半导体温差自发电燃气热水器设计与性能研究

一种高效节能的燃气热水器对环境改善和能源节约具有重要意义,本文设计了一种基于半导体温差发电的自发电燃气热水器装置,通过水冷散热和自主发电,提高了散热和温差发电的效率,同时解决了使用干电池带来的浪费和环境污染问题。本装置以半导体发电装置为核心,通过扁平冷热水管+温差发电模块构成的三明治结构维持较大的稳定温差,使输出功率更大、更稳定。本文研究成果可为低成本和高效节能自发电燃气热水器的设计与应用拓展新的思路。

燃气热水器火排燃烧点火与传火特性数值模拟

目前燃气热水器只能在特定负荷下点火,开机恒温时间较长,用户使用体验不佳。基于Fluent软件,应用Realizable k-ε湍流模型、涡耗散概念燃烧模型、DO辐射模型及电火花点火模型,采用分段建模的方法对燃气热水器火排燃烧进行了数值模拟,发现火排片内部存在较大旋涡,燃气和一次空气预混效果较好;但在火排片间有明显的低温区,火焰高度差异较大,火焰稳定性较差,影响了任意负荷点火的成功率。进一步对火排燃烧器进行结构优化研究,发现采用两端点火模式,火焰的稳定时间减少32%;安装钝体和侧挡板后,在燃烧室内产生局部回流,提高了燃烧的稳定性,火焰的稳定时间相比原始结构减少16%以上,火焰高度更加均匀。研究结果对燃气热水器火排燃烧器的技术改进提供了参考。

基于塞贝克效应的零冷水燃气热水器设计

为解决传统的燃气热水器“冷启动”带来水资源浪费问题,本文提出基于塞贝克效应的零冷水热水器设计方案。系统主要由传统的燃气热水器、温差发电控制模块、电磁阀等构成。利用温差电池将燃气热水器工作时产生的废热转发为电能,作为“零冷水”循环系统工作电源,达到了节能减排的效果。

稳流调节装置在燃气热水器上的应用

用户家中自来水管道的水压在大多情况下都是稳定的,但若碰上高峰用水时段、城市自来水管网不稳定、用户家中同一时间增加或减少了使用的水龙头,这些因素都会直接造成用户家中自来水管道水压的波动,从而引起燃气热水器热水温度的波浪形振荡。本文提出一种当今行业内比较常用的方法,在燃气热水器内增加稳流调节装置,有效的增加燃气热水器的抗干扰的能力,稳流调节装置能有效的稳定进入燃气热水器的水流量,减小由于水压波动而导致水流量的不稳定,从而减少燃气热水器出水温度的波动。

燃气热水器:复苏脚步放缓,行业积极寻找破局之策

受困于房地产市场下行、增量市场向存量市场切换带来的增长瓶颈等问题,2024年,燃气热水器行业略显沉寂,无论话题热度还是新品推出速度都不如往年,市场表现也不尽如人意。好在行业并未因此停下前行脚步,而是作出多样化尝试,寻找破局之策。规模平稳,行业竞争加剧在经历连续几年的市场下滑后,燃气热水器行业在2023年迎来“复苏”迹象。然而,进入2024年后,燃气热水器的复苏脚步放缓。奥维云网(AVC)数据显示,2024年上半年,燃气热水器零售额为128亿元,同比下降1%;零售量为600万台,同比增长1.2%。

基于气动噪音原理的燃气热水器振阀研究

本文针对燃气热水器燃气比例阀输出压力突变、阀体振动并伴随着特殊噪音的振阀问题进行研究,根据气动噪音原理推测振阀机理并建立振阀试验系统,验证燃气比例阀内部流道结构及喷气管流道面积对振阀的影响。对燃气比例阀及分气管等结构进行内部流场仿真计算,得到其内部速度流场分布云图及涡量图。从试验及理论层面分析燃气比例阀阀口开度小及喷气管出气面积小造成的气流震荡和对阀体的冲击是造成燃气比例阀振阀的主要因素,提出改善振阀状况的技术方向,为后续解决振阀问题提供相应参考。

燃气热水器冷凝水生成原理与防止方案的探究

非冷凝强鼓式燃气热水器在小负荷运行过程中,容易在热交换器内部生成冷凝水,并对热水器的热交换器寿命造成影响,本文从理论上分析了燃气热水器产生冷凝水的原理,对影响冷凝水生成的因子:排烟温度、烟气露点温度、室温、热负荷进行实验分析,测试探索冷凝水生成的临界点,并提出防止冷凝水生成的解决方案,对非冷凝强鼓燃气热水器产品设计开发和可靠性验证具有指导意义。

