Файл: Шевченко, Р. Н. Как пользоваться газовыми водонагревателями.pdf

пламенения углеводородов сжиженных газов (около 450—500° С) благоприятствуют более легкому их воспламенению и образованию взрывов.

Легкое и быстрое испарение углеводородов, на­ ходящихся в сжиженном состоянии, приводит к ин­ тенсивному поглощению тепла, что может вызвать обмораживание кожных покровов человека при по­ падании на них газов.

В результате недостатка воздуха и неполного сгорания газов образуется окись углерода, которая делает продукты сгорания ядовитыми.

Физиологическое воздействие газов на человека. Составные части газовых топлив и некоторые содер­ жащиеся в них примеси, попадая в организм челове­ ка, оказывают вредное физиологическое воздей­ ствие — удушающее и отравляющее. Удушающее действие обусловлено недостатком кислорода во вдыхаемом воздухе. При понижении содержания кислорода в воздухе до 16% начинаются одышка и сердцебиение, до 12% —наблюдается сильное стес­ нение дыхания и до 9% — человек теряет сознание. Удушающими свойствами обладают все горючие газы.

Ниже приведены основные свойства и физиологи­ ческое действие составных частей и примесей газо­ вого топлива.

Метан — легкий бесцветный газ без ощутимого запаха. Он не ядовит, однако длительное вдыхание смеси из 80% метана и 20% кислорода может вы­ звать головную боль.

Сжиженные углеводородные газы, главным об­ разом пропан-бутиловые смеси, — тяжелые газы, трудно смешивающиеся с воздухом и не обладаю­ щие характерным запахом. Они не ядовиты; вдыха­ ние их в небольших количествах не оказывает вред­ ного действия на человека. Так, при вдыхании в

12

течение 10'ліи« воздуха, содержащего 1% пропана или бутана, отравление не наступает. Вдыхание воздуха „с 10% пропана или бутана вызывает голо­ вокружение. Значительные концентрации этих угле­ водородов вызывают опьяняющее действие.

Окись углерода — бесцветный газ с очень сла­ бым запахом, немного легче воздуха, чрезвычайно ядовит (табл. 1).

Таблица 1. Физиологическое воздействие газов на человека в зависимости от их концентрации в воздухе и длительности вдыхания

Содержание газов в воздухе

дражение горла и кашель

опасно для жизни

Углекислота, или двуокись углерода — бесцвет-

ный газ без запаха с кисловатым привкусом, не ядо­ вит, но обладает наркотическим действием и спосо­ бен раздражать слизистые оболочки.

Сероводород — бесцветный газ, несколько тяже­ лее воздуха, с сильным запахом тухлых яиц. Ясно ощутимый запах сероводорода ощущается при со­ держании его в воздухе 1,4—2,3 мг/м3; сильный, но еще не тягостный запах — при содержании 3,3 мг/м3; тягостный запах даже для привыкших людей — при содержании 7—11 мг/м3. По своему физиологиче­ скому воздействию на человека (см. табл. 1) серово­ дород является сильным ядом, действующим на нервную систему. Он оказывает также раздражаю­ щее действие на дыхательные пути и глаза. Серово­ дород опасен не только сам по себе, но и потому, что в результате его сгорания получается другой весь­ ма ядовитый газ — двуокись серы, или сернистый

газ.

Сернистый газ — бесцветный, обладает резким запахом и сладковатым вкусом, сильно раздражает дыхательные пути (см. табл. 1). Сернистый газ на­ ходится в продуктах сгорания соединений серы, содержащихся иногда в довольно значительных ко­ личествах в искусственных и природных газах неко­ торых месторождений, а также в меркаптановых и других серосодержащих одорантах.

14

Полнота сжигания газа. Основными показателя­ ми бытового водонагревателя, связанными непо­ средственно с полнотой сжигания газа, являются его тепловая нагрузка и КПД, а также содержание в отходящих газах окиси углерода и стабильность горения.

Тепловая нагрузка — это произведение количе­ ства газа, сжигаемого за единицу времени, и низшей теплоты сгорания. Для всех бытовых газовых водо­ нагревателей номинальная тепловая нагрузка рег­ ламентирована ГОСТ 19910—74 и ГОСТ 11032—69,

ккаліч-.

Расход газа при постоянном диаметре сопел за­ висит от величины давления газа перед аппаратом. В связи с этим для получения желаемой тепловой нагрузки для каждого вида горючих газов выбира­ ют такой размер отверстий сопла, который обеспе­ чит в пределах допустимых отклонений соответствие давления газа заданным величинам тепловой на­ грузки.

В процессе работы водонагревателя тепловую нагрузку можно регулировать изменением расхода газа (поворотом рукоятки крана или автоматиче­ ски). Она может также изменяться самопроизвольно при изменении давления газа или теплоты сгорания.

