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壁挂炉中的冷凝炉到底是什么样的?

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五一了,没事写个文章玩一下。    现在做壁挂炉采暖的,经常会碰到冷凝炉和普通炉的问题,今天来讲讲这块。     那我们先说下壁挂炉的

五一了,没事写个文章玩一下。

现在做壁挂炉采暖的,经常会碰到冷凝炉和普通炉的问题,今天来讲讲这块。

那我们先说下壁挂炉的分类,壁挂炉基本可以分为普通炉,二次冷凝炉,冷凝炉三种,怎么分的了?吸热方式上来分吧,吸热方式有不一样吗?真不一样,且听我一 一分解。

我们知道,现在我们一般用的壁挂炉,都是烧天燃气的,天燃气一烧,有火吧,然后壁挂炉里有个东西叫主换热器(普通炉的就是下面这东东),把主换热器加在火上,水在主换热器里跑,然后水不就热了?然后热水出来了,再然后热水可以采暖,可以给你洗澡,就这么简单。。。


只是想让天燃气烧,要氧气啊,那抽点空气进来啊,然后烧完了,那些烧完的烟气什么也要排掉吧,弄个风机就行。嗯 ,我们加个风机吧。

然后我们总不能一直烧吧,不烧的时候天燃气总不能一直供吧,要关掉,而且不能一直猛着烧,要调节天燃气进气量的大小啊,所以要个阀门控制天燃气进气量,整个燃气阀吧。

这几个东西其实就是整个壁挂炉燃料这块的几个主要部件了(各个厂家的配件由于供货商不同,样子会稍有不同,但原理一样),当然,壁挂炉还有很多部件,水泵,电路板,风压开关,膨胀水箱。。。。我们今天不扯这些,就扯只和燃烧有关的这几个东西。

然后我们先说一下天燃气燃烧的主要化学方程式吧,显得专业点

CH4甲烷,O2氧气,CO2二氧化碳,H20就是可爱的水了

这个式子,只要是烧天燃气的壁挂炉,不管什么品牌、型号的壁挂炉,都一样的,那为什么又会分成普通炉和冷凝炉了?其实最主要的就是对H20,水的处理。

我前面说了,天燃气烧了后,烟要排掉的,那么,排出去的烟是有温度的,一般烟温都会达到140度左右(后面会提到原因),这个烟气的温度都是天燃气烧出来的热量啊,排到室外的空气中是白白浪费掉的,再加上壁挂炉本身的散热,还有主换热器也不可能百分之百的吸收热量,所以正常的壁挂炉热效率一般只有88%-91%,这就是普通壁挂炉。

那么多热量白白浪费掉了,那我们得想办法啊,第一个方法就是降低排烟的温度,尽量把排烟带走的热量利用起来,这样就出了二次冷凝机,在排出去的废气上再加一个“副换热器”(这个词是我编的,是为了对照主换热器编的,专业的名词叫冷凝箱),而且冷水先进这个副换热器,把烟气中的热量吸收一部分,这样可以把烟温降下来,有时能把烟温降到八九十度,热效率上来了,漂亮。

大家看前面公式,天燃气烧燃烧会产生大量的水蒸气,然后水蒸气在低于100度时会就冷凝成水,好,冷凝这个词出来了,然后我们都知道,水从气态变成水会放出热量,而且放出来的热量还比较多,这样热效率进一步上升,炉子也变成了冷凝炉,但因为是接了二个换热器,所以我们叫二次冷凝。

到了这里可能很多人会问,那为什么不直接加大主换热器,或者说二次冷凝机器为什么不直接把副换热器做到主换热器上得了,不好意思,不是不想,而是不能,因为天燃气里不全是纯正的甲烷,还有H2S,然后空气里不全是氧气,还有N2。。。看方程式

看到没有,有氮氧化物,有氧化硫,这几种气体融到水里,就是(亚)硝酸,(亚)硫酸。。。然后壁挂炉里很多东西是不抗酸的,所以。。。。只能老老实实的普通炉,或者二次冷凝炉。。。

所以,普通炉为了防止烟气冷凝,让它的排烟温度达到140度,这样保证机器不会让冷凝水腐蚀掉,这个解释了前面所说的烟温问题。

到了这里,我们又开始想办法了,普通壁挂炉不抗酸,那我们弄个抗酸的不就行了?嗯 ,好主意,新机器来了,真正的冷凝炉来了。。。。

这个图也是主换热器,大家可以看到和前面的主换热器完全不一样了,从一个板式的,换成了一个圆桶的了,材料完全升级,基本都是304不锈钢(还有采用其它材质的,硅铝,铸铝之流,或者所谓3**,4**....但304最多)了,从材质上解决腐蚀问题,这样的话,可以把主换热器加大,然后直接在主换热器里面直接对烟气进行冷凝,热效率照样杠杠的上去了。

