燃气热水器

燃气热水器又称燃气热水炉，是指以燃气作为燃料，通过燃烧加热方式，将热量传递到流经热交换器的冷水中，以达到制备热水目的的一种燃气用具。燃气热水器主要是由阀体总成、主燃烧器、小火燃烧器、热交换器、安全装置等组成，还包括烟道式热水器烟道、强排式热水器的强排装置。阀体总成控制着整个热水器的工作程序，它包括水阀、气阀、微动开关和点火器等。热水器安装时，进水管、出水管、燃气管上都应该安装阀门。

1、历史发展

70年代初期，周总理去欧洲访问，回途经香港时一位进步人士送他两台5升直排式热水器。回到北京后责成相关人士开发此产品，在周总理的关注下，现代热水器进入普通百姓家的大门慢慢被打开了；1979年，中国第一台燃气热水器在南京市玉环热水器厂研制成功，标志着中国人民用锅烧水洗澡的时代已经结束了，老百姓的洗浴生活进入了一个新的时代；中国燃气热水器经历了直排，烟道，强排，平衡，户外式5个阶段，每步都是一次技术突破，都是在洗浴“安全”和“舒适”上的一次迈进。

燃气热水器

其中直排式热水器到2000年6月完成了历史使命，被国家强行禁止销售，使用；中国的燃气热水器执行标准也经历了“86标准，94标准，2001标准，2007标准”四个标准，每一次标准的更新，都标志着中国在燃气热水器的设计和制造水平上了一个新的台阶，同时也提高了行业的进入门槛。

2、工作原理

燃气热水器的基本工作原理是冷水进入热水器，流经水气联动阀体在流动水的一定压力差值作用下，推动水气联动阀门，并同时推动直流电源微动开关将电源接通并启动脉冲点火器，与此同时打开燃气输气电磁阀门，通过脉冲点火器继续自动再次点火，直到点火成功进入正常工作状态为止，此过程约连续维持5~10秒时间，当燃气热水器在工作过程或点火过程出现缺水或水压不足、缺电、缺燃气、热水温度过高、意外吹熄火等故障现象时，脉冲点火器将通过检测感应针反馈的信号，自动切断电源，燃气输气电磁阀门在缺电的情况下立刻回复原来的常闭阀状态，也就是说此时已切断燃气，关闭燃气热水器起安全保护作用。通常一台合格的燃气热水器，指各项性能指标符合GB6932-2001《家用燃气快速热水器》国家标准要求的燃气热水器，从点火状态到进入正常工作状态的整个过程是全自动控制，无需人为调整或附加设置，只要打开冷水开关或接通冷水水源，通过水量调节装置和气量调节装置调节得到合适的水量与水温，燃气热水器就立刻在5~10秒较短的时间内进入正常工作状态，同时产出热水，一旦出现以上意外故障，燃气热水器将会在10秒内自动停止工作，并立刻切断燃气，防止燃气继续流出，且不能自动重新开启，除非人为地排除以上故障后再重新启动燃气热水器，方能正常工作状态，因此，其工作性能较为安全可靠。

3、结构

基本结构

燃气热水器

使用热水器时，先打开燃气阀和进水阀。当打开出水阀时，点火器和微动开关控制先点燃小火，再点燃主火。采用电子脉冲点火器，该种点火器方便省时，只需用手指按动就可以，并且安全性高，不会出现因意外熄火出现的安全事故，一旦出现熄火的状态，控制系统能及时关闭电磁阀，关断燃气。而有的热水器不设小火，可直接点燃主火。燃气在燃烧室内燃烧，热量通过热交换器将水加热，热水从出水口源源不断流出。关断出水阀，热水器停止工作。燃气热水器一般包括：外壳、给排气装置、燃烧器、热交换器（俗称水箱）、气控装置、水控装置、水气联动装置和电子控制系统等。具体结构组成主要如外壳、面壳、开关旋钮、烟管（强排烟管）、风扇电动机（可选）、风压开关、热交换器、温控器、燃烧器、水气联动阀门、电磁阀、排风罩、点火机、离子火焰感应针、脉冲发生器、底壳固定板、电控器、底壳等。家用燃气热水器的控制系统是一个电子控制系统，一般带有一个火焰检测装置和一个控制装置。控制系统具有电子点火、熄火保护、安全中断、出水恒温、过热保护、不完全燃烧保护功能，还具有再点火、人机电话显示、报警功能和遥控功能，燃气热水器有时序控制器、数字控制器和模糊控制器三种。燃气热水器的感应元器有水流量传感器、离子火焰感应器、温度传感器、热电偶、微动开关、干簧管、霍尔传感器等。其作用是将反应热水器工作情况的有关信息转换成电信号，以便实现对热水器工作状态的控制。