塑封风机在燃气热水器的应用研究

塑封风机是国内热气热水器风机发展的一个重要方向,研究了在燃气热水器中应用塑封风机其绝缘等级与实际绕组温升是否匹配的测试方法,还有如何进行跌落测试,以及低温低压测试方案。得出以下三个结论:①应选取热水器的最高使用温度为电机的环境温度,进行电阻法绕组温升测试,从而判断标称电机绝缘等级是否匹配;②应按燃气热水器标准进行跌落,并二次跌落,验证塑料风机内部是否存在裂纹;③定义了低温低压启动测试方法。

燃气热水器燃气分配均匀性的数值模拟研究

本文基于数值模拟方法对燃气热水器分段阀体在不同负荷段下的燃气分配均匀性进行研究,通过对分段阀体内流道分段导通直径及过渡管腔内径关键尺寸进行控制变量影响度分析,结果表明导通管径仅对与分段处的出口速度呈正相关,过渡管腔内径则对喷嘴数量更多的分段处出口速度影响更大。结合最大负荷燃气裕度目标选择了较优方案,使得14个出口位置的速度方差由原来的0.658 2减小为0.029 6,燃气从喷嘴喷射出时获得均匀的流速,提高了火焰稳定性。本文研究方法可以为分段阀体流道设计提供一定的理论参考。

燃气热水器循环水泵降噪研究

本文为了降低零冷水燃气热水器循环水泵噪音,首先采用编织管对管路振动以及水路振动的影响进行研究,研究发现编织管水泵振动具有较好的减弱效果;其次,设计一款多弯头管路与阻抗复合式消声器的组合降噪方案,通过将该组合降噪方案安装到燃气热水器上进行噪音测试,发现该管路方案在不影响循环流量的情况下,可将水泵工作时的整机噪声由原方案的51.8 dB(A)降至38.5 dB(A),可以有效地降低振动由水泵传递到水箱,从而减少水泵在运行时所产生的整机噪音。

循环预热式燃气热水器环境自适应研究

本文通过理论分析及实验验证的方式,找出影响循环预热式燃气热水器在预热时影响预热时间的因素,并通过数据分析将预热时间进行公式化,并通过实际测试与理论计算对比验证了公式的准确性。实验结果表明:预热时间公式中的比例系数与热水管占总管长的比值有关;进水温度会对热水自循环一圈的加热时间造成影响,同时影响预热完成后最远端用水温度。据此推导出的预热时间公式不仅可适应不同户型用户,同时也可适应因外界气温变化带来影响。降低用户学习成本,提升零冷水产品洗浴体验。

基于CFD与实验协同研究的强鼓风冷燃气热水器低氮性能的分析与优化

强鼓风冷燃气热水器的风机既要供给燃烧所需的空气还要供给燃烧室降温所需的空气,性能稳定性受到影响。某16 L强鼓风冷燃气热水器在实验过程中出现氮氧化物偏高的问题,本文采用数值模拟的方法对燃烧器内部流场、组分分布,燃烧室温度场进行了仿真计算,分析了氮氧化物偏高的原因,即燃气在引射管与空气混合的过程中向下偏移,造成火排上部腔体内燃气分布不均匀、火孔处气流方向倾斜等问题,从而影响火焰均匀性,燃烧室出现较大面积高温区,促使了温度型NO_(x)的产生。提出了增大分气杆与燃烧室壁面宽度和上移喷射位置3个方案,并通过数值模拟和实验验证了方案可行性,为强鼓风冷燃气热水器燃烧系统的设计提供了参考。

直流无刷风机在燃气热水器上的风量自适应控制研究

文章提出一种采用直流无刷风机自学习适应控制的方式,以实时判断热水器的工况随状态改变并自动适应改变燃烧工况所需的风量,避免烟气超标排放。

燃气热水器上智能浴控器的研究与应用

由于燃气热水器不可安装于浴室中,调温难是用户的痛点之一:特别是给零冷水燃气热水器的预热巡航功能下发启动指令的时候,如果能够在浴室操作就十分方便,目前行业已经有许多燃气热水器用的智能浴控器方案,使燃气热水器操控可以实现远程操控,但由于家庭干扰因素较多,部分产品通讯受限。本文基于针对燃气热水器浴室中使用智能浴控器需有低功耗、远距离、抗干扰的要求,探讨天线选型、天线结构、天线安装位置等对无线通讯距离的影响。通过选择合理的天线结构、优化天线安装位置,实现了在普通家庭环境中出现干扰因素下的远距离低功耗传输,对行业进行智能浴控器设计有指导意义,解决了用户在使用终端的调温需求,以提升产品的自身竞争力。

