燃气燃烧技术与设备_Chap10

图11-1 家用双眼灶
1—进气管；2—引射器；3—盛液盘；4—分气盘；5—大火盖； 6—中心火盖；7—锅支架；8—喷嘴；9—旋钮；10—控制器；
第十一章 民用燃气用具
第一节 家用燃气具
一、燃气灶具
燃气灶具的分类 表11-1
二、燃气热水器与采暖炉
热水器能效等级表11-2
图11-8 配有快速生活热水系统的采暖热水两用炉
1—采暖回水接口；2—生活冷水进口；3—板式换热器；4—生活热水出口；5—采暖出水接口；6—补水阀；7—水泵；8—膨胀水箱；9—内循环进水管；10—燃气进口；11—内循环出水管；12—点火针和熄火保护；13—燃烧器；14—换热水箱；
第二节 商业燃气具
商业燃气具系指在宾馆、食堂、餐馆等厨房中广泛使用的炊事用具，产品设计多根据用户使用要求决定，品种繁多。

一、中餐炒菜灶
强制鼓风中餐灶的性能参数 表11-3
二、大锅灶
大锅灶的性能指标表11-4
三、蒸箱
图11-13 单门蒸箱
1—进水管；2—进气管；3—除垢器；4—蒸汽发生室进气管；5—平衡水箱；
6—浮球；7—上箱体；8—烟道；9—蒸汽发生室；10—火管；11—被加热水管；
12—排管式燃烧器；13—排水管；
图11-14 蒸汽发生室的结构
1—进水口；2—燃烧器；3—水管；4—蒸汽发生室；
5—蒸汽出口；6—烟管；7—燃烧室；
第三节民用燃气用具的工艺设计
一、关于工艺设计的几个问题
在使用额定压力的基准气情况下，燃具在单位时间内放出的热量称为燃具的热负荷，单
位用kW 表示。

()
211003600K W c t t Q ητ
⋅⋅-=
(11-1)
式中 Q ——燃具热负荷(kW)；
W ——被加热物质的质量(kg)；
c ——被加热物质的比热(kJ/kg .℃)； 1t 、2t ——被加热物质的初温和终温(℃)； τ——升温所需要的时间(h)；
η——燃具的热效率(%)；
K ——安全系数， 1.28~1.40K =。

()211003600K W c t t w m Q ητ
⋅-+⋅⎡⎤⎣⎦
=
(11-2)
式中 w ——固体的熔融量(kg)；
m ——固体的熔解热(kJ/kg)；
()'
211003600K W c t t w r Q ητ
⎡⎤⋅-+⋅⎣⎦
=
(11-3)
式中 '
w ——液体的蒸发量(kg)；
r ——液体的气化潜热(kJ/kg)；
燃具的热效率是指有效利用热占燃气总放热量的百分比，即
()100 %q
Q
η=
(11-4) 式中 η——燃具的热效率(%)；
q ——有效利用热(kJ)；
Q ——燃气的总放热量(%)；
燃具的热效率是燃烧过程和传热过程的综合效率，它是燃具能量利用的经济性指标。

各种燃具燃烧室热强度 表11-5
二、民用燃具的检验与使用
燃气用具的额定燃气压力
表11-6
(2) 测试用燃气 在国家标准GB/T 13611-2006《城镇燃气分类与基本特性》中，给出了
各种燃气的测试用气组成。

其中0为基准气，1为黄焰和不完全燃烧界限气，2为回火界限气，3为脱火界限气，详见表11-7。

GB/T 13611-2006中的测试用气 表11-7
0g g L L = (11-5)
式中 0
g L ——折算为标准状态下的基准气(设计用燃气)的流量(Nm 3/h)； g L ——试验状态下的干试验气流量(m 3/h)； g P ——试验时燃气流量计内的燃气压力(Pa)； B ——试验时大气压力(Pa)；
g t ——试验时燃气流量计内的燃气温度(℃)； s ——干试验气的相对密度； r s ——基准气的相对密度；
()03
,r g 110 kW 3.6
l Q H L -=
⋅⋅ (11-6)
式中 Q ——15℃、101325Pa 、干燥状态下的折算热负荷(kW)； ,r l H ——基准气的低热值(kJ/Nm 3)；
100%⨯折算试验热负荷－标准额定热负荷
热负荷偏差＝
标准额定热负荷
(11-7)
''
"
21'2
20.9100%120.9
O CO CO CO O α=⎛⎫
- ⎪
⎝⎭=⨯- (11-8) 式中 1CO α=——折算为过剩空气系数为1时，烟气中的CO 含量(%)；
'CO ——烟气样中的CO 含量(%)； '2O ——烟气样中的O 2含量(%)；
"CO ——检验室内空气中的CO 含量(%)；
()()()212100%N
m
m
CO CO CO CO α==⨯ (11-9)
式中 ()2N CO ——理论干烟气样中的CO 2含量(%)；
()2m CO ——烟气样中的CO 2含量(%)； ()m CO ——烟气样中的CO 含量(%)；
燃具表面温度规定值 表11-8
四、民用燃具的自动与安全控制装置
在燃烧过程中，火焰内部会产生大量的正、负离子。