内部结构

1、集烟罩：顾名思义，收集烟气专用。冷凝式产品的集烟罩较长，并且被进水管包围，这样用烟气的热量预热了冷水。

2、底壳：没什么好说的，固定内部配件和挂墙专用。

3、CO报警装置：有的产品是自带的，有的产品没有。

4、加热防冻保护装置：这个保护装置的原理就是一个电加热丝，一旦检测到环境温度达到冰点，立即开始加热，保护水箱不被冻坏。

5、燃烧器：火排在里面，不锈钢制成。

6、分配器：就是咱们前面说的分段燃烧，就是用这个控制的，一个电磁阀控制一段火焰。

7、比例阀：调节燃气输出的比例，以前的机械式旋钮产品没有这个，那个是用的水气联动控制的。

8、风机：将空气鼓入燃烧室内，这张图是强鼓式的，强抽式的产品只不过风机在顶端，效果就是强鼓式的鼓风强些，抽烟弱些，强抽式的反之，我个人更喜欢强鼓式产品。

9、温度传感器：检测出水温度。

10、出水接头：连接热水软管。

11、泄压放水塞：可以将内部的残留的水放掉。

12、电源插头：大家尽量选择带漏电保护器的产品。

13、进气接头：连接高气管。

14、进水接头：连接冷水软管。

15、调水旋钮：可以调节进水的大小。

16、水量传感器：是由霍尔传感器和水流转子组件构成。

17、变压器：调节到合适的电压供给电机和内部电路使用。

18、点火器：这个其实也相当于调试器。

19、点火针：前面很尖，电离空气产生火花从而点燃燃气。

20、感应针：检测火焰是否燃烧。

21、控制器：里面有电路板和电子元件，用来实现自动控制。

22、热交换器：又称为水箱，但它不储水，铜制的最好，由盘管、翅片和外壳组成。

23、防干烧温控器：当温度超过限定温度后，就会自动断开电路。

24、防冻温控器：当温度低于限定温度后，就会自动断开电路。

4、优缺点

燃气热水器就是采用燃气作为主要能源材料，通过燃气燃烧产生的高温热量传递到流经热交换器的冷水中以达到制备热水目的的一种热水器。燃气型热水器是曾经占领热水器市场的主流热水器，其优点就是即开即用，无需等待，而且占地面积较小，对于在天朝蜗居的同志们来说能节省很多空间。安全方面，燃气热水器实现产热和供热的分离，沐浴在浴室，安装在厨房，避免了沐浴过程中产生的电泄漏危险。燃气热水器的缺点也是很明显的。首先不宜装在浴室或离厨房较远的地方，因为原则上燃气热水器不装在浴室，如果距厨房较远的话，热水管道太长，中间就会白白消耗大量的水资源。另外，不便之处是使用者不能在洗浴过程中自己调节温度，而必须在进入浴室前先将温度调好，并且温度会忽冷忽热，不过出现的恒温燃气热水器解决了这个问题。燃气热水器偶尔还会出现打不着火的问题。