标准燃气热水器热负荷和热效率校准方法研究

标准燃气热水器是用于热负荷和热效率验证的标准核查器,对燃气热水器能效测量装置能效指标准确性起到至关重要的作用,直接影响实验室能效测量水平及产品质量。文章研究标准燃气热水器的热负荷和热效率等能效关键指标校准方法,开创性地提出评价标准燃气热水器稳定性的“测量重复性”关键技术指标,确保标准燃气热水器输出量值稳定、可靠、准确,助力燃气热水器行业的产品升级和高质量发展。

燃气热水器风冷燃烧技术研究及分析

本文主要对燃气热水器风冷燃烧技术的总体结构及技术原理进行了介绍,采用数值模拟与试验相结合的研究方法,对风冷技术的技术难点及性能等方面进行了系统分析。设计研发了风冷燃烧器并应用于产品,试验表明:风冷燃烧技术对燃烧工况无明显影响,其燃烧腔体表面温升小于65K,额定热负荷运行噪声小于45dB(A),同时系统可靠性进一步提升,由此可看出,风冷燃烧技术相比于常规产品总体性能更具有优势。本文的设计思路及方案可以为后续风冷燃烧器的设计分析提供一定的借鉴参考。

干湿分离烟气余热利用燃气热水器

干湿分离烟气余热利用燃气热水器通过三处自动温度检测及联动控制,设置水-气联动装置、干湿区自动分离调控装置、高温烟气回流补偿装置、风机自动调控装置、烟气排除控制装置实现燃气热水器有效的干湿区分离,解决了烟气余热利用不充分、干-高温换热区管道腐蚀问题。通过对湿-冷凝换热器的换热管道“U”型设计和持续吹风设置,使酸性冷凝水得到快速有效的汇集回收,并及时对湿-冷凝换热器吹扫干燥使腐蚀性降到最低。在稀释中和设备中首先利用冷水对酸性冷凝水进行稀释,然后利用镁棒将酸性溶液中和至pH=6.5-7后排出,避免对环境造成污染。干湿分离烟气余热利用燃气热水器提高换热效率,延长使用寿命,符合国家双碳要求,对燃气热水器的发展起到积极的推动作用。

基于数学模型的燃气热水器恒温控制研究

随着先进计量、现代控制和通信技术的快速发展,需求方响应技术大幅提高。作为一种高弹性和系数的需求响应资源,恒温控制已成为研究的重点。该文涉及各种因素对燃气热水器调节能力的影响。首先,详细了解燃气热水器的热动力学过程,总结燃气热水器的热动力学数学模型。其次,将1000个燃气热水器聚集在一起进行研究。由于环境温度、需水量、恒温器设定点和温度死带不同,因此燃气热水器的使用寿命和调节能力也各不相同。仿真结果表明,不同因素对燃气热水器调节能力的影响方式不同,程度不同。

燃气热水器噪声特性及降噪静音研究

该研究旨在提高居民使用燃气热水器的舒适性,降低噪声对生活的影响。该文针对某型号热水器进行了噪声测试和分析。测试结果显示,热水器噪声主要来自电磁、风机、燃烧系统和空腔共振等方面,这些因素形成多个峰值频率。为了降低噪声,该文提出了顶部进风和增加消声导流罩的方案。试验结果表明,顶部进风方案可显著降低热水器噪声,在最大负荷和正常负荷下分别降低了5.6dB(A)和4.7dB(A),同时中、低频和高频也有一定降幅。该研究通过研究燃气热水器噪声特性,提出了针对性的降噪方案,可有效降低噪声水平,提高燃气热水器的舒适性,具有实用价值。

基于北方猪场燃气热水器节能利用分析

该文通过分析规模养猪防疫要求,结合北方气候,对比分析当前北方猪场供暖及生活热水供应方式,通过技术经济比较,针对猪场采用燃气热水器的技术经济比较,对比分析以推荐更为节能的热水供应方式。