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壁挂炉常识介绍(三)普通炉和冷凝炉的区别

壁挂炉根据热效率的区别分为普通壁挂炉和冷凝型壁挂炉普通型壁挂炉: 一般从热效率上来讲不是最高的热效率,大家为了区别冷凝壁挂炉

壁挂炉根据热效率的区别分为普通壁挂炉和冷凝型壁挂炉


普通型壁挂炉: 一般从热效率上来讲不是最高的热效率,大家为了区别冷凝壁挂炉通常又称之为普通型壁挂炉。


普通型壁挂炉分类也非常多样化,没有风机,则称为大气式自然排气型壁挂炉,这种壁挂炉没有风机强制排气和进气,靠的是烟道自然对流循环,在东欧某些地区还有,基本上被淘汰了,在中国更是法律不允许销售的产品,因为安全性不够,其实本质上就是安装不规范造成的安全问题,如果安装规范到位的话,还是很安全的。这种炉子的最大特点就是便宜,效率上也不差。

如果带有风机强制排气,则称为大气式强制排气壁挂炉,这种壁挂炉又分为欧洲款和日韩款,其代表是欧洲的普通壁挂炉,风机位于炉子的上方,一般都是交流罩极电机,日韩款则由韩国庆东,瑰嘟啦咪,大成等韩国企业,日本林内普通壁挂炉所代表,其风机位于炉子的左下方,风机一般都是直流变频风机。目前在普通壁挂炉上,由于早期韩国产品质量上的不可靠,在北方市场上大家诟病很多,让日韩的这种炉子打击比较大,所以在中国庆东基本上放弃了韩国的设计,而改用欧洲设计,日本企业例如林内欧款和韩日款都生产,能率则只生产欧款机器。

这两种炉子如果零部件都是可靠的情况下,公平地讲日韩式的燃烧效率更高,为什么?因为他们的设计风机都是在下面,采用鼓风式燃烧,让空气和燃气有一定的预混后再吹出去燃烧,风机通常都是直流变频风机,风量调节比较精细,在小负荷下的效率比欧款机器要高一点,目前这种燃烧方式在大升数燃气热水器上普遍使用。

结构如图所示。风机是在下面而不是在上面,这种炉子卫生水只能做成板换结构。



上图的热水器可以清晰地显示出风机在下面,日韩机器都是这种结构的。

欧款机在最近几年也把风机改为调速风机,但是由于是罩极电机,调节范围不大,只是一个简单的分段调节,不能像日韩机一样风机无级变速调节。


下图是欧式机的典型结构图





普通壁挂炉的优点是结构简单,燃烧技术也相对简单,技术成熟度很高,配套企业很多,多如牛毛,欧款普通炉又分为板换机和套管机,这个是卫生水加热的方式来区分的,板换机采用一个板式换热器加热卫生水,而套管机则是让卫生水的管路套在供暖的热交换器内,通过加热外管的水来加热内管的卫生水。

他们的结构图如下:



从上面图可以看到这是一个板换机的结构示意图。



上图是一个套管机的原理结构图。


二者的区别就是卫生水加热的方式有不同,板换机需要增加一个板换,一个电动三通阀,水路结构也复杂一点,而套管机则没有这些部件。

优缺点比较:

套管机卫生水加热,特别是在冬季供暖季节刚刚出热水的时候会非常地烫,因为冬季供暖的时候,有一股卫生水已经被加热到了高温,很容易烫伤,造成洗澡的舒适度不够,而板换机则通过板换进行热交换,不存在已经被预加热的洗澡水,洗澡的时候更舒适一些。

在卫生水含钙高的地区,套管机更容易因为长期高温加热而结垢造成堵塞,而板换机则因为洗澡水的水温不太高,结垢要低于套管机。

板换机由于增加了板换和电动三通阀,成本上要比套管机高150-200元,所以市场上很多便宜的机器都是采用套管机。 目前欧洲大牌厂家基本上淘汰了套管机的生产,有些意大利公司和某个德国公司在中国市场上为了低价竞争,则继续生产套管机,国产的机器也很多销售套管机,主要用于工程项目上做低价竞争,有些国产企业在零售市场上则采用了板换机来让用户有良好的洗澡体验,采用板换结构的普通炉子都会特意注明自己是板换机,用以区分套管机,在市场上板换机的价格要比套管机的价格高600-1000元左右,这是一个正常的零售价格区分,行业人士也都认可板换机要比套管机高档一些。


