壁掛爐常識介紹(三)普通爐和冷凝爐的區別
壁掛爐根據熱效率的區別分為普通壁掛爐和冷凝型壁掛爐普通型壁掛爐: 一般從熱效率上來講不是最高的熱效率,大家為了區別冷凝壁掛爐
壁掛爐根據熱效率的區別分為普通壁掛爐和冷凝型壁掛爐
普通型壁掛爐: 一般從熱效率上來講不是最高的熱效率,大家為了區別冷凝壁掛爐通常又稱之為普通型壁掛爐。
普通型壁掛爐分類也非常多樣化,沒有風機,則稱為大氣式自然排氣型壁掛爐,這種壁掛爐沒有風機強制排氣和進氣,靠的是煙道自然對流循環,在東歐某些地區還有,基本上被淘汰了,在中國更是法律不允許銷售的產品,因為安全性不夠,其實本質上就是安裝不規范造成的安全問題,如果安裝規范到位的話,還是很安全的。這種爐子的最大特點就是便宜,效率上也不差。
如果帶有風機強制排氣,則稱為大氣式強制排氣壁掛爐,這種壁掛爐又分為歐洲款和日韓款,其代表是歐洲的普通壁掛爐,風機位于爐子的上方,一般都是交流罩極電機,日韓款則由韓國慶東,瑰嘟啦咪,大成等韓國企業,日本林內普通壁掛爐所代表,其風機位于爐子的左下方,風機一般都是直流變頻風機。目前在普通壁掛爐上,由于早期韓國產品質量上的不可靠,在北方市場上大家詬病很多,讓日韓的這種爐子打擊比較大,所以在中國慶東基本上放棄了韓國的設計,而改用歐洲設計,日本企業例如林內歐款和韓日款都生產,能率則只生產歐款機器。
這兩種爐子如果零部件都是可靠的情況下,公平地講日韓式的燃燒效率更高,為什么?因為他們的設計風機都是在下面,采用鼓風式燃燒,讓空氣和燃氣有一定的預混后再吹出去燃燒,風機通常都是直流變頻風機,風量調節比較精細,在小負荷下的效率比歐款機器要高一點,目前這種燃燒方式在大升數燃氣熱水器上普遍使用。
結構如圖所示。風機是在下面而不是在上面,這種爐子衛生水只能做成板換結構。


上圖的熱水器可以清晰地顯示出風機在下面,日韓機器都是這種結構的。
歐款機在最近幾年也把風機改為調速風機,但是由于是罩極電機,調節范圍不大,只是一個簡單的分段調節,不能像日韓機一樣風機無級變速調節。
下圖是歐式機的典型結構圖

普通壁掛爐的優點是結構簡單,燃燒技術也相對簡單,技術成熟度很高,配套企業很多,多如牛毛,歐款普通爐又分為板換機和套管機,這個是衛生水加熱的方式來區分的,板換機采用一個板式換熱器加熱衛生水,而套管機則是讓衛生水的管路套在供暖的熱交換器內,通過加熱外管的水來加熱內管的衛生水。
他們的結構圖如下:

