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全面图解壁挂炉(工作原理、结构、部件、作用)
贾妮      2019-05-23 11:45     来源:暖通南社      浏览量:2844

壁挂炉也即燃气采暖热水炉。是以水为热传媒,燃烧燃气产生热量,用于家庭采暖兼供生活热水的装置。可采用散热片、地暖盘管和风机盘管等作为散热末端;生活热水可采用储水式或者直接采用快速式。常被称为壁挂炉、家用锅炉、燃气采暖炉、燃气采暖热水炉、壁挂式燃气锅炉等。

系统与结构

1、燃烧系统:负责燃气安全稳定燃烧,释放燃气的化学能,空气室、燃烧室、燃烧器、风机、烟道、风压差管、风压差开关;

2、换热系统:负责热交换,提高水温。包括气-水、水-水热交换、主换热器、板式换热器、采暖NTC、卫浴NTC、极限温度开关;

3、水路动力及安全系统:负责提供水流动力,维护系统管道安全水泵、安全阀、膨胀水箱、水压差开关、旁通阀;

4、电控系统:负责协调各系统的工作,设置工作参数及显示壁挂炉的工作状态控制板、显示板;

5、其它部件:水压表、补水阀。

采暖模式工作

开机前:检测水压开关是否通(否E1),采暖传感器、卫浴传感器是否在正常范围内(否E3、E4),极限温度开关是否通(否E7);

按开机:检测水流量感应器有没有信号时;没有。

①水泵先运行30S,同时检测风压开关在连续几秒内是断开;(否则E6);

②风机运行,检测风压开关在连续几秒内是通(否则E6),检火电极检测有无信号(有E5);

③ 电极点火,燃气阀打开一半(中火)检火电极检测到有火时(每次点火8秒,连续三次失败,显E2),燃气阀全部打开(大火)使所有燃烧器着火,然后燃气阀关到最小(小火),再根据取暖水温小于设定温度,则大火烧;到设定温度,火焰慢慢变少,从火焰标志上看一格一格减少,尽量保持在设定温度时燃烧;如降到最小火燃烧时,采暖水温不超过设定温度5度,电脑板拔码6在ON时过5分钟熄火,拔码6在OFF时不熄火,如降到最小火燃烧时,采暖水温还是大于设定温度5度,炉熄火;关闭燃气阀;

④ 风机延迟30秒关;

⑤ 拔码6在ON时水泵延迟60秒关,然后停7分钟运行3分钟;拔码在OFF时水泵不停;

⑥拔码2在ON时直至水温低于设定温度15度,拔码2在OFF时直至水温低于设定温度8度,同时过3分钟后,重新进入启动程序。

⑦关机时关闭燃气阀,风机延长30秒关,水泵延长60秒关。

生活热水模式

在取暖时进入生活用水:(冬天模式)

① 打开水龙头,水流量感应大于2.5L/min时,显示屏显水龙头,(炉不失火);

②套管机水泵停止工作;板换机水泵不停,三通阀切换生活用水。

③生活用水温度小于设定温度,则大火烧;到设定温度火焰慢慢变少,从火焰标志上看一格一格减少,尽量保持在设定温度时燃烧;如小火值偏大,无法保持在设定温度时,不管设定温度是多少度,生活用水到68度才熄火。

④关闭水龙头,显示屏水龙头消失,关闭燃气阀;炉熄火10S。

⑤套管机水泵工作,板换机三通阀再切换取暖;

⑥再按取暖程序重新进入启动。

燃烧系统

1.燃烧室

功能:引导燃气、空气进入燃烧室充分混合燃烧。

燃烧器工作原理图

燃气从喷嘴高速喷出后,引射四周的静止空气进入引射器,在引射器内燃气和被引射进入的一次空气实现充分混合,并经扩散减速后进入燃烧器头部,燃气与空气的混合气从头部火孔喷出被点燃。在燃烧过程中,燃烧器周围的空气不断补充进来,以保证燃气充分燃烧。

