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冷凝壁挂炉的原理应用及发展趋势

2019-03-08 18:12:30

  随着全预混冷凝技术在锅炉及壁挂炉上的成功应用以及城镇燃气管网的日趋完善,冷凝燃气壁挂炉开始走进千家万户。相比传统的壁挂炉,冷凝式壁挂炉具有更高效、节能、环保、安全等优势。具体以冷凝壁挂炉的结构原理及实际应用来阐述。

  一、冷凝燃气壁挂炉结构原理

  冷凝燃气壁挂炉主要由进气燃烧系统、冷凝换热系统、控制系统等模块组成,主要零部件包括:主热交换器、燃烧器、点火电极、燃烧盖、冷凝盘、燃气阀、全预混风机、控制器、板式热交换器(二次热交换器)等部件。其核心部件主热交换器主要由欧洲团队研发,并经过反复试验和改进。其材质是一种非常典型的铝合金,通用于欧美国家,这样的原材料选择,便于生产,也使产品在价格上有较强的竞争力。铝是一种很活泼的金属,在自然条件下在铝材的表面能够形成一层致密的氧化层,可以有效防止酸性腐蚀和氧蚀,另外铝的导热系数是不锈钢的8倍,使得产品具有高效率的导热能力,帮用户节省更多的能源。另外,铝的熔点较低,在高温铸造时拥有很高的流动性,能铸造出形状结构比较复杂的产品,可将燃烧室、水路、烟气通道铸成一体,同时在烟道上设有换热柱,在有限的空间里极大地增加了换热表面积。因此,相同功率下,铸铝式壁挂炉结构更为紧凑,体积更小。同时铝的加工性能良好,成本相对较低,且其生产工艺成熟,能有足够的质量保证。

  冷凝燃气壁挂炉采用全预混表面低氮燃烧方式,将燃气和空气以固定的比例在风机前的文丘里进行预混,通过风机转速自动调节燃烧气进气量,在燃烧过程中能保持精确的空燃比。其中燃烧头采用金属纤维燃烧器,结构为倒置燃烧形式,风机强制供风,燃烧装置位于热交换器上方,而冷凝换热过程则在炉体下方进行,烟气经底部换热后从烟管引到顶部排出。这样的结构有利于燃烧的稳定性和可靠性,并能最大化吸收烟气中的显热和水蒸气的凝结潜热,使烟气中的水蒸气温度下降到露点后以冷凝水形式排出,这样不仅预热了回水,极大地降低了排烟温度,也可以通过冷凝过程带走烟气中大部分的有害物质,降低了烟气排放对周围空气污染的影响。与传统的壁挂炉排烟温度高达150℃以上相比,冷凝壁挂炉排烟温度低至70℃以下,一般只比回水高2℃到5℃,大大减少了排烟热损失,使冷凝热效率可达到108%以上(以燃气低热值计算),比传统壁挂炉节能30%以上。同时冷凝壁挂炉功率调节范围1:5,且可随外界热需求变化自适应调节,从而最大程度地节省了燃气消耗量。

  以下图1为一款冷凝暖浴两用炉的结构原理图,与传统的壁挂炉结构不同,其燃烧室及主热交换器的出水口位于炉体上部,而回水口则位于炉体下部,水道螺旋式环绕烟道及燃烧室,全湿背设计,水流自下而上,烟气自上而下,如此逆向运行可以保证充分的热交换。同时配备二十多项安全防护,可有效保证壁挂炉的安全运行。图1 冷凝壁挂炉结构原理图

  二、冷凝燃气壁挂炉的性能特点

  ●触摸式显示面板,可实时监控出水温度、压力、报警显示等信息,对故障检测、锅炉运行状况等一目了然;操作简单,智能、舒适、美观

  ●采用先进的燃烧密封系统及欧洲知名品牌的风机水泵,使整机几乎静音运行

  ●两种燃烧形式,低负荷下红外燃烧,高负荷下蓝焰燃烧,调制范围内均能获得很高的热效率

  ●采用铸铝式热交换器,结构紧凑轻巧,导热效率高,使用寿命长

  ●自主研发控制器,轻松实现壁挂炉安全智能运行

  ●燃气种类为国内居民通用的12T天然气

  ●水温精确控制+/-0.5℃

  ●设有二十多项多重安全防护,保障锅炉运行安全可靠

  ●采用全预混进气倒置燃烧形式及一体式冷凝换热技术,能效指标及排放指标远优于欧洲及中国标准。最高热效率可达109%以上,氮氧化物远小于30mg/m

  ●功率调制范围宽,满足各种气候下自动调节输出功率,节约燃气耗气量

  三、国内冷凝燃气壁挂炉的应用与发展

  据统计,2016年我国市场燃气采暖热水炉总销量210万台,而2017年达到了550万台。随着城镇燃气管网的日趋完善,燃气壁挂炉销量在未来五年还将逐步上升。而目前国内市场还是以普通壁挂炉产品为主,普通的壁挂炉不仅能耗高,效率低,污染也比较严重。但是就因其低廉的价格而牢牢霸占着整个壁挂炉市场。近三年由于国家对于节能环保锅炉项目改造的要求,冷凝商用锅炉在国内市场上开始风靡,也活跃了冷凝壁挂炉市场,然而尽管全预混冷凝技术在壁挂炉上的应用已经相当成熟,国外特别是欧洲还出台了法规,强制要求使用冷凝炉产品,但在国内冷凝炉尚处于起步阶段,非冷凝炉的销量还远远高于冷凝炉。且市场上真正的冷凝壁挂炉产品基本源自进口,价格高昂,但由于产品设计依据法规不同或对中国市场使用情况不了解,难免有些会出现“水土不服”,较难普及。

  中博联合欧洲团队,针对国内的用户使用环境(水质、气质、房屋结构等),参考国内外法规标准,研发并推出FS系列冷凝式壁挂炉,产品拥有自主知识产权,功率从24kW到36kW,且经过国家燃气具检验中心检测,各项性能指标均优于国家标准。经过三年的实地验证,品质可靠。相信随着国家对节能环保产品的大力提倡,冷凝式燃气壁挂炉作为新型高效节能环保产品将愈来愈受到国民的青睐。为适应市场发展的需要,将不断研发新产品,以更高的性价比,满足用户需求。同时完善供暖系统解决方案,保障售前售后服务品质,助力冷凝式燃气壁挂炉在中国市场的推广。


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