從上面圖可以看到這是一個板換機的結構示意圖。

上圖是一個套管機的原理結構圖。
二者的區別就是衛生水加熱的方式有不同,板換機需要增加一個板換,一個電動三通閥,水路結構也復雜一點,而套管機則沒有這些部件。
優缺點比較:
套管機衛生水加熱,特別是在冬季供暖季節剛剛出熱水的時候會非常地燙,因為冬季供暖的時候,有一股衛生水已經被加熱到了高溫,很容易燙傷,造成洗澡的舒適度不夠,而板換機則通過板換進行熱交換,不存在已經被預加熱的洗澡水,洗澡的時候更舒適一些。
在衛生水含鈣高的地區,套管機更容易因為長期高溫加熱而結垢造成堵塞,而板換機則因為洗澡水的水溫不太高,結垢要低于套管機。
板換機由于增加了板換和電動三通閥,成本上要比套管機高150-200元,所以市場上很多便宜的機器都是采用套管機。 目前歐洲大牌廠家基本上淘汰了套管機的生產,有些意大利公司和某個德國公司在中國市場上為了低價競爭,則繼續生產套管機,國產的機器也很多銷售套管機,主要用于工程項目上做低價競爭,有些國產企業在零售市場上則采用了板換機來讓用戶有良好的洗澡體驗,采用板換結構的普通爐子都會特意注明自己是板換機,用以區分套管機,在市場上板換機的價格要比套管機的價格高600-1000元左右,這是一個正常的零售價格區分,行業人士也都認可板換機要比套管機高檔一些。
在普通壁掛爐的燃燒中為了防止煙溫過低,在冬季的情況下造成冷凝水倒流腐蝕熱交換器,一定要把煙溫強制到150℃以上,甚至到200℃左右,這樣高溫的煙氣就被排到了大氣中,浪費了能源,一般燃燒的最大效率在90%左右(最大熱負荷下),如果在低負荷下,燃燒的效率則下降到80%左右,在國家能效標識上,這種爐子都被標注為2級能效,而且由于這種燃燒方式是一種粗放型燃燒,煙氣中的氮氧化合物的含量比較高,也被排到大氣中,氮氧化合物是一種空氣污染物,容易造成霧霾,不屬于環保燃燒。
冷凝壁掛爐:
什么是冷凝壁掛爐?其原理如下:
冷凝的原理是指高溫煙氣在遇冷凝結過程中釋放熱量,冷凝技術就是充分收集這些熱量以增加供暖熱量。通過煙氣凝結實現廢氣中能量的回收,增加凈熱值,從而實現了熱效率達107%,不僅減少燃氣量,而且更大幅的節約了能耗;根據用戶采暖需求、溫度感應裝置監測進回水溫度、室內溫度和室內外溫差,智能選擇最節能、最舒適的加熱功率及加熱溫度,讓機器低耗高效運行,與普通壁掛爐相比節省能耗高達20%。
冷凝式燃氣壁掛爐是通過兩個換熱器充分吸收燃氣燃燒產物——煙氣中的顯熱及水蒸氣的潛熱。燃起的熱值是指1Nm3燃氣完全燃燒所放出的熱量。熱值分為高熱值和低熱值,高熱值指1Nm3燃氣完全燃燒后,其煙氣全部被冷卻至原始溫度,而其中的水蒸氣以凝結狀態排出時所放出的熱量;低熱值指1Nm3燃氣完全燃燒后,其煙氣全部被冷卻至原始溫度,而其中的水蒸氣仍為蒸汽狀態排出時所放出的熱量。由此可見,燃氣的高熱值與低熱值之差就是水蒸氣的汽化潛熱。
冷凝壁掛爐的核心就是把普通壁掛爐要排放到大氣中的高溫煙氣再次回收,釋放其中的能量,這樣效率就會比較高。
冷凝壁掛爐根據燃燒結構的不同又劃分為二次熱回收冷凝預混燃燒冷凝兩種方式。
下圖是二次熱回收冷凝壁掛爐,就是在爐子的右上方增加了一個不銹鋼的熱回收裝置,增加這個裝置后,效率會提高15%左右,由于采用了大氣式強制排氣燃燒,燃燒簡單,效率比普通爐有了不錯的提高,這種爐子唯一容易出問題的地方是那個二次熱回收裝置,由于加工品質的問題,這個裝置容易產生漏水現象。市場上有人詆毀這種低成本冷凝爐為假冷凝(大多數來自于歐洲品牌代理商或者廠家),我是不贊成這樣的叫法,要實事求是地評論別人的機器,雖然我也不認為這種機器未來是主流,但是這確確實實是一種冷凝結構的爐子,效率也有提升,而且符合國家能效一級標識,一味的口舌之爭是沒有意義的。至于這種爐子的缺點,我會在后面進行比較敘述。

以下兩種爐子都被稱為全預混冷凝壁掛爐,下面這種爐子的熱交換器采用了不銹鋼熱交換器,一般這種不銹鋼熱交換器最初都是采用316不銹鋼,成本比較高,但是隨著技術的進步,目前幾乎全部的廠家都采用了441或者304不銹鋼,這兩種不銹鋼都可以滿足設計使用壽命15年的要求,441對于生產工藝要求更簡單一些,304不銹鋼則更復雜一些,容易產生應力腐蝕。如果廠家控制的好,也沒有問題,大可不必擔心。歐洲某個品牌在剛剛進入到中國的時候就發生熱交換器應力腐蝕的現象,最后只好大規模回收,但是這是極個別現象。