这是是和前面主换热器配套的火排,顺便也贴张图上来

好像可以了啊,烟气冷凝了,热效率上去了,但这还不行,就这样做基本上只能把热效率提到100%左右顶天了,我们还要想办法改进一下。

此处插入锅炉的热效率计算原则,热效率是指输入的热量和输出热量的比值,在壁挂炉上,输入只指天燃气燃烧产生的热量,然后输出的热量指壁挂炉总共能从燃烧过程中吸收的热量,而燃烧过程中的热量,既包括天燃气燃烧产生的热量,也包括燃烧产生的水蒸气液化产生的热量!而水蒸气液化能产生的热量可以达到天燃气燃烧热量的11%,这样理论上锅炉的热效率最高可以达到111%。

前面我讲了,和燃烧有关的就是主换热器,还有气阀和风机,主换热器搞定了,那我们继续在其它几方面想办法。

先整风机

说风机又要说到一个壁挂炉上的燃烧原则了,一立方天燃气正常燃烧时只需要二立方氧气,但在实际运行中,为了保证天燃气的充分燃烧,普通壁挂炉会送3.4-4.8立方氧气进来,也就是会送16-23立方的空气进来,实际这个已经远远超过了所需要的空气量(这个我们叫过空气系数),这些空气一进来,然后又要排出去,也会带走一部分热量,导致壁挂炉热效率下降。而且还有很关键的一点,现在的普通壁挂炉都是采用的固定转速的风机,都是按最大功率计算的送风量,在小功率燃烧时风机也按最大功率时的转速在转,带走的热量会相对更多,所以很多壁挂炉在小功率运行时热效率低得吓人。

那么我们要节能,第一是把过空气系统降下去,第二是大功率时风机转快点,小功率时风机转慢点啊,嗯 ,厂家也想到了。

第一、要控制过空气系数,可以先把空气和燃气充分混合,再点火,这样所需要的氧气量可以少点,可以把普通炉的过空气系数从1.7-2.4降到1.1左右,热效率上升。然后这个过程叫预混。。。所以大家看冷凝炉说明书,上面有时会写成全预混式冷凝炉,因为要做到冷凝,整个炉膛都会全部改造,基本上都会顺手把预混做了。

至于说普通壁挂炉,由于要做成全预混,需要对整个炉体进行改造,成本很高,而当炉体改造完成的话,实际上只需要稍微增加一点点成本就可以成为冷凝炉,所以普通炉基本上没做全预混的了(此处已修改,发完文章后特意查了相关资料,咨询了相关专家,对某几家号称全预混的普通炉不作评论,幸好前面没点名)。

第二、那就是风机变频了,大功率时转得快,小功率转得慢,大家可以看下面某品牌某机型的风机转速

这个机器在4KW输出时,风机转速只1700转,但到了24KW功率时,风机转速直接上了7300转,而且这个风机转速的线基本上和功率成正比关系,可以比较好的控制空气与燃气的混合比了。

然后这个风机变速有很多品牌也开始向这个方向转了,风机变速有采用变频的,变频里又有变频范围不同,然后还有为了降低成本采用变速的,而且有些速度只有高中低三档甚至于高中二档的。。。。

再整燃气阀了。

燃气阀其实就是控制天燃气过气量的大小,控制精度越高,自然功率控制得越好。

燃气阀这块,现在西特是当之无愧的大佬,霍尼老二,然后还有些占比小的,像西门子,BP等等的,都可以归为其它一类,今天我们说下最多的西特。

我先丢二张图

大家看出区别了没?好像没多少区别吧,但这二个的价格相差好几倍,一个是现在市面上用得最多的845型,一个是西特公司最高端的849型,这几个型号有什么区别了?都能用不?能用,都能用,只是这个有点像我们的手机芯片,早几年的810也能跑起来,然后现在的865好像也只能跑起来,但只有当真正跑起来的时候,大家一对比才会发现完全不一样,849已经是自适应燃气比例阀了,可以根据燃气里甲烷含量自动调节燃气进气量,同时配合风机的变频,比较完美的实现准确的预混比,而845只能在一个出厂设定的一个固定比值调节燃气进气量,高下大家可以自行比较。然后现在用849气阀的,好像也只有一二家。。。。

整完了主换热器、风机、气阀这几块,如果整个系统配合得好的话,冷凝炉热效率完全可以达到109%,基本接近111%的理论值,然后整个系统配合得好不好,大家其实可以看下锅炉的排烟温度,做得好的冷凝炉,排烟温度只会比锅炉的回水温度高个四五度,大家有兴趣可以去测试一下。

至于理论值111%不可能达到,毕竟机组外壳有个对外散热,然后排掉的烟气热量也没法完全吸收,这里我突然想起一个笑话,有个厂家的人和我说他们机器的热效率能达到116%。。。。

说了这么多,只是希望给大家科普一下冷凝炉,欢迎留言讨论,拒绝杠精。

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