冬天眼望著就來(lái)了,早上居然有點(diǎn)小小的冷,在我們考慮冬天采暖的時(shí)候,暖氣片和地暖還是受到大部分朋友青睞的,不管是考慮暖氣片,還是考慮地暖,在選擇家用熱源的時(shí)候,鍋爐也是繞不開(kāi)的一個(gè)大問(wèn)題,關(guān)于鍋爐的名詞也是一大把,板換機(jī)、套管機(jī),兩用爐、系統(tǒng)爐,不銹鋼,鑄鋁,真是不知所云。今天就來(lái)講一下幾種不同形式的鍋爐吧,只討論于家用的燃?xì)忮仩t。
家用鍋爐按功能分類(lèi)可分:兩用爐、系統(tǒng)爐
按制取生活熱水方式分類(lèi)可分:套管式、板換式、雙盤(pán)管式、盤(pán)管水箱換熱式
按燃燒方式可分:普通型、冷凝型、全預(yù)混普通型、全預(yù)混冷凝型
從功能分類(lèi)開(kāi)始說(shuō)起,兩用爐,是采暖/生活熱水兩用爐,可以把兩用爐想象成兩個(gè)熱水器,一個(gè)負(fù)責(zé)采暖,一個(gè)負(fù)責(zé)生活熱水。系統(tǒng)爐,同樣可以滿(mǎn)足采暖和生活熱水的需求,但是系統(tǒng)爐,不能直接制取生活熱水,必須要配合一個(gè)盤(pán)管水箱來(lái)滿(mǎn)足生活熱水。
圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)
按制取生活熱水方式分類(lèi):
比較常見(jiàn)的是套管式鍋爐和板換式鍋爐,雙盤(pán)管式鍋爐和盤(pán)管水箱換熱式鍋爐不常見(jiàn)。
套管式鍋爐:市面上還是蠻多的,工作原理類(lèi)似于燃?xì)鉄崴鳎詠?lái)水進(jìn)入主熱交換器,鍋爐的火焰加熱板換,獲得生活熱水。
圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)、套管機(jī)示意圖
所謂套管是指的它的主熱交換器,生活熱水的回路和采暖的回路大管套小管的形式套在一起,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低廉,故障率低。
套管機(jī)主熱交換器
這種套管機(jī)的弊端在于,由于是大管套小管,生活熱水始終加熱,當(dāng)冬季采暖的時(shí)候,開(kāi)啟生活熱水,鍋爐從采暖模式切換到生活熱水模式,出來(lái)的第一段水溫會(huì)非常高,會(huì)有燙傷人的潛在風(fēng)險(xiǎn)。
而且套管機(jī)的結(jié)構(gòu)決定它的功率不會(huì)太大,一般為18kw到24kw。
板換式鍋爐:板換式鍋爐是現(xiàn)在市場(chǎng)上比較主流的機(jī)型,板換式鍋爐改變了生活熱水的加熱模式,并增加了三通閥和板式換熱器,這樣熱水的穩(wěn)定性提高,用起來(lái)非常舒適。
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板換機(jī)在采暖模式的時(shí)候,三通閥關(guān)閉生活熱水通道,整個(gè)系統(tǒng)采暖循環(huán),當(dāng)使用生活熱水時(shí),三通閥關(guān)閉采暖通道,熱水進(jìn)入板換循環(huán),自來(lái)水也進(jìn)入板換,兩者在板換進(jìn)行熱交換,從而得到生活熱水。
除了板換式鍋爐和套管式鍋爐外,還有雙盤(pán)管式鍋爐和盤(pán)管水箱式鍋爐。
雙盤(pán)管鍋爐,實(shí)際上和套管式鍋爐工作原理差不多,只不過(guò)不像套管式鍋爐生活熱水水管和采暖熱水管大管套小管形式,而是主熱交換器上面直接加一個(gè)生活熱水回路,這樣成本更低,它的缺陷就是采暖模式的時(shí)候,生活熱水一直加熱,會(huì)持續(xù)沸騰,產(chǎn)生了爆管的可能性,套管式鍋爐是因?yàn)樯顭崴臒崃恐苯颖徊膳療崴畮ё卟粫?huì)有爆管的風(fēng)險(xiǎn),現(xiàn)在基本上用的極少極少。
還有一種盤(pán)管水箱式鍋爐,就是內(nèi)置了水箱,適合家里沒(méi)有地方放水箱的戶(hù)型,像菲斯曼有一款冷凝爐就自帶水箱,很好解決生活熱水的問(wèn)題, 唯一不足就是大,比普通鍋爐要大。
從燃燒方式分:我們最常聽(tīng)到的就是普通鍋爐和冷凝爐就是按照燃燒方式來(lái)分的。
