采暖壁挂炉的几种简介

隆命坤

现在市面上锅炉品牌越来越多，作为半个行内人，经常有人问到这个品牌怎么样，那个炉子怎么样，刚好碰上国庆休息，今天闲着写个小文章，与大家分享一下锅炉的发展历史，个人水平有限，如有不对，请大家拍砖，谢谢。

　　提前提醒一下，本文篇幅比较长，需有个心理准备。

　　总的来说，现在锅炉（这里只指小型家用壁挂炉，落地式、商用炉等大型锅炉因个人水平所限就不写了）从生活热水制取方式上来说分为套管，板换二种，但还有相对比较冷门的如盘管水箱换热式，双盘管式，从热量吸收方式上来说分为普通型、全预混普通型，烟气回收型、全预混冷凝型几种，下面分别说下：

套管机应该是现在市面上比较常见的一种锅炉，但现在基本上这种炉子只有很少的几个进口品牌和国内品牌在用了，这种锅炉的热水制取方式和普通热水器很类似，就是自来水直接进入主换热器，然后锅炉的火焰从下面直接燃烧，从而使自来水升温，直接输送至各用水点。套管一词指的就是他的主热交换器，他的生活热水回路直接与采暖回路直接以大管套小管的形式套在一起。这种炉子由于结构简单，制造成本很低，所以销售价相对较低，而且故障率也很低，但由于他的生活热水基本上都只通过一个生活热水感温头控制温度，所以相对来说水温稳定性比较差，而且这种锅炉如果在采暖转换到生活热水模式时，由于前期采暖时实际上将主换热器器中的生活热水已经加热到比较高的温度，所以套管机在开生活热水的时候，出来的第一段水温度会很高，有可能会烫伤人。
　　大家还知道，现在基本上所有锅炉都是生活热水和采暖是不能同时使用的，生活热水优先，这种炉子在采暖模式下，启动生活热水，他会直接停掉锅炉的内置采暖循环泵，保证将所有热量全部供给生活热水，但在实际的采暖安装中，有很多时候我们会在采暖系统上会再加一个循环泵来保证采暖水的循环，这样会导致在生活热水工作时，外置泵会推动采暖水仍然在循环，导致部分热量被采暖水带走，在冬季自来水进水温度比较低的时候，会使生活热水没法达到设定温度，这也是套管机的一个问题，当然，我们可以通过外加水力分离器或者对外置泵电源进行处理解决，但会造成成本的上升。

然后到了板换机，板换机应该说是现在市面上最主流的一个机型（冷凝炉基本上也是板换机的一种）了，他相对于套管机来说是将生活热水的加热回路作出了一个改变，在机器里加了一个三通换向阀和一个板式换热器，机器成本上升，同时由于增加了几个部件，相对故障率也会比套管机高点，但热水的稳定性大大提高。
先说下三通阀，三通阀是有三个通道，一个是通向锅炉的主换热器，一个通向锅炉采暖回水，一个通向板换，在工作时均只有二个通道相通，转换通过三通阀电机驱动三通阀阀体内的换向阀体来实现。
板换机在采暖时的工作原理与套管机没多少区别，三通阀关掉通向板换的通道，采暖水直接回主换热器加热进行采暖循环；但在生活热水时，关闭采暖水回水的通道，开启板换通道，导致锅炉采暖水回路无法循环，所有采暖水只能进入板换，这时自来水同样也进入板换，二者之间通过板换进行换热，从而制取生活热水。
在这是注意到一点，有几个用户问过我，说那板换机照你这样说二个水直接混在一起了，但其实板换大家可以理解成我们平时的书，他是分很多层，一层自来水，一层采暖水，然后又是一层自来水……中间有个钢板给隔开了，所以不会混在一起。
　　

　　除了这二个机器外还有几种相对冷门的就是双盘管机和带水箱的机器了，双盘管机应该说就是套管机的变形，他直接在主换热器上加一个生活热水回路，不把二个回路的管子套在一起，这样生产成本更低，但同样没法解决套管机存在的问题，而且他还增加了一个问题，就是他的生活热水回路直接加在主换热器上，如果在采暖时，持续几十个小时的采暖加热，有可能使生活热水回路中的水沸腾，然后爆管……（套管机的生活热水回路加在采暖水回路中，热量会被采暖水带走，不会超温）。

至于说盘管水箱机，这个机器有几个品牌在做，国外也有不少厂家在用，他是在机器里再加了一个水箱，有大有小，小的几升，大的100多升，他的采暖同样没什么改变，生活热水部分则取消板换，然后在采暖水上开二个三通，将另一个单独的采暖回路直接接入水箱内，通过这单独的一个采暖回路加热水箱内的自来水。至于控制同样通过三通阀控制即可。
这种锅炉很好的解决了生活热水问题，同时由于他有一个水箱储存热水，少量的生活热水用水不会影响锅炉采暖，三通阀切换次数少，锅炉稳定性很好。另外他的生活热水直接由水箱提供，水温稳定性很好，可以在生活热水管路上使用混水龙头。
　　这种锅炉的不足就是重，很重，笨重，挂在墙上一大块，当然，价格也不便宜，在国内由于各种大家可以理解的原因，销量比较差。如果真正想用到这种炉子，大家一般直接用系统炉+盘管水箱的形式解决了（其实系统炉就是将这种炉子的内置水箱换成了外置）。

