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旧型直排式热水器改制的技术分析

　　为了配合中山市由管道液化石油气转换为代天然气工程，曾于1995年10月至1996年1月对中山市的家庭燃气用户进行炉具调查，其中共调查热水器2176台，其中直排式热水器装在浴室中的有2132台，占98％。
直排式热水器燃烧所需氧气取自室内，而燃烧产生的废气也直接排放在室内，若此热水器在浴室中使用，并且浴室体积不大，通风不良时，会造成浴室内C0、C02含量增高，氧气缺乏而引起危险。因此，《城镇燃气设计规范》(GB50028—93)7．4．6条(1)规定：直排式热水器严禁安装在浴室内。但是在中山市违章使用燃气热水器占总用户的98％，已是既成事实，如何解决此问题，一直困扰着燃气供应单位，对此人们提出了三种解决的思路：
1、将直排式热水器改位，装进厨房。
2、将直排式热水器改制成烟道式热水器。
3、将直排式热水器改制成强制排气式热水器。
将直排式热水器从浴室改至厨房，水管、气管都必需同时更改，对室内装修破坏较大，且使用热水器洗澡时不易控制热水器，造成用户使用上的不便，因此方案在中山市不大可行。第二种方案将直排式热水器改为烟道式热水器，也存在较大困难，首先烟道的设计无法统一，烟道的安装更加困难，甚至大部分用户根本无法安装合格烟道，因此这种方案也不可行。而第三种方案则克服前两种方案的缺点，成为我们解决此总是的可行方案。
1理论分析
将直排式热水器改制成强排式热水器，即在直排式热水器排气口上方加装强制抽风机，集烟罩内设温控器，温控器同热水器燃气系统的电磁阀相连。用户使用热水器时，同时开热水器和风机，风机通过连接在其上的烟道将废气排出室外，用户忘记开风机或出现倒灌风现象时，热水器燃烧产生的废气不能顺利排出而积聚在集烟罩内，使集烟罩内温度升高，当温度升高一定值时，温控器便发生动作，使电路断电，电磁阀关闭，因此气源被切断，热水器自动熄火，以起到安全保护作用。温控器可与电池串联或热电偶串联。详见图1
2实验分析
为使强排组件符合国家相关标准要求，我们必须确定下列技术参数：
风机的选型及烟道的配合；
温控器的标定温度；
温控器的位置；
集烟罩与直排式热水器排气口距离；
2．1风机选择威力JSTQ6．5—B型强排式热水器风机，电机功率50w，排气口直径60mm。
2．2温控器设定温度、位置，及集烟罩与直排式热水器排气口距离，通过下列实验来确定。
(实验1)内容：确定温控器标定温度范围
目的及原理：我们希望通过此实验能够获得，在热水器正常工作时位于集烟罩内的温控器的表面温度(称为工作温度)和热水器风机停转后，温控器表面温度随时间的变化图，同时我们希望温度升高风机停转后温控器能在1分钟以内动作，所以要通过实验获得风机停转后一分钟左右时温控器的表面温度。
如所示，我们假定用线性关系表示，0—t0段为热水器与风机同时打开，热水器正常运行时温控器的温度变化图，T1为达到稳定时的稳定温度，即温控器工作温度，t1为风机突然关闭的时刻，t1—t2段为风机停转后，烟气受到阻塞温控器表面温度升高随时间的变化过程，t2—t1＝1min，则T2为t2所对应的温控器表面温度，即风机停转lmin后温控器表面温度，因此T1与肥之间的温度为温控器标定温度的范围。即温控器的标定值应在此范围内选取。
条件：气温23oC
大气压力：102．2KPa
气源：LPG
安装：集烟罩距热水点顶端30mm 温控器装在集烟罩前孔中心．
由此表我们可确定T1＝46oC T2＝115oC
因此我们分别选择标定温度为95oC、85oC、80oC、75oC的温控器继续进行下列实验
(实验2)
内容:95℃和75oC温控器停止风机的动作时间
条件：气温23oC 大气压力：102．2Kpa 气源：LPG安装：集烟罩距热水器顶端30mm，温控器安在集烟罩前孔中心
(实验3)
内容：对比不同安装条件(即集烟罩与热水器间距)对温控器反应时间的影响。