5、主要种类

第一种是人工煤气，一般用管道输送。它是用煤炼制而成，主要成分是氢、甲烷和一氧化碳。为了安全，人工煤气中加入一种臭味，以便泄漏时被人们发现。

第二种是天然气，一般用管道输送。它是蕴藏在地层中天然生成的可燃气体。本身无色无味。主要成分是甲烷，送往用户时也加入特殊臭味。

第三种是液化石油气，一般不瓶装。它是石油炼制过程中的一种产品，在常温下施加一定的压力，变成液体，它的主要成分为丙烷和丁烷。

除以上三种外，还有水煤气、矿井气、沼气和液化气混空气等，这些燃气供应量比较少。

每台燃气热水器只适用一种燃气，而不能各种燃气通用。这是因为各种燃气的成分、供气压力、性能都不一样。热水器的设计是按照一定的气种、成分、压力等进行计算的，因此，不同的燃气，其燃烧器形状，喷嘴大小，燃气通道截面积都不一样，所以每台燃气热水器只适用一种燃气，对不同的燃气不能通用。就像36V电压的灯泡不能用在220V电压上一样。

6、分类

烟道式

燃气热水器

烟道式热水器是直排式热水器的改进，在原来直排式结构上部增加一个防倒风排气罩与排烟系统。其工作原理是：冷水进入热水器的冷水入口，经过滤器和水一气联动装置总成后进入热交换器，加热后的热水从热水出口输出。燃气进入热水器的燃气人口，流经过滤器、燃气稳压器、电磁阀、气量调节阀、水气联动装置总成中的燃气阀、集气管、燃气喷嘴进入燃烧器。热水器的使用与维修在燃烧器中燃气和空气的混合物在火孔处被点燃形成稳定的本生火焰，在燃烧室内完全燃烧。高温烟气流经换热器换热后，进入防倒风排气罩与冷空气混合后从排烟口排向大气中。烟道式热水器的主要特点是燃烧烟气经烟道排向室外，在一定程度上解决了室内空气污染问题，与直排式热水器的直接排烟相比较，这是燃气热水器在安全技术上的进步。烟道式热水器工艺技术成熟，价格低廉，如今在中国存在大量的用户，今后仍有一定市场机会。但由于此类热水器所需的燃烧空气仍取自室内，燃烧强度低，热水器体积大，还有安装和用户使用方面的问题导致热水器仍然存在不少安全隐患。因此从保证用户安全和环保角度讲，烟道式热水器今后会逐步退出市场。

强制排气式

燃气热水器出现安全事故的主要原因是室内的空气污染，要避免烟气中CO的中毒事故，根本措施是把烟气排到室外，保持室内空气的清洁卫生。强制排气式热水器采用强制排风或者强制鼓风的方式将燃烧烟气排出室外。烟道式热水器利用自然排烟的方式把烟气排到室外，从使用安全上比较，它好于直排式热水器。但是烟道式热水器对烟道安装条件要求很高，一般城市的公寓式住宅难于满足。而强制式热水器的安全性能更为完善，安装相对简便。强排式热水器有两种典型结构：排风式与鼓风式。1）排风式强排热水器排风式强排热水器是把烟道式热水器的防倒风排气罩更换为排风装置（包括集烟罩、电机、排风机、风压开关等），同时适当改造原控制电路即可完成。其工作原理是：冷水进入冷水入口，流经过滤器、水·气联动阀、进入燃气喷嘴。燃烧空气靠排风机从室内吸入，燃气在燃烧室内燃尽，高温烟气被换热器冷却后进入排风机被强制排向室外。2）鼓风式强排热水器鼓风式强排热水器的结构与排风式有很大不同。热水器进水经过滤器、水流开关、进入水箱换热器、水经加热后成为热水输出。燃气进入热水器，经过滤器、双电磁阀、燃气调节阀后进入燃气喷嘴。燃烧空气被鼓风机直接从室内吸入，经鼓风机加压进入密封燃烧室，燃气在燃烧室内燃尽，高温烟气经换热器冷却后从排烟口被强制排向室外。鼓风式强制排气热水器主要特点：烟气被强制全部排向室外，避免了室内空气的污染，保证了用户的安全；采用微正压密闭燃烧室，鼓风工燃烧方式，强化燃烧和强化传热，使燃烧室厚度比同容量的烟道式热水器减小约50%，实现了大容量热水器的小型化；使用水流开关（电气控制方式）取代了压差盘式水——气联动装置（机械式），控制系统的完善使热水器结构更为简化，体积缩小。