　　前面几种炉子的分类是根据生活热水的不同来分的，但没有涉及到燃烧方式和热量吸收方式的不同。我们先来分析下现在普通锅炉的燃烧方式：

从上图我们可以看到，普通炉都是将过量的空气与天然气混合然后燃烧，绝大部分热量被主换热器吸收，但还有一部分热量被高温烟气直接带走，所以现在普通锅炉的热效率一般只有88——93%，热量损失比较大。
　　同时普通锅炉由于造价所限，一般采用普通定频风机，为了保证在最大功率时能正常燃烧，风机功率都是按最大功率时的进风量设计，但在实际工作时，特别是在夏季自来水进水温度高的时候，实际上锅炉只需要很小的功率运行，这时如果锅炉强制性关小燃气阀，有可能会导致进风量与燃气配比过大，出现离焰现象甚至直接无法点火，所以普通壁挂炉一般最小功率为最大功率的40%左右，在夏季很容易出来生活热水忽冷忽热现象。
要解决以上几个问题，就必须改变燃烧方式或者换热方式，从而出现了全预混普通炉，烟气回收型冷凝炉，全预混冷凝炉几种新的锅炉形式。

　　我们先看下这张图，从图上我们可以看到，实际上锅炉的理论热效率可以达到111%（加上烟气冷凝的放热），但实际上我们锅炉一般只达到90左右，浪费了20%的热量

　　现在我们知道热量被大量的高温烟气白白的带走了，那我们就想办法把这个利用起来，最简单和成本最低的办法是加个冷凝箱，如下图所示

这种就是我们平时说的烟气回收型了，简单，便宜，锅炉回水先进冷凝箱，锅炉的烟气排放也进入冷凝箱，高温烟气直接与低温采暖回水进行一次热交换，从而吸收掉一部分热量，锅炉热效率提高，这样锅炉的热效率最高能达到97%。
但这种锅炉有一个问题，由于锅炉炉体大小所限，冷凝箱不可能做到很大，要让采暖水吸收掉烟气的热量，就必须在冷凝箱里增加大量的换热盘管，如果厂家在冷凝箱这块成本控制比较严格，冷凝箱内的大量盘管在大量烟气的冲击下会产生振动，从而产生噪音、漏水等现象，。
同时这种锅炉的最小功率也和普通炉一样，基本上在最大功率的40%左右。
　　

　　然后我们再说一下锅炉的冷凝水问题，大家都知道，我们燃烧的天然气里有硫化氢，空气里有氮气，这二种气体在高温下都会与空气中的氧气发生反应，如下图：

烟气回收型的锅炉把烟气温度降低，烟气中的水蒸气以液体形式析出，二氧化硫、氧化氮与水反应，生成亚硫酸，亚硝酸，氧化一下后成为硫酸，硝酸，这二者均有严重的腐蚀性，导致质量比较差的冷凝箱产生腐蚀。

所以，冷凝其实很容易做到，任何厂家要实现锅炉冷凝效果都很容易做到，只需要解决冷凝水的腐蚀问题就成功了一大半；另一个问题就是解决冷凝炉的积灰问题。

　　冷凝炉的积灰是由于空气中灰尘的存在，在燃烧时与冷凝水产生吸附，直接粘附到主换热器上（普通炉很少存在这个问题是第一普通炉风量大，有少量积灰容易被大风量吹走；第二是灰尘没有与水产主吸附，不容易粘附）。

　　冷凝炉的积灰

　　现在为了提高锅炉热效率，我们发现加个冷凝箱容易出现各种问题，那我们还有一个办法，就是控制进风量，同时提高燃烧效率就行了，这样就出现了全预混普通炉

全预混普通炉有二种方式，但区别不大，只是文丘里和风机的位置不同。
全预混普通炉与一般锅炉的区别在于他的风机都是变频的，锅炉内电脑板根据锅炉功率的不同调节锅炉燃气进气量，同时调节锅炉风机转速，控制燃气与空气在一个很恰当的比例混合进入燃烧室，充分燃烧，热效率提高，同时空气不像普通炉一样过量的进入，所以实际上锅炉的排烟气排气量也比较少，这样烟气带走的热量也比较少了，锅炉的热效率能达到93——95%。
　　这种锅炉提高了锅炉热效率，但又不产生冷凝水，但由于采用了变频风机，价格相对普通炉会高一点，但由于他的空气量与燃气量的配比很合适，所以氮氧化物排放量基本上都能达标，在普通炉里基本上只有这种炉子能拿到蓝天使标。同时这种机器由于采用了变频风机，锅炉的最小功率也可以做得比较小。

前面的烟气回收型和全预混都存在一定的优点和问题，所以把二者综合了一下就出现了全预混冷凝炉，综合了二者的优点后，热效率达到98——110%，氮氧化物排放很低，而且锅炉最小功率甚至可以达到2——5KW左右，很好的解决生活热水忽冷的问题，而且节能效果明显。

