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套管与板换壁挂炉测试对比分析
发布时间:2021-09-28 00:12
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本文摘要:摘取 要:由于套管式与板换式壁挂炉在卫浴制热水方式上有相当大有所不同,因此其结构性能也有部分差异。本文从壁挂炉的结构原理、使用性能、用于舒适度、整机故障率等方面对套管式壁挂炉和板换式壁挂炉展开了剖析,分析了两种结构的优劣势,对比了其性能的差异。关键词:壁挂炉;套管;板换回1 国内壁挂炉市场现状上个世纪末,燃气采暖热水炉开始转入中国市场,燃气采暖热水炉早已沦为时隔燃气热水器、燃气灶具后的第三大燃气具产品。

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摘取 要:由于套管式与板换式壁挂炉在卫浴制热水方式上有相当大有所不同,因此其结构性能也有部分差异。本文从壁挂炉的结构原理、使用性能、用于舒适度、整机故障率等方面对套管式壁挂炉和板换式壁挂炉展开了剖析,分析了两种结构的优劣势,对比了其性能的差异。关键词:壁挂炉;套管;板换回1 国内壁挂炉市场现状上个世纪末,燃气采暖热水炉开始转入中国市场,燃气采暖热水炉早已沦为时隔燃气热水器、燃气灶具后的第三大燃气具产品。

从在普通热水器上加循环水泵到单变暖机,到板换机再行到套管机,其结构历史早已发展了二十几年。目前国内大气式自燃结构依然占到主体地位,主要为套管式结构和板换式结构,冷凝机由于其结构和加工工艺的容许皆为板换机,同时若将冷凝机(还包括仅有预混和烟气重复使用型冷凝机)制成套管式结构,则在卫浴状态下二级换热器中(或集成式换热器中)管中管结构外层水温(暖气电路水温)较高、热传导效果较好,有利于烟气中水蒸气的冷凝,也就约将近冷凝机的效果,其热效率也比较较低,因此冷凝机的结构全部都是板换式结构。而作为市场主力军普通非冷凝壁挂炉又以套管式结构居多,本文将对占到市场主体地位、结构性能皆十分成熟期平稳的套管式壁挂炉与普通板换式壁挂炉展开剖析。

2 卫浴制热水原理2.1 套管机卫浴制热水原理套管式壁挂炉结构如图1右图,自来水经生活入水阀26后,入水温度传感器将入水温度对系统给主控制器,主控制器通过入水温度和水流量传感器的水流量大小信号,较慢、粗略地计算出来燃气量。水流则必要转入换热器3内层展开冷却,超过登录的温度后自出水阀29流入,同时主控制器不会通过沐浴入水温度分析仪11的温度准确地调节燃气量,施展水超过登录的温度,获取给用户用于。

套管机的换热器管中管剖面结构如图2右图,在卫浴状态下采暖水静止不动,采暖水吸取到热量以后必要传授给卫浴水,通过管中管来展开二次换热将卫浴水冷却。图1 套管式壁挂炉结构原理图2 套管机管中管剖面结构2.2 板换机卫浴制热水原理板换式壁挂炉结构原理如图3右图,自来水经过入水阀造就水流传感器,信号传遍主板,主板掌控三通阀6,其动作时壁挂炉转入沐浴状态。

暖气电路通过板式换热器构成内循环,将热量传送给板换回。同时卫浴水转入板换回,与板换回展开换热后经出水阀流入,流经出有水阀是沐浴温度传感器7将温度信号对系统给主板,主板通过燃气比例阀5准确掌控燃气量,从而使水温超过登录温度,获取给用户用于。板换式壁挂炉主换热器中没类似于套管机的管中管结构,卫浴制热水是通过板式换热器来展开二次换热的。板式换热器的结构如图4右图,其蜂窝状结构一层回头沐浴水一层回头暖气内循环水,互相交叠,并且水流方向忽略展开壁面换热。

图3 板换式壁挂炉结构原理 图4 板式换热器内部剖面结构3套管式壁挂炉与板换式壁挂炉结构性能分析3.1 热效率燃气壁挂炉的热输出总量: 燃气壁挂炉的热输入总量:由能量守恒定律由此可知:其中:‍——自燃空气带进的热;——燃气带进的物理热; ——燃气带进的化学热(按低热值计算出来); ——被冷却水取得的有效地热量; ——烟气拿走的热; ——设备风扇损失;由上式可以显现出:燃气壁挂炉的热损失主要是设备热损失和烟气拿走的热损失,因此非冷凝壁挂炉的实际热效率(假设水蒸气没一点冷凝):其中:——设备热损失;——烟气拿走的热损失;壁挂炉的风扇损失与壁挂炉的结构形式和设备表面温度有关,可按下式计算出来:其中:——壁挂炉对环境空气表面换热系数;——壁挂炉风扇表面积; ——壁挂炉外表面平均温度; ——环境空气温度;由上式计算出来可得:壁挂炉风扇损失在1%~7%之间。烟气拿走的热损失与不足空气系数、烟囱温度有必要的联系。非冷凝式壁挂炉为了避免冷凝水的产生,国家标准强迫规定烟囱温度必需小于110℃,市场大多数壁挂炉温度皆在130℃左右。

