商用容積式燃氣熱水器的應用

　　集中熱水供應系統的熱源選擇，應根據當地的能源狀況因地制宜，依次選用工業余熱、廢熱、地熱、太陽能、城市熱網、區域鍋爐房、專用蒸汽（熱水）鍋爐和燃油（氣）熱水機組作為熱源及熱源設備，在電力供應富裕和能利用低谷電蓄熱的地區，還可采用電能作為熱源。上世紀末，A.O.史密斯公司把在北美、歐洲酒店中廣泛采用的BTR型商用容積式燃氣熱水器引入國內，為我們提供了又一種新的熱源設備，通過近幾年來在國內數十個項目中的應用，其經濟效益、社會效益和環境效益十分顯著，受到設計人員和廣大用戶的青睞，本文對該設備做簡要介紹。

　　1、商用容積式燃氣熱水器的定義

　　商用容積式燃氣熱水器是指內部具有儲熱水的容器并作為熱水器整體的一個部分的燃氣熱水器，其額定熱負荷小于或等于360MJ/h(100KW)，最大水容積不超過500L。根據國家質量監督檢驗檢疫局關于實施《小型和常壓熱水鍋爐安全技術監察規定》有關問題的通知精神，這種熱水器不屬于鍋爐，因此不在鍋爐安全技術監察的范圍之內。

　　2、BTR型商用容積式燃氣熱水器的技術性能

　　BTR型商用容積式燃氣熱水器有BTR-154、BTR-199、BTR-275、BTR-338四種型號，單臺輸入功率—儲水容積分別為45.1KW—306L、55.7KW—306L、80.6KW—379L、99KW—322L。最大工作壓力為1.1Mpa，熱效率≥80%，熱水溫度可調范圍為50℃~82℃。另外每種型號還有戶外安裝型產品可供選擇。

　　3、BTR型商用容積式燃氣熱水器的特點

　　3.1 內膽采用金圭涂層內膽（金圭內膽）。容積式熱水器的內膽是其核心部件之一，一旦損壞將無法修復，直接影響熱水器的使用壽命。金圭內膽所用的涂層是A.O.史密斯公司涂層研究所經過5000多次試驗研制成功的，涂層表面光潔、色澤均勻、質地緊密，通過美國“UL”標準的10萬次循環壓力試驗，承受巨大的沖擊力而不破損。膽內配有陽極棒保護，是當今最好的抗腐蝕防結垢內膽之一。符合美國國家衛生健康協會NSF標準的嚴格認證。并且根據國外多年使用經驗，較高于傳統鍋爐配儲熱水箱的內膽儲水溫度能夠有效避免軍團菌的產生，更加衛生。

　　3.2 采用大氣式燃燒兩次點火的燃燒方式。采用高效主燃燒器，燃氣燃燒充分，經國內有關部門檢測，CO排放量遠小于國家標準《燃氣容積式熱水器》GB18111-2000規定的0.04%（α=1），最低可達20ppm，未檢出NOx，排煙符合國家標準。自然排煙時噪聲低于35dB。采用兩次點火方式，自動開關氣閥，避免爆燃現象的發生。

　　3.3 設有一系列安全保護裝置。設有自動恒溫控制裝置、高溫極限、超溫/超壓自動泄水裝置、燃氣自動穩壓裝置、自動點火、意外熄火保護裝置等，確保運行安全可靠。

　　3.4 設有三對進出水口且外形尺寸小。在熱水器的前、后和頂部分別設有三對進出水口，可根據現場情況任意選擇其中的一對，且外形尺寸小，為現場安裝提供了方便。

　　3.5 設有自清潔系統。自清潔系統使熱水器的正常進水加速增壓，沖刷內膽底部帶動水垢及雜質流動，避免其沉積在底部；內膽采用倒鍋底形設計，便于定期排污。

　　3.6 設有安全排氣罩。安全排氣罩有三個作用，一是防止由于倒灌風而破壞燃燒穩定性和吹滅火焰；二是避免降低熱水器的熱效率，當煙囪抽力大時，如果未安裝安全排氣罩，大量室內空氣就要涌入燃燒室內，增大了過剩空氣系數，使燃燒室溫度降低，燃燒惡化，增大了排煙熱損失和化學不完全燃燒熱損失；三是利用安全排氣罩使煙氣中混入室內空氣，致使煙氣露點溫度降低，從而防止煙氣中的水蒸氣在煙囪壁冷凝，減緩了煙囪腐蝕，延長煙囪的使用壽命，同時可避免因大量冷凝水進入燃燒室內導致熄火事故的發生。