我们需要注意的一点是全预混冷凝炉并不是将冷凝箱直接加在锅炉回水，而是直接将锅炉的主热换器增大，加大换热面积，从而使烟气直接在燃烧室内冷凝。

　　同时全预混冷凝炉不像普通板换机等炉子，生产工艺已经固定化，所以每个厂家都有各自的不同，但变频风机、精确调节的燃气比例阀、抗腐蚀的主换热器这是必须的几个标配件，风机、燃气比例阀都是西特+西特（或部分EBM），霍尼+FLME，只是采用的型号、档次不一，基本上都能达到天然气和空气的准确配比，但主换热器有不锈钢盘管（分段式，整体式）、铸铝（铸铝盘管翅片式、铸铝夹套加肋筋翅片式）二种。

铸铝盘管翅片式是铝盘管+翅片的形式来吸收热量，一般是上部吸热，下部冷凝，盘管管径比较粗，水流量大，翅片加大换热面，热量吸收充分。
同时为了解决铝的腐蚀性能，在铝上加了一层特氟龙涂层，解决腐蚀问题，同时特氟龙涂层表面不容易粘附灰尘，可有效防止灰尘积结在盘管上。
铸铝盘管由于整体设计，有品牌直接将其设计成一个圆桶，在清理积灰时可以直接将整个换热器倾斜下来，很方便用毛刷等清理。
　　

铸铝盘管式换热器都是垂直安装，冷凝水从下方直接排出，所以在下方的铸铝盘管成了防腐的重点区域。
由于铸铝翅片的存在，在国内空气灰尘很多的情况下，大量灰尘顺着冷凝水集结在下方翅片上，所以对于翅片型散热片在空气情况不好的情况下需要频繁清理，但频繁清理有很容易刮伤铸铝翅片甚至铸铝管上的特氟龙涂层，从而使铸铝丧失防腐性能。
　　

　　铸铝夹套加肋筋翅片式现在在市面上很少，他与铸铝盘管翅片式类似，只是把翅片换成了肋筋，这样少量的腐蚀不会影响机器的正常运行，但由于采用肋筋式结构，导致无法通过常用工具清理灰尘，而且在中国燃气高含硫量的现状下，原来在国外可以用十年二十年的铸铝肋筋，在中国几年就被腐蚀了，所以现在在国内市场上基本没有此类换热器的存在。

不锈钢盘管换热器则是从材质上来解决防腐问题，采用高标号的不锈钢对抗腐蚀，如304，316，441等，这几种不锈钢都是奥氏体不锈钢，但316在304基础上增加了Ti，441增加了Ti和Nb，防腐性能得到了更好的增强。
然后不锈钢盘管的制作由于加工精度和工艺成本问题分为分段式和整管式二种，分段式又分串联系式和分集水器二种，分段式是将不锈钢管直接通过盘管机绕成6KW左右一段，然后直接串联或者通过分集水器组成各种不同的功率段。
串联式是直接将各管首尾焊接，在焊接处容易造成漏水，同时由于焊接处必然存在变径，导致流量产生变化，而且容易在变径处产生结垢现象，所以基本上很少有厂家使用。
分集水器式是将各个盘管段通过专门的分集水器联接在一起，这样各个盘管之间并联起来，采暖水的流量大，换热效果好。分集水器式设计上都一般采用三到四个盘管换热，一个盘管冷凝，这样在高温盘管处容易结垢，但由于采用的分集水器式，一个盘管的结垢对采暖水流量影响不大，锅炉无法察觉，从而使垢越来越多，直到烧穿。
　　

整管式无法通过不锈钢管道直接弯出，只能通过一块长条形的不锈钢板材先弯折出一个方形通道，再弯曲成盘管形式，然后再进行焊接处理，这样盘管加工成本高，但相对分段式来说可以把管径加粗，采暖水流量大，换热效果好，而且如果管道内如果发生结垢，堵塞等现象可以很快的察觉到，不容易出现恶性事故，是一种比较好的主换热器模式。
　　至于积灰现象，不锈钢盘管式同样存在积灰现象，只是相对铸铝式的来说，换热器表面是光滑的，然后上面加了特氟龙涂层，积灰很难粘在主换热器上，部分积灰会顺着冷凝水直接排出锅炉，另外少量的积灰清理起来非常方便，直接用毛刷刷就是了，而且就算清理次数过多，刮坏了特氟龙涂层，由于不锈钢本身具有的抗腐蚀性，问题也不会很大。大家在行内可以听到，有一个采用不锈钢盘管的锅炉厂家，直接说他的炉子可以五年不清理，这就是原因。

　　个人认为冷凝炉肯定是以后的发展方向，毕竟冷凝炉相对普通炉来说可以节能30%左右，而且氮氧化物排放标准低，在北京等地开始强制性推广，但现在毕竟冷凝炉价格还处于高位，而且节能、环保等在普通用户安装时他们无法察觉，他们第一察觉的就是价格，另外前期有部分冷凝炉因为设计问题，在国内造成了冷凝炉容易出故障的感觉，所以革命尚未成功，同志仍需努力啊。

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