如何更好的发挥冷凝炉热效率
2014-01-02 10:34 来源：中国壁挂炉网 浏览量：3259
前言
冷凝炉的节能、环保技术具有重要意义。节能体现在与普通壁挂炉相比，在采暖系统中燃气能耗更低，一般来说，在散热器采暖系统中可节省10%；在地暖系统中可节省17%；在混合系统中可节省20%。在实际燃烧工况方面，当设定的温度值，所对应的燃烧热量只需稳火就能达到需求时，在相同耗气量的情况下，冷凝炉的效率则会远远超过普通壁挂炉，此时的冷凝炉在潜热部分的利用率大大提高。环保体现于全预混燃烧技术的应用，由于冷凝水可以吸收烟气中的部分一氧化碳和氮氧化物，净化了烟气，起到很好的环保作用，冷凝产品的烟气环保等级达到五级（普通燃气采暖热水炉一般为二、三级）。冷凝炉的不同特点，使得在家庭终端水系统应用中与其他普通壁挂炉相比，也有不同的地方。下面就具体介绍一下。
冷凝炉在散热器采暖系统中的应用
以壁挂炉为热源组成的散热器独立采暖系统，一般有不同材质的散热器可供选择，有钢制散热器、铜铝散热器和铸铁散热器。目前，使用常规壁挂炉供暖的住宅中配备钢制散热器较为常见，如钢制柱形散热器。铸铁散热器热容量大[当采用散热器采暖时，合理的供水温度（降低供、回水温度）能有效提高采暖质量，当散热器平均温度降低后，需要选择热容量大的散热器，来保证散热量]；铸铁散热器与其他散热器相比，具有很大的热惯性（有利于在间隙供暖中提高舒适性）。从各方面来讲都很适合与冷凝炉配合使用。
当冷凝炉配合散热器使用时，为了提高冷凝率，提高潜热量，必须尽可能地保证供水温度低于烟气的露点温度，即烟气温度与锅炉供回水温度，特别是与回水温度紧密相关。所以，与将常规锅炉连接到供热设备中相比，冷凝炉在水力系统设置方面特别需要注意。如在系统中安装混水调节阀时，必须避免将采暖供水混入采暖回水中，导致回水温度升高，最终会造成冷凝炉的冷凝率下降。正确的安装方式可参照下图所示。
冷凝炉在地暖系统中的应用
地暖系统是指“低温地板采暖系统”，其最显著的特点是：小温差，大流量。它要求的供/回水温差为10K(供回水温度为40/30℃），很适合与冷凝炉配合使用（冷凝炉中，烟气中的水蒸气要冷凝首要条件是烟气温度低于烟气的露点温度，而当使用天然气，过剩空气系数在1.0～1.2时，烟气露点温度在54～57°范围内。当烟气中的水蒸气冷凝时，首先出现在肋片的表面上，按经验值可得：烟气温度＞肋片表面温度＞管内采暖水温度。所以此时供回水温度40/30℃很适合冷凝炉的高效冷凝状态），能充分发挥冷凝炉节能的优势。
使用冷凝炉为热源的地暖系统实现了更为节能的采暖方式，随着多台锅炉并联采暖技术的推广，特别是冷凝炉的多机并联，两者之间必须采用一个重要部件——去耦罐，通过其来连接冷凝炉与地暖系统。去耦罐的主要功能是通过创造一个压损近乎为 0的区域，让水泵实现各自的循环，互不干扰，实现热量的无损失传递。并可降低一次系统（锅炉）水泵的选型参数（如功率，扬程）。同时还有排污、排气的功能。
冷凝炉的多机并联系统中，为了能高效运行，面临着需要克服的问题——如何确保恒定流量的冷凝炉与可变流量的地暖系统之间正常高效运行？具体分析是，在大流量的地暖系统中，随着锅炉数量的增加，地暖系统的实际流量值会出现小于锅炉系统的理论流量值（取决于锅炉出厂时系统内置循环泵的选型）的情况，并且地暖系统工作时室内温升值变化量较小（则地暖系统中的流量增加量也相对较小），而锅炉系统的流量是恒定的，此时，将会出现锅炉侧混水，导致锅炉回水温度升高，为了能很好地解决这一问题，在通过去耦罐把锅炉循环系统和地暖循环系统分开并各自循环的同时，需要对去耦罐系统进行流量平衡调节，锅炉系统侧的流量通过调节，其结果比地暖系统侧的流量低大约10%～20%，可参考下图。由于壁挂炉系统自身的要求是恒定循环的，而地暖系统的流量随着环境温度是一变化值，所以还需要增加温控器、混水恒温调节阀、地暖循环泵等部件。
