不少人在购买和选择壁挂炉的时候,都或多或少在普通壁挂炉和冷凝壁挂炉之间迷惑过,徘徊过。
迷惑的是很难搞清楚这两者之间的区别,或者是很难真正的、清晰的了解二者的优劣势。
徘徊的是两者之间价格差异较大,担心便宜没好货,又担心花大钱却当了冤大头。
普通壁挂炉不够好吗?还是冷凝壁挂炉真的太优秀?
既生瑜,何生亮呢?
今天我试着用最简单,最直白的文字向大家做一个全面的对比和介绍,说的不专业、不正确的地方,请大家指正。
普通和冷凝,我们大多数的理解是,冷凝壁挂炉比普通壁挂炉多了一个冷凝的功能。
是普通壁挂炉不能够满足家庭使用了吗?
为什么还要添加一个冷凝功能呢?
这个冷凝功能有什么好处呢?
这是我们内心会产生的3个疑问。
第一个问题解答:
普通壁挂炉还是能够满足家庭采暖和生活热水供应的,能够让我们在寒冷的冬季有更好的生活品质,有更舒适的生活环境。
第二个问题解答:
添加冷凝功能最早是因为欧洲严苛的废气排放标准,增加冷凝功能能够大幅降低壁挂炉排放烟气中NOx和CO等有害气体的含量。但随着国内环保要求的不断提高,以及消费者对于壁挂炉燃气消耗量的关注持续升高,带有冷凝功能的壁挂炉也开始从欧洲进入中国市场。
第三个问题解答:
冷凝功能不仅有降低废气排放的功能,冷凝功能还能够使得壁挂炉更好的利用高温烟气热量,利用冷凝潜热来降低燃气消耗量,帮家庭节省费用。
对于消费者和用户来说,第三个是与我们的关联性更高,也是大家最为关切的、最想了解的。
为了大家能更好的理解本文,请先让我给大家介绍几个下文会涉及到知识点。
冷凝是什么?
冷凝是气体或液体遇冷而凝结,如水蒸气遇冷变成水,水遇冷变成冰。
冷凝和蒸发是作用相反的两个物理过程。
冷凝过程释放热量,蒸发需要吸收热量。
对于壁挂炉而言,冷凝指的是燃气燃烧产生的高温气体遇冷凝结这个过程。
露点腐蚀
当烟气温度低于水蒸气的露点温度时,烟气中的水蒸气会冷凝下来,和烟气中的SO2和SO3一起,对接触到的换热器、管道进行化学腐蚀和电化学腐蚀,这就叫作露点腐蚀。
充分燃烧
燃料充分燃烧的两个条件:燃烧时有足够多的空气;燃料与空气要有足够大的接触面。
根据Ch4+2O2==CO2+2H2O反应公式,一标准立方米天然气完全燃烧需要2标准立方米的氧气,空气中氧气含量按21%计算的话,折算成空气大约需要9--10立方米。考虑到燃烧时需要的过剩空气,一标准立方米管道天然气完全燃烧需要12标准立方米的空气。
但过剩空气也不能超过一定范围,过剩空气太多,无法参与到燃烧过程中,就会形成高温烟气,造成热损失。
决定排烟热损大小的影响因素有三个:排烟温度、空气过剩系数和冷空气温度。
空气过剩系数过大是一种极大的浪费,大量的冷空气进入炉膛内,首先降低了炉膛温度,燃烧工况趋于不稳,又增大了烟气容积,增加排烟热损失。
下面我们进入正题,说回壁挂炉。
我们先了解一下壁挂炉的工作原理,以及它是如何为室内提供采暖和热水的,了解这个过程后,才能更直观的明白不同壁挂炉之间的区别,以及为什么要这样做。
壁挂炉是一个持续燃烧,不断给热水加热的一款家用设备。壁挂炉底部一般至少有5个接口:供暖热水出口,供暖回水入口,燃气接口,冷水入口,生活热水入口。
供暖热水出口接家中暖气片或地暖系统进水口,供暖回水入口接暖气片和地暖系统出水口。
壁挂炉产生的热水在这个系统中循环流动,热水提供的热量,通过暖气片和地暖辐射、散发到室内。热量散发后,水温降低,然后流回到壁挂炉中,加热后再次流入供暖系统。
就这样周而复始的为整个家庭供暖。
由上文可看出:采暖热水是在一个封闭的系统内往复流动的。
这里要画一个小重点!
普通壁挂炉,就是我们常说的壁挂炉,之所以加上普通两个字,是为了和冷凝壁挂炉有个对比。
普通壁挂炉,就是一个家庭用,兼具采暖和热水供应的两用热水锅炉。
从上图可见,燃气在燃烧室被点燃,火焰向上燃烧,热量在上方聚集,高温烟气也从上部排出,水流管路在火焰上方流过,吸收火焰的热量,以及少量的烟气热量,而后从出水口流出,完成加热过程。
在需要用生活热水的时候,上图壁挂炉采用的是套管方式的实现(如下图)。这种方式换热器内部其实是有两条水路,外侧是采暖水流通路,内侧是生活用水通路。
另一种方式是在供暖出水口上方安装板式换热器,将供暖热水热量传递给生活用水。
(图片来自知乎拆机大师@余小其)
当需要用生活热水时,连接板式换热器的三通阀会暂时将供暖回水截停,此时供暖热水不会进入供暖系统,而是流经板式换热器,将热量传递给生活热水,从生活热水出水口流出供淋浴、洗手等用途。
板式换热器的优势在于换热快、效率高,出水温度恒定等。
这是普通壁挂炉的工作方式。
冷凝壁挂炉的工作方式
冷凝壁挂炉大致也是这样工作的。
不同的是,冷凝壁挂炉相较于普通壁挂炉,多了一个冷凝的功能,或者说系统。这个功能的作用是:将燃气燃烧产生的高温烟气中的热量,加以回收利用,把这部分热量用来提升供暖回水的温度。
冷凝功能是如何发挥作用,如何省气,省钱的呢?