为确保燃气的充份自燃,不足空气系数一般在1.8左右。因此:其中:——烟气的体积; ——烟气的定压比热;——烟囱温度;——空气的体积; ——空气的定压比热; ——空气的温度; ——燃气的体积;——燃气的定压比热;——燃气的温度;由上式计算出来可得:烟气损失热效率在6%~8%之间。

因此壁挂炉实际计算出来效率在85%~93%之间。目前无论是板换回机型还是套管机型、(非冷凝机)热效率均可超过90%以上,由于局部空气产于的不均匀分布,若将非冷凝机热效率再行向下提高,将在集烟罩、风机等局部产生冷凝水。

冷凝水脱出返热交换器将生锈热交换器,造成热交换器的寿命将大大上升。因此板换机和套管机在热效率方面都没显著差异。

3.2 停车水温升至3.2.1停车水温升构成原理即热式燃气壁挂炉由于热交换器的热惰性都会产生停车水温升,停电、停气后能量守恒方程(在此没有考虑到热交换器向空气中的风扇)如下:其中:——最低出有热水温度;——热交换器中卫浴水路容积;——水的比热容;——热交换器平均温度;——热交换器的体积; ——热交换器的比热容; ——壁挂炉自燃稳态下热交换器内平均值水温; 因此壁挂炉的停车水温升:由于热交换器平均温度一直小于壁挂炉自燃稳态下热交换器内平均值水温,因此T>0。也就是说壁挂炉只要不通过其他方式将热交换器内的余热拿走,其停车水温升至是一直不存在的。

且主要影响因素是由热交换器的体积、热交换器的比热容、热交换器中卫浴水路容积要求的。然而壁挂炉热交换器内的温度产于并不是均匀分布的,其热量是倒数变化的过程,因此上述算法不能体现停车水温升至的构成基本原理及影响要素。3.2.2 套管机的停车水温升 沐浴水的热量皆来自于暖气水对它的二次热传导,因此其停车水温升至的构成与暖气水的温度有莫大的关系,暖气水温度低停车水温升越高、暖气水温度较低停车水温升至就越较低。

我们再行看一看国标GB 25034-2012中停车水温升至的检测条件:7.8.1试验条件中明确规定“除非另有规定,器具需在‘夏季’模式下展开生活热水测试”。在“夏季”模式下暖气水路的水正处于冷态(18℃~22℃),当沐浴水重开后由于水泵后循环的起到测出的停车水温升为负值,图5为某一普通26kW燃气采暖热水炉按国标检测方法在有所不同停电时间公测得的停车水温升。图5 套管机“夏季”模式下停水温升曲线上述检测方法只检测到用户在非暖气季节感受到的停车水温升,在暖气季节用户体验到的停车水温升如图6(用户实际体验,冬季模式暖气入水温度80℃、回水温度60℃,沐浴水原作温度为45℃)。

图6 套管机“冬季”模式停车水温升曲线从图6可以显现出:(1)用户沐浴用水流量越大则停车水温升越高,其原因是沐浴水流量越大则燃气采暖热水炉热负荷越大,用户重开沐浴水后残余在热交换器的热量越大,因此停车水温升越高。(2)停车水温升至在沐浴水重开后20s左右,停车水温升大幅度下降,其原因是在冬季模式下沐浴水重开后10s燃气采暖热水炉转入暖气状态,继续执行再行点燃程序。3.2.3 板换机的停车水温升板换机由于卫浴水重开后板式换热器中的水都是静止不动的,因此其停车水温升与在“冬季”模式还是“夏季”模式、否再行点燃都没关系。图7为某一板换机按用户体验模式,沐浴水原作温度为45℃情况下测出的停车水温升曲线图。