Давление газа перед водонагревателем часто ме­ няется в связи с неравномерностью потребления его в разные часы суток. При использовании сжижен­ ного газа (в связи с тем что газ в баллоне испаря-

16

ется пофракционно) происходит самопроизвольное изменение теплоты сгорания, следовательно, и теп­ ловой нагрузки.

С учетом этих обстоятельств конструкции горе­ лочных устройств водонагревателей рассчитывают на определенный диапазон качественного сжигания газа при самопроизвольных изменениях тепловой нагрузки.

Работа водонагревателя при тепловых нагруз­ ках, выходящих за регламентированные пределы (например, использование сжиженного газа для во­ донагревателя с соплами, рассчитанными на природ­ ный газ), недопустима. Поэтому в техническом пас­ порте на водонагреватель завод-изготовитель всегда

отмечает, на какой газ настроен и отрегулирован аппарат.

Коэффициент полезного действия характеризует эффективность использования газа по прямому на­ значению (для водонагревателей — нагрев воды) и определяется отношением теплопроизводительности аппарата (горелочного устройства) к его тепловой нагрузке. КПД проточного водонагревателя со­ ставляет не менее 82, емкостного — не менее 75%.

Содержание в отходящих газах окиси углерода

также характеризует полноту сжигания горючего газа. Для проточных газовых водонагревателей этот показатель может составлять 0,1, для емкостных — 0,05% по объему. Содержание окиси углерода в от­ ходящих газах устанавливают в лабораторных усло­ виях, так как только в этом случае можно получить сравнимые результаты. Максимально допустимое содержание окиси углерода в продуктах сгорания гарантирует такой санитарный уровень, при котором предельное содержание ее в атмсффере помещений

•• е

ограничения содержания в отходящих газах окиси углерода, ограничивает содержание и других вред­ ных для здоровья компонентов (окислы азота и др.)

Стабильность горения газа характеризуется ко­ ротким факелом пламени, наличием ярко выражен­ ного ядра пламени зеленовато-синего цвета при об­ щем голубоватом цвете видимого факела, отсутст­ вием желтых языков, сопровождаемых выделением копоти, однородностью факелов по высоте, отсут­ ствием дрожащих факелов или отсутствием отрыва их от горелки.

Под устойчивой работой горелочного устройства аппарата понимают такое сжигание газа, при кото­ ром длина факелов равномерна, а горение протека­ ет без отрыва и проскока пламени.

Отрыв пламени характеризуется горением факе­ лов на некотором расстоянии от огневых отверстий, переменным приближением и удалением их относи­ тельно поверхности горелки и зачастую полным погасанием. Обратное отрыву пламени явление — проскок пламени, или перемещение его навстречу газовому потоку — характеризуется горением газо­ воздушной смеси внутри горелки, в ее смесителе, и сопровождается характерным шумом. Зачастую при этом горение прекращается совсем. Это происходит в тех случаях, когда скорость истечения газовоздуш­ ной смеси меньше скорости распространения пла­ мени.

Отрыв и проскок пламени в равной мере недо­ пустимы. При отрыве пламени и его погасании в по­ мещение поступает несгоревший газ, что может при­ вести к образованию взрывоопасных или токсичных смесей. При частичном отрыве, без погасания, не обеспечивается полнота сжигания из-за химическо­ го недожога и увеличивается содержание окиси уг­ лерода в отходящих газах. При проскоке пламени

18

последствия аналогичны. Кроме того, горение пла­ мени внутри горелки может привести к ее деформа­ ции и разрушению.

От запальной горелки водонагревателя пламя должно мгновенно распространяться по всей огне­ вой поверхности горелки. Беглость распространения пламени также учитывают при конструировании и изготовлении горелочных устройств водонагревате­ лей.

ХАРАКТЕРИСТИКА И ПРИНЦИП РАБОТЫ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЕЙ

ПРОТОЧНЫЕ ВОДОНАГРЕВАТЕЛИ

Проточные водонагреватели (ГОСТ 19910—74) используются в основном в газифицированных жи­ лых домах, оборудованных водопроводом и отопи­ тельной системой, но не имеющих центрального го­ рячего водоснабжения.

Все применяемые в настоящее время в СССР мо­ дели принадлежат к классу водонагревателей высо­ кого давления (диапазон давления воды — 0,5— 6 кгс/см2). Они рассчитаны на тепловую нагрузку 18 и 25 тыс. ккал/ч с выдачей до 6 л!мин воды, нагре­ той до 50° С.

Принцип работы. Проточные водонагреватели обеспечивают почти мгновенный нагрев воды, посту­ пающей из водопровода, и расходование ее в тече­ ние любого периода, необходимого для тех или иных бытовых нужд. Таким образом, проточные водона­ греватели являются приборами периодического дей­

19