我们在供暖或使用热水时,会提前设置好供暖和生活热水的出水温度,壁挂炉按照我们设定的温度来输出火力给水加热。
但供暖回水流入壁挂炉时,壁挂炉会通过温度感应器监测到回水的温度,计算出与出水温度的温差,根据温差就可计算加热到目标水温所需的热量,从而便可调节输出功率以满足热量需求。
冷凝壁挂炉,将高温烟气中的热量利用起来,让供暖回水的温度得到一定幅度的提升,也就降低了到达出水温度的温差,温差变小了,所需的热量也就变小,壁挂炉可以输出更小的功率来达到预设的出水温度,输出功率变小,燃气消耗量自然就会降低。
这就是冷凝壁挂炉省气的原因。
另外,真正的冷凝炉不单单是利用烟气的热量,而是将烟气达到露点温度,产生冷凝时所释放的热量(上文知识点)也加以利用。
虽然这部分热量很微小,但壁挂炉供暖时连续运行近百天,这些热量累积起来也是很可观的。把这部分热量也利用起来,才是真正的冷凝壁挂炉。
这个过程说起来简单,也是壁挂炉瞬间就能完成的动作,但是为了完成这个过程,就需要在普通壁挂炉的基础上添加不少科学的设计和可靠的配件。
(图片来自知乎@Fly蒋)
最常见的当然是“全预混”这个词。
这个词并不是一个功能,准确的来说是一个系统。
这个系统需要:燃气比例阀、全预混风机、空燃预混仓、温度传感器,能高效吸收烟气燃烧器(或真正的冷凝装置),冷凝水排放通道等配件,以及功率可调(有些壁挂炉称之为变频功能或分断燃烧技术)功能。
那么全预混是什么?为什么冷凝壁挂炉离不开全预混呢?
全预混,我的理解是:提高燃气燃烧效率,让燃气可以充分燃烧,将热量尽可能多的释放的一个系统。
直白通俗的来说:全预混就是在燃气进入壁挂炉燃烧室之前,通过全预混风机自动调节转速,从而带动燃气比例阀调节,来保持燃气和空气按照最佳燃烧比例进行充分混合,让燃烧更加完全、更充分,更清洁。
(网上找不到更好的全预混介绍图,只能用自家产品做一张了)
这样做的好处有:
1. 让燃气可以充分燃烧,完全释放出热量;
2. 降低过剩空气吸入量,避免冷空气进入太多,降低炉内温度,影响热量传递给水流。
3. 空气过量会使产生更多高温烟气,烟气会带走热量,即使有冷凝系统的存在。烟气越少越好。
4. 燃烧充分颗粒物沉积会减少,炉体燃烧室更清洁,不易堵塞烟道或燃烧器。
5. 减少NOx和CO的产生,降低排放,更加环保。
由此可见,全预混系统的重要性。
如果没有全预混系统,仅靠靠冷凝系统来回收烟气余热和冷凝潜热,而不在根本上提高燃烧效率,那冷凝系统回收的热量,是大大折扣的。
结语:
冷凝壁挂炉的确要比普通壁挂炉更省气一些,特别是带有全预混系统的冷凝壁挂炉,代表着当前壁挂炉技术的前沿。
全预混冷凝壁挂炉虽然更加省气,对家庭来说使用成本要低很多,但是价格却高出普通壁挂炉不少,几乎都在万元以上的区间,热效率越高,价格越高。
这也成为制约全预混冷凝壁挂炉普及,销售的一大障碍。
笔者看到过这样的说法:正是因为全预混冷凝壁挂炉成本价过高,消费者难以接受,才使得一些壁挂炉厂家不得不抛弃全预混,推出只含有冷凝功能的壁挂炉,在普通壁挂炉和全预混冷凝壁挂炉之间,建立了一个新的价格区间产品种类。
诚然,这种策略现在来看,算是成功的。少了全预混,冷凝壁挂炉的价格得以控制在8千至1万这个范围,市场的销量反馈还是不错的。
也正是这样的策略,降低了消费者对壁挂炉价格的抵触,带动全预混冷凝壁挂炉逐渐开始被消费者认可和接受。
壁挂炉作为家用的小型采暖设备,大家也都想能够多年使用它,因此朋友们在选择时,一定要充分了解后再购买。
壁挂炉这东西,涉及燃气、火、水、电、烟气、燃烧,工作过程还是非常复杂的。
最后,给自己产品打个广告,还请大家理解!
我们原本是一家做全预混冷凝商用锅炉的厂家,在积累了一些经验和技术后,研发生产了一款家用壁挂炉产品,博威全预混冷凝壁挂炉,我们采用的是硅铝合金铸造换热器,同时设计成热量自上而下流动,回水自下而上的逆向换热方式。
感兴趣的朋友们可以了解一下。