冷凝式燃氣熱水器可降低排煙溫度，回收煙氣潛熱及顯熱，其熱效率明顯高于普通燃氣熱水器，還有助于煙氣中有害物質的溶解，具有一定的環(huán)保效應^[1～4]。目前這種產品在發(fā)達國家已經得到一定的發(fā)展和應用，但在我國還處于研究開發(fā)階段。我們在家用燃氣快速式熱水器的基礎上，開發(fā)了冷凝式燃氣熱水器，并對其熱工性能進行了試驗研究。
1 冷凝式燃氣熱水器的節(jié)能分析
　　與普通的燃氣熱水器相比，冷凝式燃氣熱水器增加了一段冷凝式換熱器。通過這一段的冷凝換熱，將排煙溫度降低到露點以下，利用煙氣的顯熱和水蒸氣的潛熱，提高燃氣熱水器的熱效率，達到節(jié)能的目的。
　　家用燃氣快速式熱水器的熱效率為：
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式中　η₁——家用燃氣快速式熱水器的熱效率
　　　C_p——水的比定壓熱容，kJ／(kg·K)
　　　G——熱水器的出水量，kg/min
　　　△t——熱水器的進出水溫差，℃
　　　q——燃氣耗量，m³／min
　　　Q₁——燃氣的低熱值，kJ／m³
　　由于冷凝式燃氣熱水器利用了煙氣的顯熱和水蒸氣的潛熱，所以其理論熱效率為：
　　

?式中　η₂——冷凝式燃氣熱水器的熱效率
　　　Q_h——燃氣的高熱值，kJ／m³
　　普通燃氣熱水器的熱效率一般為80%～85%。在出熱水量和進出水溫差相同的情況下，冷凝式燃氣熱水器比普通燃氣熱水器的熱效率高15％左右。由于熱效率與耗氣量成反比，則冷凝式燃氣熱水器的節(jié)氣率為：
　　

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2 冷凝式燃氣熱水器的設計
2．1 設計方案
　　在燃氣快速式熱水器的基礎上，我們研制開發(fā)了冷凝式燃氣熱水器。燃氣快速式熱水器的產熱水能力為16L／min，額定熱負荷為31kw，排煙方式為鼓風強制排氣式，具有自動恒溫功能。換熱器采用翅片管型式，翅片共89+2片，水管6根，有效長度為180mm。
　　在設計冷凝式換熱器時，主要考慮了以下問題。
　　①充分回收煙氣余熱，提高熱效率。冷凝式換熱器應保證煙氣中水蒸氣冷凝，使煙氣的余熱得到充分回收，提高熱水器的熱效率。
　　②構造合理，使用方便。新設計的換熱器應盡可能不影響原有的結構形式，做到保證提高其效率的同時仍能達到結構簡單緊湊、美觀大方、使用方便的效果。
　　③成本低廉，制造容易。冷凝式燃氣熱水器的生產成本不應有大幅度的增加，如果由于價格高而失去市場，就違背了技術創(chuàng)新的宗旨。根據上述指導原則，我們采用了在原有換熱器的基礎上增加一段冷凝式換熱器的設計方案。
2．2 冷凝式熱水器的結構型式
　　為了便于排出冷凝水和保持原有的基本結構，新設計的熱水器采用倒置燃燒型式(見圖1)，將原來的熱水器倒置。這樣，燃燒裝置由底部移至頂部，換熱器移至熱水器的下部。煙氣由底部引出冷凝水后，再流至上部煙道排放。其他的結構形式基本不變。
　　

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