一、 背景

    壁挂炉作为一种洗浴、供暖两用产品，洗浴是一项非常重要的功能，随着节能意识的不断加强，对洗浴热效率的要求也不断提高。从常规产品到烟气回收型冷凝产品，再到全预混冷凝产品，洗浴热效率得到了稳步提升。
　　GB25034-2010规定额定负荷下洗浴热效率的测试要求为：洗浴进水温度约为20℃，洗浴出水温度比进水温度高40K，即洗浴出水温度约为60℃。烟气回收型壁挂炉在该洗浴出水温度下，受限于现有传统板换水路，导致供暖小循环进入二次换热器水温较高，烟气大部分无法达到露点，不能充分吸收烟气中的热量，从而限制了洗浴热效率。于是部分厂家开始积极探索如何进一步提高壁挂炉洗浴热效率；如：欧洲有些厂家在全预混冷凝壁挂炉的洗浴水路上配备一个专用的换热器，收集经主换热器换热的烟气来预热洗浴水。以下将提供一种新型水路，提升烟气回收型冷凝壁挂炉洗浴的热效率。

二、水路结构及换热原理

　　为了更好地阐述该新型水路的工作原理、性能，特将该新型水路与现有传统板换水路一同进行对比分析。

　　2.1两种水路结构、工作原理

　　(1)传统板换水路
　　传统板换水路的结构可简化为如图1所示，图中箭头方向表示洗浴模式下，洗浴水路和供暖小循环水路的水流运行方式。其中t1——洗浴进水温度（℃），t2——流出板换器的洗浴水温(℃)；T1——流入板换器的供暖小循环水温(℃)，T2——流出板换器进入二次换热器的供暖小循环水温(℃)，T3——流入主换热器的供暖小循环水温(℃)。
　　其原理如下：在洗浴状态下，洗浴水经板式换热器直接加热到目标温度后流出壁挂炉。此时洗浴水路的运行方式为：洗浴进水板式换热器洗浴出水；供暖小循环水路的运行方式为：流出主换热器供暖水板式换热器二次换热器主换热器板式换热器。其它原理在此不再赘述。

　　(2)新型水路
　　现介绍一种新型水路，其结构可简化为图2，图中箭头方向表示洗浴模式下，洗浴水路和供暖小循环水路的水流运行方式。其中t1′——洗浴进水温度（℃）；t2′——流出板换器的洗浴水温（℃）；t3′——流出主换热器的洗浴水温（℃）；T1′——流入板换器的供暖水温（℃）；T2′——流出板换器进入二次换热器的供暖水温（℃）；T3＇——流入主换热器的供暖水温（℃）。

　　在供暖状态下，该新型水路和传统水路运行换热原理大体相同。
　　在洗浴状态其工作原理如下：洗浴水经板式换热器预热，之后进入套管主换热器被加热；最后从壁挂炉流出供用户使用。此时洗浴水路的运行方式为：洗浴进水板式换热器主换热器洗浴出水；供暖小循环水路的运行方式为：流出主换热器供暖水板式换热器二次换热器主换热器板式换热器。

　　2.2两种水路换热效率对比分析

　　以上两种水路在供暖模式下，运行换热原理大体一致，具有相同的热效率；下面重点分析洗浴状态下两者的区别，设定洗浴进、出水温度相同，即t1=t1′，t2=t3′。
　　在洗浴状态，由以上两种水路的运行原理可知，流出板式换热器的洗浴水温t2′<<t2，新型水路中流出板式换热器的供暖水温大幅度下降。若两水路配备相同的板换器，新型水路的板换器换热量小(原因为：[t2′-t1′]<<[t2-t1])，供暖小循环水的热量更能被洗浴水充分吸收，进一步降低流出板换器流入二次换热器的供暖水温。
　　新型水路中，在套管主换热器内供暖水和洗浴水的换热率极高，可以理解为燃烧产生的烟气同时加热供暖水和洗浴水，此时t3′≈T1′，T1′<<T1。
　　两种水路洗浴进水温度t1=t1′，流入板式换热器的供暖小循环水温T1′<<T1；流出板式换热器的洗浴水温t2′<<t2；流出板式换热器进入二次换热器的供暖小循环水温T2′<<T2。因此采用新型水路，供暖小循环水进入二次换热器使得烟气中更多地水蒸气冷凝，可以吸收烟气中更多热量。

三、实验

　　通过上述理论分析，该新型水路可以提升烟气回收型壁挂炉的洗浴热效率。接着用实验予以验证，同时对传统水路与现有水路进行优劣势对比分析。

　　3.1实验论证

　　对同一台烟气回收型壁挂炉，先装上传统板换水路，待传统水路相关实验完成，再改装上新型水路，其它零部件不发生变化。在洗浴模式以最大热输入状态进行实验，测试的结果如表3所示。
　　从表3可以得出：相对于传统板换水路，洗浴模式下，在相同的洗浴出水温度（例如：60℃），该新型水路流出套管式主换热器的供暖小循环水温大幅度降低，即：热交换器的换热效率提高，进入二次换热器的烟温降低。在板式换热器内，由于供暖小循环水只需预热洗浴水，该新型水路可以大幅降低流出板式换热器的供暖小循环水温，当洗浴出水温度为60℃，此时流入二次换热器的水温为46℃，进入二次换热器中可以使烟气冷凝吸收大量水蒸气潜热，从而提高洗浴热效率。

　　3.2优劣势对比分析

　　该新型水路在结构方面与现有水路相比，变化在于：将单管主换热器调整为套管主换热器，同时改变水路的连接方式，成本有所上升。为了对比两水路的优劣势，以下将从效率、整机性能、价格等方面进行对比分析，具体见表4。

四、结语

　　相比传统的板换水路，该新型水路成本有所升高，但洗浴热效率较现有烟气回收型冷凝壁挂炉提高了约4%，在额定热输入状态下，洗浴效率可达到100%，可比肩全预混产品。因此，该新型水路为壁挂炉节能研究提供了一个较好的方向。