冷凝炉为辅助热源的太阳能配套系统
冷凝炉为辅助热源的太阳能配套系统是目前欧洲普遍采用的节能系统方式，其可以实现采暖与生活热水的双重需求，是实现家庭水处理系统的一种选择。在我国的长江流域及北方寒冷地区具有采暖需求的建筑，都可以采用此类配套供暖系统。多、高层建筑可选择冷凝炉与太阳能串联方式的采暖、热水综合系统；别墅或斜面建筑则可选用冷凝炉与太阳能并联方式的采暖系统，并采用双盘管热水加热储水罐实现生活热水需求；而办公、商业等大面积场所则可选择冷凝炉的多机并联模块或者功率≥70KW的落地式冷凝炉与太阳能集中系统的组合。通常太阳能系统负责生活热水部分，当有足够的太阳能集热板安装位置时，也可考虑用于建筑供暖。
下图为一系统形式，图示中，太阳能来负责生活热水的供应，冷凝炉（组）通过地暖系统共来实现暖气的供应。
其工作原理简单叙述如下：太阳能供应热水部分：是由系统控制器负责太阳能集热板与太阳能加热盘管之间循环系统的控制，通过太阳能加热传感器、太阳能集热板温度传感器来监测到的温度，实现对太阳能循环系统中的回路循环泵、集成了温度计及止回阀的球阀的调节。当太阳能不够时，则可以使用辅助热源-冷凝炉(组)，通过加热罐上部的盘管进行加热，来达到设定的水温。由于是冷凝炉(组)，其负荷远远大于供暖所需，这时，可以将冷凝炉的供、回水通过分流器直接对太阳能加热罐内的盘管进行加热，其最终的生活热水及可以用来洗浴，也可以作为家庭用水，在这点上，相对单一的普通壁挂炉，这是一大优势。此时，可以通过控制器根据温度探头感应到的温度，来单独实现生活热水的控制。
冷凝炉(组)通过地暖方式来达到采暖的目的，这大大得提高了取暖的效率，水地暖系统作为一种成熟的供暖方式，它的供水温度较低，一般在40℃～50℃左右。水地暖系统供水温度的这种特点，决定了冷凝炉更适合与水地暖系统结合供暖。冷凝炉在供回水温度50℃/30℃时，在全负荷的状态下热效率约为106%，最高可达109%。而50℃/30℃的供回水温度刚好满足水地暖系统的水温要求，无需让冷凝式壁挂炉运行在低效率的高温段，可充分发挥冷凝炉的节能作用。由于冷凝式壁挂炉比普通壁挂炉的热效率高15%～20%左右，水地暖系统比散热器采暖系统的热效率约高12%，因此，“冷凝炉+水地暖系统”比“普通壁挂炉+散热器采暖系统”的热效率约高30%。与此同时，冷凝式壁挂炉烟气中污染物的排放量也大大降低。相对于普通壁挂炉，冷凝式壁挂炉能更方便、更完美地与水地暖结合。 同时，为了保证冷凝炉能高效的工作，系统还配有带气候补偿功能的调节器。
冷凝炉的应用相当于“恒温混水系统”
地暖系统的供水温度相对较低，为了保证这个要求，可以在地暖系统的循环泵前面安装混水的元件。而恒温混水系统能实现这个功能，它能在不消耗能源的情况下，自动调节管网中高温供水及低温回水的混水比例，从而保证地暖的供水温度。恒温混水系统用于地暖系统，该产品集成了水泵、恒温三通混水阀、温度表、旁通管、超温保护装置以及管道配件等。可将温度设定在30～50℃，通过调节恒温三通混水阀，将锅炉高温水和地暖的低温回水混合成设计需要的地暖供水温度，例如50°，通过旁通管上的温度表进行读数，水泵将混合好的水输送至地暖系统进行换热。 而冷凝炉的供回水温度为50/30℃，刚好能实现合理的地暖供水温度。
结论
冷凝技术，是提高热效率的一种手段，采用了冷凝技术的冷凝炉，其热效率大大提高，同时也就意味着能源消耗的降低，也自然更加环保。当实现合理的选型及配套设施，则会让这一优势发挥到极致，为用户提供一个更加舒适、节能、环保的生活环境。
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