅的公称直径不小于 600mm的灶。
大气式多火孔燃烧器 鼓风扩散式燃烧器
标准额定热流量小于5.82 kW的烘烤 器。
大气式多火孔燃烧器
送入室内。为保证蒸发器内处于低压状态，应及时将冷媒蒸气
吸收，故让来自加热器底部的溴化锂浓溶液从吸收器顶部喷洒
下来。吸收了冷媒蒸气。使吸收器内形成一个低压区，有利于
引导冷媒蒸气不断地从蒸发器进人吸收器。溴化锂浓溶液由于
吸收了冷媒蒸气而变成了稀溶液存于吸收器下部，用泵将其送
2021/入9/15加热器中，过程完成了一个循环。