普通鍋爐:普通的燃燒過(guò)程,是天然氣與空氣混合,燃燒產(chǎn)生的熱量,絕大部分被主交換器吸收,少部分被高溫?zé)煔鈳ё撸云胀ㄥ仩t的熱效率一般在90%左右。此外普通鍋爐的風(fēng)機(jī)為定頻風(fēng)機(jī),一般按最大風(fēng)量設(shè)計(jì),夏天進(jìn)水溫度高,鍋爐實(shí)際上只需要很小功率運(yùn)行,而如果強(qiáng)制關(guān)小燃?xì)獗壤y,會(huì)導(dǎo)致進(jìn)風(fēng)量與燃?xì)獗壤螅a(chǎn)生離焰現(xiàn)象甚至是不能點(diǎn)火,所以鍋爐最小功率只能維持最大功率的40%,這個(gè)實(shí)際上也是大馬拉小車(chē)的意思,相對(duì)而言不節(jié)能。
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所以,為了解決熱效率和節(jié)能的問(wèn)題,就要解決燃燒方式和換熱方式。
我們都知道天然氣的主要成分是甲烷,甲烷含量占95%以上,還含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氫等。
燃燒的化學(xué)方程式:CH4+2O2==點(diǎn)燃==CO2+2H2O
普通爐的燃燒狀態(tài)下產(chǎn)生的熱量,1m3CH4=34020kj/8139kCal
水由氣態(tài)變成液態(tài)釋放的熱量,1m3H2O=1885kJ/450kCal
冷凝爐在燃燒狀態(tài)下產(chǎn)生的熱量,1m3CH4+2m3H2O=37790KJ/9039kCal
這里可以看出,理論上普通鍋爐的熱效率可以達(dá)到111%,但是因?yàn)楦邷責(zé)煔獍装椎谋环排芰耍瑢?shí)際上熱效率一般在90%這樣,那么如何利用這部分高溫?zé)煔饽兀?/p>
最簡(jiǎn)單的辦法就是加個(gè)冷凝箱。
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圖片煙氣回收式鍋爐:鍋爐的低溫回水進(jìn)冷凝箱,高溫?zé)煔庖策M(jìn)入冷凝箱,兩者熱交換,鍋爐的熱交換率可以達(dá)到97%
前面說(shuō)過(guò),天然氣主要成分是甲烷,還有一個(gè)硫化氫,硫化氫來(lái)源于天然氣的增臭劑。硫化氫在高溫燃燒產(chǎn)生二氧化硫,空氣中的氮高溫會(huì)生成氧化氮,而冷凝箱會(huì)把煙氣溫度降低,煙氣的水蒸氣會(huì)以液體形式析出,二氧化硫和氧化氮與水反應(yīng)生產(chǎn)亞硫酸、亞硝酸,氧化一下就變成強(qiáng)腐蝕性的硫酸和硝酸,比較差的冷凝箱容易被腐蝕。
還有一個(gè)問(wèn)題就是煙氣回收式冷凝爐的積灰問(wèn)題,因?yàn)榭諝庵杏煞e灰存在,冷凝箱有水析出,會(huì)導(dǎo)致灰塵粘附在鍋爐主交換器上。
全預(yù)混普通爐:這種鍋爐的風(fēng)機(jī)都是變頻的,鍋爐內(nèi)電腦板根據(jù)鍋爐功率的不同來(lái)調(diào)節(jié)鍋爐燃?xì)膺M(jìn)氣量,同時(shí)調(diào)節(jié)鍋爐風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,控制燃?xì)馀c空氣在一個(gè)很恰當(dāng)?shù)谋壤旌线M(jìn)入燃燒室充分燃燒,熱效率提高。
這種鍋爐提高了鍋爐熱效率,但又不產(chǎn)生冷凝水,只是由于采用了變頻風(fēng)機(jī),價(jià)格相對(duì)普通爐會(huì)高一點(diǎn),但由于他的空氣量與燃?xì)饬康呐浔群芎线m,所以氮氧化物排放量基本上都能達(dá)標(biāo),在普通爐里基本上只有這種爐子能拿到藍(lán)天使標(biāo)。
同時(shí)這種機(jī)器由于采用了變頻風(fēng)機(jī),鍋爐的最小功率也可以做得比較小。
全預(yù)混冷凝爐:全預(yù)混冷凝爐綜合了全預(yù)混鍋爐和煙氣回收鍋爐的優(yōu)點(diǎn),熱效率可以達(dá)到98%-110%左右,同時(shí)鍋爐最小功率可以達(dá)到2-5kw左右,提升了節(jié)能性。
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全預(yù)混冷凝爐并不是將冷凝箱直接加在鍋爐回水,而是直接將鍋爐的主熱換器增大,加大換熱面積,從而使煙氣直接在燃燒室內(nèi)冷凝。
全預(yù)混冷凝爐生產(chǎn)工藝每個(gè)廠家都有各自不同,不像普通板換機(jī)已經(jīng)固定化,但變頻風(fēng)機(jī)、精確調(diào)節(jié)的燃?xì)獗壤y、抗腐蝕的主換熱器這是必須的幾個(gè)標(biāo)配件。
以上就是比較常見(jiàn)的鍋爐形式,鍋爐在地暖系統(tǒng)中只是提供熱源的一種設(shè)備,地暖想要節(jié)能,單單去靠一個(gè)鍋爐實(shí)現(xiàn)特別大的節(jié)能效果不現(xiàn)實(shí),還是要綜合其他方面的因素。