　　4、應用實例

　　某連鎖酒店上海商城路店熱水供應的熱源設備選型。

　　4.1 項目概況：該店屬經濟型連鎖酒店，共有170個標準間，具有天然氣能源，要求24h供應熱水。

　　4.2 耗熱量計算：設計小時耗熱量按下式計算：

         （KW）………………………………（1）

    式中：Kh—時變化系數，取5.43；

    m—用水計算單位數（人數或者床位數），m=170×2=340人；

    q—60℃的熱水用水定額，，取100；

    c—水的比熱，KJ/(Kg·℃),c=4.187KJ/(Kg·℃)；

    ρ—熱水密度，Kg/L，取1Kg/L；

    tr—熱水溫度，℃，取60℃；

    tl—冷水溫度，℃，取5℃。

    將上列數值代入式(1)，得

　　4.3 熱水器選型計算:根據A.O.史密斯公司商用熱水器產品樣本,選用BTR-338型商用容積式燃氣熱水器。需要的臺數按下式計算： 

            （臺）…………………………………………………（2）

    式中：Qh—設計小時耗熱量，KW，Qh=492.07KW；

    Pin—熱水器輸入功率，KW，Pin=99KW；

    η—熱水器熱效率，%，取80%。

    將上列數值代入式（2），得

    （臺）

    選用7臺。

    復核儲熱量及儲熱時間：儲熱量按下式計算：

    （KJ）…………………………………………（3）

    式中：n—熱水器臺數，臺，n=7臺；

    v—熱水器儲水容量，L，v=322L；

    其余符號同前。

    將上列數值代入式（3）得

　　該值接近《燃油（氣）熱水機組技術規程》規定的儲熱量≥20min的要求，選型是合適的。

　　4.4 經濟效益：該項目于2004年安裝調試完畢，投入運行，總輸入功率為693KW，根據該店統計資料，年運行費用為22.08萬元，一個標準間的年均運行費用為0.13萬元。而位于同一城市擁有161個標準間的同檔次旅店，總輸入功率為700KW，安裝了兩臺燃氣熱水鍋爐，并配有5m3儲熱水箱，該店統計資料表明，年運行費用為32.4萬元，一個標準間的年均運行費用為0.27萬元。由此可見BTR型燃氣熱水器的經濟效益十分明顯，一般可較傳統鍋爐配熱水箱的熱水供應系統節約約30%-50%的運行費用，并已經得到了很多對運行費用要求苛刻的經濟型酒店的充分認可。統計數據顯示，一般酒店的能耗比（能耗費用與營業收入之比）在10%以下則可以獲得贏利，而在使用了A.O.史密斯商用容積式熱水器的經濟型酒店中最低的能耗比可達到5%左右；在一些中高檔星級酒店和商業用水場合中的使用則更是進一步節約了用戶的能源開支，根據北京某涉外星級酒店的統計，他們使用20多年來，能耗比最低可達到3%左右，為該酒店運營20年來收回24個酒店初投資的豐厚收益做出了巨大貢獻。

　　5、結語

　　商用容積式燃氣熱水器不屬于鍋爐，不在鍋爐安全技術監察的范圍之內，無需報檢，方便了用戶；它可安裝在地下室（燃用石油液化氣的除外）、底層、中間層和頂層，外形尺寸小，布置靈活；自有儲水容器，不需配備儲熱水箱和一次循環水泵，簡化了系統，減小了設備用房；沒有儲熱水箱熱損失，沒有一次循環水泵的功率消耗，節省了能源；可以實現模塊化控制，確保熱水器在高效下全自動運行，無需專人值守，節省運行費用。它可在耗熱量小于500KW的住宅、公寓、集體宿舍、旅（賓）館、醫院、餐飲、公共浴室、娛樂場所等中小型項目的熱水供應中應用，當具有天然氣、液化石油氣或人工煤氣時，選用BTR型商用容積式燃氣熱水器作為熱源設備不失為一種上佳選擇。

　　參考文獻

　　1、國家質量監督檢驗檢疫局關于實施《小型和常壓熱水鍋爐安全技術監察規定》有關問題的通知國質檢鍋函[2002]288號

　　2、國家質量技術監督局燃氣容積式熱水器GB18111-2000北京中國標準出版社2000

　　3、中華人民共和國建設部建筑給水排水設計規范GB50015-2003北京中國計劃出版社2003

　　4、上海莫泰酒店管理有限公司MOTEL168連鎖旅店運行數據統計

　　5、北京建國飯店運行數據統計

　　6、A.O.史密斯（中國）熱水器有限公司商用熱水器產品樣本