北京密云区全国性热水器安全检查指标

市场上许多热水器的停水温升仅仅是略低于国际规定,也有少数知名品牌的热水器通过增加旁通管来降低停水温升。那么,增加旁通管对停水温升有着怎样的影响呢?近年来,随着人们生活水平的不断提高,对燃气热水器的要求也不断提高,推动着燃气热水器的变革更新。

从以前的手动常明火点火、水气联动控制到现在的燃气空气比例调节、水量伺服控制等微电脑全自动恒温热水器,技术的进步为人们生活提供了不少舒适与方便。

但由于各厂家技术参差不齐,或多或少还存在各种各样不尽人意的地方。例如在燃气热水器的使用过程中出现的停水温升问题就是让消费者头痛的问题之一。在燃气热水器使用过程中,突然关闭出水阀门停水后再开启时水温突然升高,淋浴出水烫得无法洗浴;随后出现一段冷水,冷得人们直哆嗦。

国际《家用燃气快速热水器》(GB6932-2001)中明确规定热水器的停水温升不得大于18K。该项规定的意义,个人认为在于从安全角度考虑,防止因为突然的温度上升造成用户烫伤,以及从使用舒适性考虑,减少用户因为水温不正常无法洗浴而在旁等待的时间。

然而市场上许多热水器的停水温升仅仅是略低于国标规定,也有少数知名品牌的热水器通过增加旁通管来降低停水温升,如LN公司。

一、试验数据与论述
以LN公司的8升强排热水器为例,运行10min后,试验测得进水口及旁通管冷水温度为15℃,热水出口B处的混和水温为55℃,温升40K,停水时间60s,停水温升为:

有无旁通管 无 有  
热水温度(℃) 61 58.5  
停水温升(K) 6 3.5 

无旁通管时,A处的水温与B处的水温相同,B处的停水温升实际上是A处的停水温升,为6K。

流经旁通管道水流量与进入热交换器加热的水流量之比一般称旁通比。已知该机型旁通比为18:82。

现通过简单的计算求有旁通管时A处的停水温升:

①已知冷水温度15℃,B处的温度为55℃(见图1),计算热交换后A处的温度:
15×18% A×82%=55×100%

计算得:A=63.78℃

②根据B处测得的停水温升3.5K来计算A处的最高水温A1:
15×18% A1×82%=(55 3.5)×100%

计算得:A1=68.05℃

A处的停水温升:△t1=68.05-63.78=4.27K

由此可见,当有旁通管时,A处的停水温升比无旁通管时低6-4.27=1.73K。这是因为有旁通管的情况下,相当于分流了一部分进入热交换器的水量,提高了热交换器内部的水温,与热交换吸热片的温差减小了,停水后吸热片传递给停留在管路里的水的“余热”变少了,其停水温升也相应降低。假定有旁通管时A处的停水温升也是6K,那么在B处的停水温升应该按下式计算:

15×18% (63.78 6)×82%=B×100%

计算得:B=59.92℃

B处的停水温升:△t2=59.92-55=4.92K

可见有旁通管时实测的停水温升3.5K比上述计算的要小。也就是说流经热交换器管路的水在63.78℃时的停水温升比55℃时的停水温升要小一点。现通过试验证明在不同的热水温度下,停水温升有明显区别,见下表:

B处热水温度(℃) 35 40 45 50 55 60
B处停水温升(K) 7.7 7 5.7 4.4 3.5 2.7

(注:有旁通管,冷水温度15℃,后清扫10s)

由表2看出,水温60℃与35℃时的最大停水温升相差5K,就是因为热交内部水温与热交吸热片“余热”温差不同的缘故。

二、结论
综上所述,为达到降低停水温升,增加旁通管无疑是一项简单有效的方法。停水温升还和其他因素有关,如旁通比、热交换器自身的热惯性、后清扫时间、实际使用时的停水时间等。旁通比越大停水温升越低,但过大的旁通比使热交换的水温过高,影响热交换器的寿命;水温过高还会引起水流噪音、引起热交换器上的过热保护开关的误动作等缺陷,所以旁通比一般不宜过大。影响热惯性大小的因素很多,如吸热片的导热系数、重量、比热、吸热片与管壁的焊接可靠性等。后清扫时间与停水时间对停水温升的影响。
 
停水时间(秒) 10 20 30 40 50 60  
无后清扫时停水温升(K) 6.5 7.4 6.7 5.6 4.8 4.3  
后甭扫10s后停水温升(K) 5.8 6 5.2 4.3 3.8 3.5 

(注:有旁通管,冷水温度15℃,温升40K)

增设旁通管还有如下好处:①克服热交换器内部管路的阻力,达到大流量的效果,特别对于16升以上的高负荷热水器,可以满足多点同时用水的要求。②相当于分流了一部分水,提高了热交换器内部管壁的温度,减少了烟气中水蒸气冷凝析出的可能性,确保热水器长久安全使用。③如果旁通管与控制电路相连,可自由调节水流量,真正实现无停水温升、无停水温降,达到快速恒温的效果。

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