当有外加电场施加于火焰时，这些正、负离子便会在电场的作用下定向移动，因此产生电流，称之为“火焰离子电流”
所谓比例阀是指燃气流量与输入执行机构的电流或电压大小成正比。

第四节 民用燃具的通风排气
一、用气房间的卫生要求 二、用气房间的通风
M
V K K =
- (11-10)
式中 V ——房间换气量(m 3/h)；
M ——室内CO 2发生量(m 3/h)；包括燃具发生量和人体产生的量，见表11-9； K ——CO 2允许浓度(%)，取0.1%；
0K ——室外空气中CO 2浓度，一般取0.03%~0.04%。

人体产生的CO
量 表11-9
N v
=
(11-11)
式中 N ——房间换气次数(次/h)； V ——房间换气量(m 3/h)； v ——房间容积(m 3)；
三、烟囱(排气筒)的设计
燃烧所产生的烟气必须排出室外，排烟方式有自然排烟和机械排烟两种。

烟囱的形式根据燃具的结构不同又大致分为半密闭型燃具烟囱和密闭型燃具烟囱。

半密闭型燃具指空气进口设在室内，排烟口引向室外。

a f 110.0345273273P H B t t ⎛⎫
∆=- ⎪++⎝
⎭ (11-12)
式中 P ∆——烟囱的抽力(Pa)；
a t 、f t ——分别为外部空气温度和计算管段中的烟气平均温度(℃)； B ——大气压力(Pa)；
H ——产生抽力的烟囱高度(m)；
()'f f f a 2
KF t
Q KF t t ∆=--
(11-13) f 0,f 1000
3600
Q c L t
=∆ (11-14) 式中 t ∆——烟道(囱)中烟气的温度降(℃)；
K ——烟道(囱)的平均传热系数(W/m 2.K)； f F ——烟道(囱)内表面积(m 2)；
'
f t ——进入烟道(囱)处的烟气温度(℃)；
a t ——烟道(囱)周围空气温度(℃)；
Q ——温降为t ∆时烟气放出的热量(W)； f c ——烟气的平均容积比热(kJ/Nm 3.K)；
0,f L ——标准状态下通过烟道(囱)的烟气量(Nm 3/h)；
2
f f 10,f
2732288
v t l P d λρ+∆= (11-15) 式中 λ——摩擦阻力系数，对砖烟道为0.04，金属烟道为0.02，旧的金属烟道为0.04；
l ——计算管段的长度(m)； d ——计算管道的直径(m)；
f v ——标准状态下的烟气流速(Nm/s)； 0,f ρ——标准状态下的烟气密度(kg/Nm 3)； f t ——计算管段中烟气的平均温度(℃)；
2f f
20,f 2732288
v t P ζρ+∆=∑ (11-16)
式中
ζ∑——包括保证一定出口速度压力损失在内的局部阻力系数之和；
v P P P ∆=∆-∆∑ (11-17)
式中 v P ∆——燃具烟气出口处的真空度(Pa)； P ∆——烟囱抽力(Pa)；
P ∆∑——烟道、烟囱的抽力(Pa)；
'
v 0.50.40.1100060.945
n l H A Q ++=⨯
(11-18)
式中 H ——排气筒的高度(m)；
n ——排气筒上的弯头数目(个)；
'
l ——从防倒风罩开口下端到排气筒风帽高度1/2处的排气筒总长度(m)；'
l H l =+ l ——已知排气筒的水平部分长度(m)； v A ——排气筒的有效截面积(cm 2)；
Q——燃具的热负荷(W)；
v 3.88
L Q
(11-19)
式中
v
L——排烟筒的设计流量(m3/h)；
Q——燃具的热负荷(kW)；
第五节燃气空调
一、概述
燃气空调系指以燃气为驱动能源的空调冷(热)源设备及其组成的空调系统。

各种制冷机运行一小时的污染物排放量表11-10
某建筑的设计日逐时空调负荷表11-11
两种机组的制冷性能对比表11-12
两种机组的逐时用能情况表11-13
三、燃气发动机驱动热泵(GHP)
一些GHP产品的性能表11-14
注：1. 制冷能力指室内干球27℃，湿球19℃，室外35℃；
2. 制热能力指室内干球20℃，室外干球7℃，湿球6℃；
燃气热泵GHP与电动热泵的性能参数表11-15
我国几个城市的能源价格表11-17
室外空气
高温再生空气
排风
支撑结构细部
12
3
4
图11-46 除湿转轮的结构与工作原理
1—外壳；2—转芯；3—驱动马达与皮带；4—加热器；
1. 电价数据来自于各省市物价局的相关电价政策文件；
2. 截至2010年7月。

如有变化，仅做参考
四、去湿供冷与复合空调系统。