条件：气温21oC 大气压力：102．2Kpa 气源：LPG安装：75oC温控器安装于集烟罩前孔中心
(实验4)
内容：对比温控器的不同安装位置对小火时反应时间的影响
条件：气温23oC 大气压力：102。2KPa 气源：LPC安装：集烟罩距热水器顶端15mm
(实验5)
内容：80oC 85oC温控器的反应时间
条件：气温29．5oC大气压力：102．2Kpa气源：LPG安装：集烟罩距热水器顶端35mm
(实验6)
内容：烟道弯曲时燃烧工况及温控器工作温度的影响
条件：气温27oC 大气压力：102．2KPa 气源：LPG安装：集烟罩距热水器顶端35mm，温控器为85℃
我们集中上述各实验数据，归于下表中
分析以上实验，95oC温控器不太理想，动作时间长，不能达到要求，而75oC温控器也不太适应当排烟管有较多弯时的工况，而85℃和80oC温控器都较为理想，能达到我们的要求，此时排烟罩距热水器排气口距离为35mm，温控器安装于排烟罩后孔中心。
最后我们确定以下参数
(1)采用80oC温控器；
(2)集烟罩采用威力JSYD6．5—A型集烟罩，距热水器排气口距离35mm；
(3)温感器安装在集烟罩后孔中心。
2．3安装及技术要求
在以上技术参数确定以后，我们随即确定了加装强排设备的所有组件，它们包括：风机、集烟器、温控器、柔性烟道、烟道末端、电接线、漏电保护开关等：为保证热水器改制后正常可靠运行，要求在安装过程中注意以下问题： 2．3．1电气部分的安全 为预防使用热水器时发生漏电事故，我们要求电路部分的安装必须由持牌电工进行施工。并采用了佛山某厂生产的漏电保护插头。
2．3．2严格控制集烟罩距热水器顶端距离为35mm，柔性烟道固定良好，且长度不超过4米(一个90弯头算1米)。 2．3．3注意强排组件同原热水器相连的电回路效果。考虑到有的热水器仅靠热电偶产生的热电势趋动电磁阀，热电势比较低，所以在将温控器接人热电偶回路时，一定要在接线处接触良好，以免在该处产生较大的接触阻。影响电磁阀的工作。
在实际的安装工作中，此
　　项工作必须由热水器安装技工同电工共同完成。安装完成后由技术人员100％验收，以确保改装质量。在此项工作中，我们遇到的困难主要有：
●漏电开关失灵
由于安装初期未考虑到风机与漏电开关的配合问题，导致热水器改制后在很短的时间内大部分漏电开关损坏。其主要原因是停止使用热水器时，风机断电瞬间产生很高的反峰电压击穿漏电保护器的硅片，导致漏电开关损坏。此问题通过漏电保护器厂家改进产品后，得到了解决。
●热水器品牌繁多
改制过程中，由于居民所使用的热水器品牌繁多．要使不同品牌的热水器改制后都能达到满意的效果，困难较大。鉴于此种情况，我们同当地的热水器厂家携手合作，针对中山市民最常用的几个品牌进行改制。其它热水器则采用移位，优惠购新炉，以旧换新炉的方法解决直排式热水器安装在浴室的问题。
●部分用户的抵制
由于热水器改制后须增加风机，烟道，并在浴室内接线，对室内装修有一定的影响。部分装修好的用户对此次改制有一定的抵制。但在我公司人员的安全使用燃气知识的教育下，大部分用户表示理解，最终接受了改制对于多次劝解无效的用户，公司则采取了其它措施。
●安装强排组件后，热水器可能出现的故障
a．点火困难或点不着火
热水器改制后，温控器与电磁阀形成回路，对电磁阀电路部分有一定影响，可能会影响电磁阀的正常工作。出现此问题时应仔细检查电接线是否良好，温控器是否损坏。若以上两种情况都不是,则说明换上温控器后电磁阀已完全不能打开，不能正常工作。则此种热水器不适合改制。
b．自动熄火
风机故障或温控器失灵都可能导致自动熄火。提高风机和温控器的质量可使此故障率降到很低。
3总结
中山市从96年9月正式开始对安装在浴室内的热水器进行改制。到目前为止，共改制了近千台。经过两年多的实际运行，未出现过任何事故。基本上达到了强排式热水器的技术要求。通过此项工程，很好的解决了中山市大量居民将直排式热水器违章安装在浴室的问题。同时在改制过程中对用户普及了安全使用燃气的知识，受到了市民普遍的欢迎。