2.烟道

功能:燃烧烟气排放出壁挂炉,室外空气进入壁挂炉的通道。

小松鼠壁挂炉采用同轴烟道,内管是烟气排放,外管是空气进入通道。

同轴烟道有两个好处:压力平衡、空气预热。


3、风压差测试管

功能:检测壁挂炉烟道内的风压差。

包括一根文丘里管和一根压力直管。

文丘里管和风压直管分别测得压力进行比较,可以知道烟道内的烟气流动情况。


4、风压差开关

功能:向电控系统反馈烟道内的烟气流动状况。

风机没有运行时,烟道内没有空气流动,压力直管和文丘里管的压力相同,风压差开关断开。

风机运行后,烟道内的空气流动,文丘里管的压力小于压力直管的压力,风压差开关闭合。

全面图解壁挂炉(工作原理、结构、部件、作用)

5、燃气阀

功能:开启/关闭燃气供应通道,调节燃气流量。(中信燃气阀是直流阀,其他的都是交流阀)


6、点火/火焰检测电极

功能:(1)发出电火花点燃燃气。(2)监测燃气燃烧状态。

在点火前,壁挂炉检测一次残火,如果通过电极感受到火焰信号,则报故障。

点火后,壁挂炉一直监控燃气燃烧状况,当感受不到火焰信号,则报故障。点火电极两端电阻大约是1.2K。

换热系统

1、主换热器(一次换热器)

功能:把燃气燃烧产生的高温烟气的热量传递给水,水温度升高。

主热交换器故障现象和判断:主热交换器漏水时表面会产生铜绿;大部分是堵塞,主要现象是进出水温差特别大,或几分钟有过热保护显E7。

2、板式换热器(二次换热器)

功能:把主换热器出来的一次热水的热量传给卫浴水,使卫浴水温度升高。

(1)一面冷水,一面热水;

(2)波纹面增加换热面积,易于在低速状态形成湍流,提高换热效率。


3、采暖NTC和卫浴NTC

功能:检测热水的温度。

NTC是负温度系数热敏电阻的简称,其性质:温度高,电阻低;温度低,电阻高;25℃时,NTC阻值是10K。

4、极限温度开关

功能:监测水的温度。正常情况下,极限温度开关闭合。当水温超过允许值时,极限温度断开,电控系统由此知道一次热水超温。

极限温度开关放置在主换热器出水口。板换机设置的温度是102度,套管机设置的温度是95度。

水路动力及安全系统

1、循环泵

功能:提供水在管道水流的动力。

工作电压220V,有三个手动调速档,无自动调速功能。

18/24kW的机型配5米扬程循环泵,28/32kW配6米扬程泵。


扬程:单位重量液体经过泵后所获得的机械能,体现为管道中流体静压力的增加。单位为KPa、mbar、mH2O等。

1)系统特性关系式

△P=SQ2;

S—系统阻力,跟管材、管路长度、管路设计(拐角、变径、阀门等)有关;

Q—系统流量。

2)管道流速限制

在采暖系统,水流噪音与水流速度成正向激励关系,即水流速度越大,水流噪音越大。因此,在采暖系统的设计中,通常会限制水流速度以抑制水流噪音。


3)沿程损失(单位Pa/m)

(1)表示流体在管材中每走一米的压力损失量;

(2)管径越大,沿程损失越小。


4)特点:

1、当水泵工作状态选定,水泵特性选定。不随系统特性而改变。

2、系统阻力S改变,系统工作特性改变。

3、当系统特性变化,系统的工作点改变。

5)水泵故障现象和判断:在几分钟水温显示很高或过热保护显E7,先判断自动排气阀是否打开,打开前面一字螺丝看轴是否在转,不转时用一字螺丝刀帮助转动,还不行查水泵上有无220V电,有则水泵坏。自动排气阀漏水,拆开重新组装,在O型圈上涂上洗洁精或中性食用油就很容易装回去。

2、安全阀

功能:当管道内的水压超过允许压力时,安全阀自动打开放水泻压。

采暖水管道安全阀开启压力3bar,自来水管道安全阀开启压力7bar。


3、膨胀水箱

功能:中和缓冲管道中的水压变化,维持水压稳定。

膨胀水箱预冲0.1MPa的氮气。

4、旁通阀

功能:当管道压力太大,热水无法顺利通过外面的采暖管道返回采暖回水口时,旁通阀打开,形成一个小回路,使换热器内的水能够继续循环,避免水滞留在主患热器内持续受热引起故障。