這種結構的熱交換器采用鋁硅合金結構的熱交換器,也是一種全預混結構的設計。只是熱交換器的材料不同,形式不同而已。

以上三種冷凝壁掛爐的優缺點我來總結一下:
- 二次余熱回收型:結構簡單,技術也比較簡單,容易制造,歐洲早期的冷凝型壁掛爐都是采用這種結構,所以歐洲的一些品牌也不要詆毀這種結構,即使在歐洲,某些廠家還在繼續生產這種結構的冷凝壁掛爐。其缺點是冷凝效果稍微低于全預混冷凝壁掛爐,大概低5-6%,市面上也出現采用增大二次熱交換器的方案,據稱也能做到107%。這種爐子由于采用大氣式燃燒,氮氧化合物的排放比較高,有些廠家則采用了低氮火排來解決,勉強能夠達到北京排放標準。 這種爐子還有一個優點就是價格相對全預混結構的壁掛爐會比較低,一般在零售市場或者工程市場上使用。如何來判斷冷凝爐是這種結構的呢?一般廠家的宣傳資料上對這種爐子都不會講自己是全預混燃燒結構,而是只說自己是冷凝壁掛爐。
- 全預混冷凝壁掛爐:燃燒采用了燃氣和空氣預先混合的方式,風機采用了高轉速直流變頻風機,增大了排風壓力,排煙溫度只有50-60度左右,技術含量比較高,零部件(熱交換器,燃燒器,風機和燃氣閥)都是要依靠進口,價格比較昂貴。目前市場上的主流產品在燃氣閥和風機的配合上都是采用氣動比例閥,用風機的壓力來控制比例閥的開度,采用文丘里結構來機械固定空燃比,這種方式我們稱為氣動比例結構,缺點是無法適應燃氣的品質,只能固定比例燃燒,而中國的燃氣品質和環境都有很大的不同,這種結構的燃燒需要在安裝的時候用煙氣分析儀很好地調節效率,如果安裝后燃氣的品質,壓力發生變化,那么它的適應性不夠好,需要每年進行保養維護。
目前市場上開始出現燃氣自適應燃燒,主要的特點是將燃氣閥的比例由氣動連接,改為電氣控制,讓燃氣的流量和空氣的流量根據燃燒工況自動匹配,這是一種高技術燃燒方案,目前世界上沒有幾個廠家做到,我所知道的只有法羅力的高端冷凝機,菲斯曼的200W系列,威能的ecotec exclusive 系列,利雅路的最新冷凝爐,還有國內的小沃壁掛爐采用這種自適應燃燒,能夠根據燃氣的品質,壓力,外界的風阻情況自動匹配,自動調節燃燒工況,讓機器 隨時都處于最佳燃燒狀態,采用這種結構的冷凝壁掛爐在燃燒上能夠做到時刻高效,減少了熱交換器由于某些工況下燃燒不充分造成的積碳、效率下降的問題,是目前最先進的燃燒方式也是未來冷凝壁掛爐發展的方向,不要看這一點點小變化,其背后的技術復雜難度是氣動比例結構的幾倍難度,需要高超的軟件,硬件,算法的革新。具體技術這里就不深談。
全預混壁掛爐是目前最先進的燃燒方式,燃燒效率高達107%,氮氧化合物的排放低到30mg/kwh,無論對于能源的節約和環境的污染都是最優的選擇,是目前壁掛爐發展的頂峰,今后很難再有效率超過這種結構的爐子。
對于不銹鋼熱交換器和鋁硅材料熱交換器的優缺點比較:二者在能效上,氮氧化合物的排放上都差不多,二者在應用上有一些優缺點,簡單來說就是不銹鋼熱交換器流通截面積小,流量不如鋁硅熱交換器大,但是鋁硅熱交換器在使用上容易出現膠狀物造成流道堵塞,不過從使用上還是可以信賴的,目前市場上不銹鋼熱交換器的壁掛爐的比例高達70%以上,鋁硅的比例則比較低,市場上的選擇也代表了不同的流派和技術發展,一味說某個技術最好都是不客觀的。