强制给排气式（即平衡式）

强排热水器在安全性能上比烟道式热水器有了很大提高。但还是有一些弱点，一是燃烧所需的空气仍然取于室内，二是热水器的风量不能随热负荷的变化调节，使低负荷下的风量偏大，热水器的使用与维修热效率偏低，设计的最低负荷也明显偏高。强制给排气燃气热水器（也称强排平衡式热水器）克服了上述弱点，是一种安全性好、功能完善、使用方便的高性能热水器。这种热水器在发达国家得到普遍认可、效果满意。强制给排气热水器其供水与加热系统与鼓风式强排热水器相同，但排烟燃烧系统有明显差异。由自来水管引入的冷水流经过滤器，水流感应阀进入水箱换热器，经换热器加热后成为热水。燃气进入热水器后经双电磁阀，流量调节阀后进入燃烧器。燃烧所需空气由鼓风机强制从室外吸入。燃气-空气混合物在燃烧器火孔处被点燃，形成稳定的火焰。高温烟气经换热器冷却后从排烟管被制排向室外。与强排式热水器比较，其结构上的显著特点有两个：一是密闭的燃烧系统，二是使用套筒式给排气管。热水器的外壳是密闭的，燃烧所需空气从室外的吸风口进入，经吸风管进入密闭的热水器壳体内，再由鼓风机送入密闭的燃烧室，烟气经排烟管强制排向室外。由于热水器壳体是密闭的，燃烧系统（包括供风、燃烧、换热、排烟）实现了热水器运行与室内空气完全隔离，热水器烟气中的有害气体决不污染室内空气。保证了热水器运行的安全可靠。强制给排气热水器从功能上完全杜绝了烟气中CO中毒、死亡事故的发生。长期以来困扰热水器的烟气中CO中毒问题真正获得圆满解决。

冷凝式

开发高效节能民用燃具的意义，已从单纯为用户节省支出提高到实现国民经济可持续发展的需要。冷凝式燃气热水器与普通型燃气热水器结构上的主要区别在于换热器的不同。为充分吸收高温烟气的热量，同时便于收集凝结水，冷凝式燃气热水器一般采用二次换热方式。根据整机的结构特点，可在其上方设置冷凝换热器，下方安装显热换热器，两者之间安置冷凝水收集器。高温烟气由下至上依次进入显热换热器和冷凝换热器，换热器吸收显热和潜热后烟气温度降至常温，由上部烟道排出。为安全可靠的排出低温烟气，冷凝式燃气热水器采用强制排烟方式排除烟气。普通型热水器未考虑烟气潜热的利用问题，排烟温度必须高于烟气的露点，以避免烟气中水蒸汽的凝结，因此普通型燃气热水器无法利用水蒸汽的潜热。相反，冷凝式燃气放大器希望烟气中的水蒸汽尽量多凝结，以得到更多的凝结热。排烟温度越低，烟气的凝水量就越多，被加热水吸收的潜热量和显热量就越大，节能效果就越好。冷凝式燃气热水器之所以能够省气节能，完全是因为利用了普通型热水器作为排烟损失掉的热量，把排烟热损失变成了有用热，这部分热量被有效利用的程度决定了冷凝式热水器的节能效果。冷凝式燃气热水器可比普通燃气热水器节能10%以上。

7、发展前景

节能减排是国家倡导的发展方向，具有更少能源消耗量的产品将是未来发展的一个方向。太阳能热水器和空气能热水器作为低能耗的产品发展势头较好。然而，由于产品自身的一些限制，产品在满足消费者需求上有一定的局限，于是综合能源利用成为了热水器发展的另一个方向。作为新能源产品的太阳能热水器和空气能热水器正展现出强劲的发展势头，两种品类因其独特的性能迅速拓展市场，在消费者当中有较强烈的反响。