5、水压差/水压开关

功能:监测管道内的水压。正常情况下水压差开关闭合,异常时,水压差开关断开,电控系统由此知道壁挂炉状态异常。

使用水压差开关,水泵运行时闭合,水泵停止时断开。当水泵运行时断开,或水泵停止时闭合,表明状况异常。

其他部件

1、水压表

功能:显示系统管道内的水压力。

使用时,当水压表指针在红色区时,需要给系统补水。一般补到0.15MPa为宜。

2、补水阀

功能:给系统补水

3、水流开关/水流传感器

功能:监测卫浴水的流动。

当用户打开水龙头,卫浴水流动,水流开关/水流传感器发送信号给电控系统,电控系统转入卫浴模式。

水流开关工作原理

4、三通阀

功能:切换水的流向。

三通阀是使用单管型主换热器的机型实现采暖和卫浴双功能的功能部件。

完整的三通阀包括阀体和电机。阀体是水路转换的执行部件,电机提供阀体实现水路切换的动力。

5.过热保护器

炉显示E7,白色线短接正常,主热交换器确实没有达到95度,拆下温度开关还是不通的。

6.风机

风机在长时间运行后,可能存在转轴轴心偏移,风叶集炭或粉尘,产生噪音或风量不足、风压不正常等现象。在日常的使用和维护中,需要对可能妨碍风机正常运行的杂物进行清理。

电控系统

控制板

功能:控制、协调壁挂炉各子系统的运行,检查壁挂炉地运行状态,监控壁挂炉的安全状态。


系统保护功能

1 壁挂炉具有水温90℃限温保护、缺水(低水压)保护、防干烧保护、风压保护、意外熄火保护、水泵防卡死保护、前后清扫功能、防冻保护等多重保护措施,具有极高的安全性。

2 水温90℃限温保护:当任何一个温度传感器检测到水温达到90℃上限时,系统进入安全关闭状态,直到温度下降到安全温度以下,壁挂炉重新启动。

3 过热保护:当系统水温升高到极限温度95℃时,壁挂炉强制关闭燃气阀,系统停止工作,报过热故障(E7),从而保护壁挂炉。

4 低水压保护:只有采暖系统内的水压达到工作要求(0.5bar),壁挂炉才能启动;当采暖系统压力低于0.3 bar时,壁挂炉报水压故障(E1),防止壁挂炉干烧和水泵空转,以保护系统不受损坏。

5 防干烧保护:当系统回水不畅时,自动旁通阀起作用,保持通过主换热器的水量满足>600 L/min,防止其干烧。

6 水系统过压保护:当采暖系统压力超压,超过3 bar时,水会从安全阀自动泄压,以保护采暖系统。

7 风压保护:当烟道堵塞或有倒风情况发生时,火焰自动熄灭,报风压故障(E6);当上述情况消除时,壁挂炉重新启动。

8 前清扫功能:壁挂炉在每次点火之前执行前清扫程序排除燃烧室内残余气体并防止点火爆燃。

9 后清扫功能:当壁挂炉达到设定温度或停止洗浴(设置在单供热水状态)时,燃气阀关闭,系统停止燃烧,而此时风机延时工作30秒,此功能将熄火后所残留的废气排出室外,保障了再次启动的安全。

10停气手动恢复保护:由于某种原因在运行中火焰熄灭时,则尝试再次点火。如果点火不成功的话,则报点火故障(E2),须手动恢复。

11 停电复位保护:壁挂炉具备电系统过压保护及停电时安全复位功能。停电时机器会熄灭,水泵、风机会停止工作。当电源重新接通时,需人工操作才能动使壁挂炉重新启动。

12卫浴超时保护:当卫浴燃烧状态不间断持续时间超过1个小时,则自动关火进入待机状态,必须手动复位或先关水再开卫浴水才可启动卫浴。

13防卡死装置:循环泵停止工作每过21小时,自动循环30秒。

14 防冻保护:

1)一级防冻:当供暖温度≤8℃,水泵将运行2分钟再停止2分钟,并且不停循环此周期。当温度≥10℃时,停止防冻。此功能在关机下也有效。

2)二级防冻:当供暖温度≤5℃,水泵运行2分钟后开始点火燃烧。当供暖温度≥30℃时停止燃烧。此功能在关机下也有效,在关机防冻燃烧时显示关机状态。

本课件引用某品牌壁挂炉部份课件内容,并做了一定的修改。

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