库恩讲解|壁挂炉零配件之主热交换器详解

2019-01-03 14:10:33

今天库恩君给大家讲解的是壁挂炉的主要配件——主热交换器。

壁挂炉主热交换器是为燃烧后产生的烟气与系统内水进行热交换的部件。其形式主要有两种:翅片式和壳管式,目前应用较多的是翅片式换热器。

暖气片

翅片换热器

如图所示,翅片式换热器主要有两种结构,一种为单通道结构(板换机),一种双通道结构(套管机)。

主体都是由翅片与椭圆铜管组成,合理的翅片结构可大大增加换热面积。现如今,壁挂炉常用热交换器材质大多选用换热系数相对比较高的紫铜材质,以便更好地吸收高温烟气的热量,然后将热量传递给流经管内的水媒里。

2-3是常见金属的热传导系数:

线导系数

单通道换热器和双通道换热器的区别在于:双通道换热器的换热管为椭圆管,中间套了用于卫浴换热的菱形管,如图2-14所示。

换热管

在换热器的材质与换热面积确定后,提高传热系数,特别是提高烟气侧的换热系数,成为提高换热效率的关键。常用的方法是在翅片上增加凹凸点,使烟气产生扰流。对于壳管式换热器,常在烟管中插入扰流片。热交换器常见故障是由于杂质或者水垢积累造成燃烧的时候产生响声,通过清洗可以解决问题。

提高烟气热系的方法

套管式热交换器和板换热交换器其实都不错,套管式热交换器热水忽冷忽热和容易结垢的问题成为了大家所关注的重点,库恩君在这里和大家说明一下套管机壁挂炉结垢问题。

燃气壁挂炉开始之初是单采暖,后来出现了板换机,由于故障或者成本问题出现了套管机。现在大家看到的套管机热交换器,我们称之为:平板式套管热交换器。现在使用最广泛,最早是在1997年左右诞生的,在此之前也有其他形式的套管式热交换器。杜瓦尔有一款大粗管中盘着蛇形管,当年燕帝卖过,以及法罗力的马鞍形热交换器。1997年左右出现的平板式套管热交换器基本上打败了其他热交换器,现在市面上基本上看不到杜瓦尔和马鞍形的热交换器了,这是有原因的,第一当然是成本。

平板式套管热交换器24kW的差不多5kg左右,进口的要轻一些,国产的重一些。现在好几家进口品牌的平板式套管热交换器都是国内采购的,套管机现在在国内占到市场份额的164万台中的75%左右。它真的有那么多的问题吗?

套管机的出现是经历了很长时间才站住脚的,在国外套管机仍然在销售,当然西欧现如今只能销售冷凝炉。说到水垢问题,按照国家自来水标准450mg/L(CaCO3)以下,150L水中CaCO3全部析出大约67g,纸杯三分之一左右。

套管机做了以下技术措施:

1.套管机采暖水温都是在30~80,卫生热水温度都是到60。板换机采暖温度基本是30~85(87),卫生热水温度到65。套管机知道水垢对它影响很大,先降低出水温度。水垢结垢曲线是60以后快速上升,60以下风险不大。

2.所谓铜管的镜面处理,铜管内壁光滑,水垢不容易附着。

3.风机后吹扫:当用完卫生热水(夏天)之后,火焰熄灭,燃烧室炉膛温度还是很高,会把热交换器内水温加热到90以上,几乎所有套管机都有风机后吹扫设计,火焰熄灭之后,风机会继续工作30~90~120秒。风机把炉膛高温烟气带走,吸入外面空气,降低炉膛温度,让水温不持续上升,不让它达到60以上。冬季模式下,其实风机在火焰熄灭后也有后吹扫。

4.水泵延时工作:夏季模式下,当我们使用卫生热水时,套管机水泵是不工作的,火焰加热套管式热交换器,传热到外层的采暖水,而采暖水不动,继续将热量传递到内管的自来水,而变成加热的卫生热水。但火焰熄灭之后,水泵会工作30~90~120秒(每家不一样),和采暖温度传感器联动,水温降到50(每家不一样设置)水泵停止。这个也是我们每次都和用户讲在夏季也不要关闭采暖供回水阀门的原因。采暖水是要动的,目的就是把炉膛高温采暖水送走,降低采暖侧和热水侧结水垢的风险。冬季模式也有水泵的延时,原因一样。

5.内部卫生热水管的棱形设计是由于内部进来凉水时候和外侧的采暖水温差不一样,铜管两侧温差造成棱形管变形,把吸附在管上的附着物(水垢,杂质)撕开裂缝,绷起来,被冲走。也可以叫自洁功能。

6.卫生热水侧加入扰流板,增加紊流程度,一方面是为了增加换热,另一方面也是增加紊流扰动,让水垢和杂质不能吸附在铜管内壁。

以上几个原因就说明,一个产品不是一蹴而就的。

下面我说说平板式铜管热交换器的一个问题:水锤的影响。

自来水压力一般都比较大,水锤现象怎么会影响到热交换器呢?现在市面上或者开发商安装的水表都是带有止回单向功能的。当关闭水龙头情况下,水不能通过水表缓冲一下进入大系统水管,水压升高到15~20Bar都有可能。15~20Bar就有可能把套管机主热交换器中的棱形管胀开,挤压外侧采暖水的空间。采暖水不能正常流动。水锤其实影响很坏,瑞帝安所有机型产品都有P03防水锤设计。可能也有其他厂家有此设计功能。

澄清了水垢问题之后需要灌输维护清洗的思想,这个确实很重要,主热交换器(套管机、板换机),如果不清洗,第二年第三年的热效率肯定下降。维护非常重要,主热交换器的维护是重中之重。

壁挂炉相关配件

刚才说的主热交换器的清洗是内部的。其实外部也需要好好清理的。我们国家12T天然气含硫量比较高,有的含碳7、碳8,燃烧产物会吸附在主热交换器上,噪音大,换热效果不好都是原因。

库恩德国壁挂炉