在普通壁挂炉的燃烧中为了防止烟温过低,在冬季的情况下造成冷凝水倒流腐蚀热交换器,一定要把烟温强制到150℃以上,甚至到200℃左右,这样高温的烟气就被排到了大气中,浪费了能源,一般燃烧的最大效率在90%左右(最大热负荷下),如果在低负荷下,燃烧的效率则下降到80%左右,在国家能效标识上,这种炉子都被标注为2级能效,而且由于这种燃烧方式是一种粗放型燃烧,烟气中的氮氧化合物的含量比较高,也被排到大气中,氮氧化合物是一种空气污染物,容易造成雾霾,不属于环保燃烧。


冷凝壁挂炉:


什么是冷凝壁挂炉?其原理如下:

冷凝的原理是指高温烟气在遇冷凝结过程中释放热量,冷凝技术就是充分收集这些热量以增加供暖热量。通过烟气凝结实现废气中能量的回收,增加净热值,从而实现了热效率达107%,不仅减少燃气量,而且更大幅的节约了能耗;根据用户采暖需求、温度感应装置监测进回水温度、室内温度和室内外温差,智能选择最节能、最舒适的加热功率及加热温度,让机器低耗高效运行,与普通壁挂炉相比节省能耗高达20%。

冷凝式燃气壁挂炉是通过两个换热器充分吸收燃气燃烧产物——烟气中的显热及水蒸气的潜热。燃起的热值是指1Nm3燃气完全燃烧所放出的热量。热值分为高热值和低热值,高热值指1Nm3燃气完全燃烧后,其烟气全部被冷却至原始温度,而其中的水蒸气以凝结状态排出时所放出的热量;低热值指1Nm3燃气完全燃烧后,其烟气全部被冷却至原始温度,而其中的水蒸气仍为蒸汽状态排出时所放出的热量。由此可见,燃气的高热值与低热值之差就是水蒸气的汽化潜热。


冷凝壁挂炉的核心就是把普通壁挂炉要排放到大气中的高温烟气再次回收,释放其中的能量,这样效率就会比较高。


冷凝壁挂炉根据燃烧结构的不同又划分为二次热回收冷凝预混燃烧冷凝两种方式。


下图是二次热回收冷凝壁挂炉,就是在炉子的右上方增加了一个不锈钢的热回收装置,增加这个装置后,效率会提高15%左右,由于采用了大气式强制排气燃烧,燃烧简单,效率比普通炉有了不错的提高,这种炉子唯一容易出问题的地方是那个二次热回收装置,由于加工品质的问题,这个装置容易产生漏水现象。市场上有人诋毁这种低成本冷凝炉为假冷凝(大多数来自于欧洲品牌代理商或者厂家),我是不赞成这样的叫法,要实事求是地评论别人的机器,虽然我也不认为这种机器未来是主流,但是这确确实实是一种冷凝结构的炉子,效率也有提升,而且符合国家能效一级标识,一味的口舌之争是没有意义的。至于这种炉子的缺点,我会在后面进行比较叙述。




以下两种炉子都被称为全预混冷凝壁挂炉,下面这种炉子的热交换器采用了不锈钢热交换器,一般这种不锈钢热交换器最初都是采用316不锈钢,成本比较高,但是随着技术的进步,目前几乎全部的厂家都采用了441或者304不锈钢,这两种不锈钢都可以满足设计使用寿命15年的要求,441对于生产工艺要求更简单一些,304不锈钢则更复杂一些,容易产生应力腐蚀。如果厂家控制的好,也没有问题,大可不必担心。欧洲某个品牌在刚刚进入到中国的时候就发生热交换器应力腐蚀的现象,最后只好大规模回收,但是这是极个别现象。