从图7可以显现出,板换机的停车水温升最低平均11K,用户原作温度为45℃,则最低温度平均55℃,而用户实际用于情况下,用户体验的停车水温升至也有6K左右,是套管机停水温升至的一倍多。图7 板换机用户体验模式停车水温升曲线3.3 废气废气较为 表格1 套管机与板换机废气废气成分较为 从表格1可以显现出板换机与套管机的烟气废气含量没过于大差异,都在同一个水平。3.4 卫浴水路水阻图8 套管机与板换机卫浴水路水阻曲线图 由于中国的自来水水源压力不完全一致,在某些时段自来水压力有可能非常低。

在此时想超过长时间的沐浴水流量,就对壁挂炉卫浴水路水阻明确提出了更高的拒绝。从图8可以获知:板换机比套管机卫浴水阻略为大,但都还在同一个水平,其差值在0.005MPa以内,用户均可长时间用于。

4 关键零部件寿命分析4.1 水泵寿命分析水泵作为壁挂炉关键零部件之一,其运行时间较长、寿命拒绝较高。由于套管机和板换机卫浴制热水方式的差异,其水泵运营的时间也有较小差异,水泵运营时间表如表格2右图:表格2 套管机与板换回水泵运营时间表 从表格2可以显现出套管机在“卫浴状态”水泵不运转,所以在非暖气季节长达7个月或者更长的时间里水泵完全不运营(卫浴关水后,水泵只后循环运转10秒)。在暖气季节,水泵在卫浴时期每天也不会获得“一段时间的睡觉”。

板换回机型在暖气季节,水泵全天24小时运转,非暖气季节水泵每天也要运营30至60分钟,水泵在整个生命周期中“睡觉”的时间比较较较少,并且在冬季大多数不会倒数运营几个月,在同等条件下套管机的水泵寿命比较较长。4.2 热交换器寿命分析热交换器的寿命主要不受其温度产于影响,热交换器的最低温度点在翅片下部最尖端方位,较为此点温度就可以较为热交换器的寿命。

因此对热交换器的五个特征点展开了测试,其布点图9右图,测得结果如表格3右图:表格3 套管机与板换机热交换器温度测试表图9 套管机与板换机热交换器温度测试布点图从表格3可以显现出:除点3以外,其他点的温度板换机与套管机差距并不大,并且皆在热交换器安全性温度(250℃)以内。点3的温度差异主要原因在于套管机的暖气电路是并联的,点3恰好正处于暖气水低温点,因此温度较套管机低。但二者的热交换器最低温度点皆在250℃安全性温度以内,因此同等工艺下二者无显著区别。

4.3 三通阀寿命分析板换机电动三通阀在每一次沐浴市场需求都会有两次动作,每一次动作密封圈都会与出有水阀摩擦,推杆处的密封圈不会与推杆摩擦,在80℃的高温下这些密封圈、推杆重复动作都不易疲惫、老化从而造成漏水、三通阀不动作等整机故障。实践证明电动三通阀是壁挂炉修理中的易损件,一旦损毁不能整体替换(若只替换部分零部件,不一定能确保其密封性),并且其价格不菲。

套管机由于其结构的有所不同,不必须三通阀这个零部件,其水路更为简练、模块较较少、此处漏水率为零、故障率为零。5 卫浴水路结垢分析在卫浴水路中套管机在暖气状态下,卫浴水路“管中管”的水是不流动的,此时“外管”水路温度较高(60℃~80℃),管内的水易结垢。但由于“管中管”的水不流动,在暖气状态下只要没沐浴市场需求,其管中的水垢量是一定的,构成后就会产生新的水垢。套管机的内管口径较小(如图2右图)虽然在部分时期不易结垢,但是不更容易阻塞。

板换机在暖气时管内容易结垢,但一旦结垢很更容易阻塞,原因在于其板式换热器薄板之间的间隙十分小,层与层之间相交处大于间隙仅有为2mm左右(如图4右图),不易受到水垢及其他水中杂质阻塞。无论是板换机还是套管机其结垢阻塞后,皆能用清洗剂清除。在南方3至5年清除一次,在水质质地的北方(如山西、陕西等地区)2至3年清除一次。6 结论在国内占到市场主体地位的大气式自燃壁挂炉,无论是套管式还是板换式壁挂炉皆能符合普通家庭暖气、卫浴市场需求。

由于卫浴制热水方式的差异,套管式壁挂炉与板换式壁挂炉在使用性能、环境适应能力、整机故障率等有一定差异。由于有所不同厂家的生产工艺和生产水平的差异,即使是同一类型的壁挂炉,其使用性能也不存在较小差距。因此消费者在选配壁挂炉产品时不仅要留意壁挂炉的结构,更加要侧重对壁挂炉品牌的自由选择。


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