这种结构的热交换器采用铝硅合金结构的热交换器,也是一种全预混结构的设计。只是热交换器的材料不同,形式不同而已。




以上三种冷凝壁挂炉的优缺点我来总结一下:

  1. 二次余热回收型:结构简单,技术也比较简单,容易制造,欧洲早期的冷凝型壁挂炉都是采用这种结构,所以欧洲的一些品牌也不要诋毁这种结构,即使在欧洲,某些厂家还在继续生产这种结构的冷凝壁挂炉。其缺点是冷凝效果稍微低于全预混冷凝壁挂炉,大概低5-6%,市面上也出现采用增大二次热交换器的方案,据称也能做到107%。这种炉子由于采用大气式燃烧,氮氧化合物的排放比较高,有些厂家则采用了低氮火排来解决,勉强能够达到北京排放标准。 这种炉子还有一个优点就是价格相对全预混结构的壁挂炉会比较低,一般在零售市场或者工程市场上使用。如何来判断冷凝炉是这种结构的呢?一般厂家的宣传资料上对这种炉子都不会讲自己是全预混燃烧结构,而是只说自己是冷凝壁挂炉。


  1. 全预混冷凝壁挂炉:燃烧采用了燃气和空气预先混合的方式,风机采用了高转速直流变频风机,增大了排风压力,排烟温度只有50-60度左右,技术含量比较高,零部件(热交换器,燃烧器,风机和燃气阀)都是要依靠进口,价格比较昂贵。目前市场上的主流产品在燃气阀和风机的配合上都是采用气动比例阀,用风机的压力来控制比例阀的开度,采用文丘里结构来机械固定空燃比,这种方式我们称为气动比例结构,缺点是无法适应燃气的品质,只能固定比例燃烧,而中国的燃气品质和环境都有很大的不同,这种结构的燃烧需要在安装的时候用烟气分析仪很好地调节效率,如果安装后燃气的品质,压力发生变化,那么它的适应性不够好,需要每年进行保养维护。

目前市场上开始出现燃气自适应燃烧,主要的特点是将燃气阀的比例由气动连接,改为电气控制,让燃气的流量和空气的流量根据燃烧工况自动匹配,这是一种高技术燃烧方案,目前世界上没有几个厂家做到,我所知道的只有法罗力的高端冷凝机,菲斯曼的200W系列,威能的ecotec exclusive 系列,利雅路的最新冷凝炉,还有国内的小沃壁挂炉采用这种自适应燃烧,能够根据燃气的品质,压力,外界的风阻情况自动匹配,自动调节燃烧工况,让机器 随时都处于最佳燃烧状态,采用这种结构的冷凝壁挂炉在燃烧上能够做到时刻高效,减少了热交换器由于某些工况下燃烧不充分造成的积碳、效率下降的问题,是目前最先进的燃烧方式也是未来冷凝壁挂炉发展的方向,不要看这一点点小变化,其背后的技术复杂难度是气动比例结构的几倍难度,需要高超的软件,硬件,算法的革新。具体技术这里就不深谈。

全预混壁挂炉是目前最先进的燃烧方式,燃烧效率高达107%,氮氧化合物的排放低到30mg/kwh,无论对于能源的节约和环境的污染都是最优的选择,是目前壁挂炉发展的顶峰,今后很难再有效率超过这种结构的炉子。


对于不锈钢热交换器和铝硅材料热交换器的优缺点比较:二者在能效上,氮氧化合物的排放上都差不多,二者在应用上有一些优缺点,简单来说就是不锈钢热交换器流通截面积小,流量不如铝硅热交换器大,但是铝硅热交换器在使用上容易出现胶状物造成流道堵塞,不过从使用上还是可以信赖的,目前市场上不锈钢热交换器的壁挂炉的比例高达70%以上,铝硅的比例则比较低,市场上的选择也代表了不同的流派和技术发展,一味说某个技术最好都是不客观的。

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