壁挂炉的分类丨壁挂炉工作原理详解

2022-04-18 08:09:07      点击:

壁挂炉的分类

从换热方式上分板换机、套管机

从功能上分两用炉、单采暖炉

从热吸收方式上分普通炉、普通冷凝炉(二次换热)、冷凝炉(全预混)

从燃烧方式上分大气燃烧式和全预混式

有近50年的历史。自上个世纪90年代开始进入中国,逐渐进入国内用户的视线,销量也是不断地

壁挂炉的工作原理



供暖状态

壁挂炉作为供暖系统的热源,它为整个供暖系统提供不断地提供所需要的热水。其本身的运作主要是通过换热器或冷凝换热器将天然气的能量转换成高温热水,循环水由水泵流经换热器的外圈部分进行加热,经供暖热水出口进入室内的采暖系统,通过地暖或散热器对室内空气进行热辐射(加热)后,再由供暖回水入口经水泵流回炉子,如此循环不断。

换热过程则是通过在燃烧器内根据需求合理控制天然气与空气的比例进行点火燃烧加热换热器来实现。

此外,板换机是通过电三通控制三通阀切换大小循环(供暖与洗浴)才转变,后面会详细讲到。

洗浴状态

套管机与板换机的工作原理有所不同。

套管机就跟普通燃气热水器一样,当开启洗浴热水龙头时,冷水在自来水的压力下进入主换热器,点火、燃烧通过高温烟气将水加热,再经生活热水出口流出,龙头不关,热水不止。

板换机在洗浴状态时,电三通控制三通阀将壁挂炉的水路切换成小循环,直接热水来源依然是由燃烧器燃烧产生的高温烟气加热主换热器。而生活热水龙头进的自来水则通过板式换热器换取热量,不断地产生所需用的生活热水,此时经过板式换热器的两路水是完全隔离的,后边可结合原理图就更容易理解了。

各类壁挂炉的实物图


类壁挂炉的原理图

套管机原理图




结合原理图,我们再来详细讲述下工作原理,熟悉壁挂炉工作原理对维修大有益处,能帮助迅速精准地找准故障点。以套管机为例:

首先在供暖状态时,有供暖需求时,壁挂炉压力开关先检测是否够水压,不够水压则报水压故障,如果有的话则风机和水泵开始动作,此时风压开关会监测风压开关是否短路、压差值能否达到风压开关的要求系数,一切正常则开始放电点火,燃气比例阀开始开阀调节供气,正常就着火,火焰反馈针监测是否火焰持续正常,正常的话则根据设定温度保持燃烧,水流则在循环水泵的作用下流经散热终端再回流壁挂炉,如此循环不断。

在洗浴状态时(用户开启热水龙头),水流传感器监测到有水流信号则反馈给主板,接着风机转动,风压开关正常导通,然后开始放电点火,燃气比例阀开始开阀调节供气,正常就着火,火焰反馈针监测是否火焰持续正常,正常的话则根据设定温度保持燃烧,自来水就被加热流至所需用热水龙头点,源源不断。

PS:套管机洗浴状态时,水泵不动作。

这是整个大体的运作过程,期间还有不少小的控制原理,需要阐述一下:

根据水的热胀冷缩特性,当温度升高时就会挤压水路,此时就会将一部分水挤入膨胀水箱,膨胀水箱就是起到缓解水系统压力的作用,关于它的详细原理,待配件解析部分时再作详细说明。

然而膨胀水箱的承压能力是有限的,当超出它的承受范围,如达到0.3Mpa(3Bar),这时安全阀开始动作,进行排水,以进一步保护水路系统。

各种温度传感器,如供暖出水温度传感器、洗浴进水温度传感器、洗浴出水温度传感器等,它们基本都是由热敏电阻构成,其作用是用来判断水的温度,从而控制出水温度或调节燃烧功率,提高能效。

机械温度传感器,它与温度传感器的区别从名字上可以看出端倪来,是机械性的,当温度达到90℃或95℃(不能性能的硬件,只能是其中一个温度点)就自动断开了,就只有通断两种状态,且只能监测到一个温度。

板换机原理图


板换机在供暖状态时,当有供暖需求,壁挂炉压力开关先检测水压,然后电三通动作,切换成大循环,此时,风机和水泵开始动作,风压开关监测风压差,一切正常则开始放电点火,燃气比例阀开始开阀调节供气,正常就着火,火焰反馈针监测是否火焰持续正常,正常的话则根据设定温度保持燃烧,水流则在循环水泵的作用下流经散热终端再回流壁挂炉,如此循环不断。


在洗浴状态时(用户开启热水龙头),水流传感器监测到有水流信号则反馈给主板,电三通动作,切换成小循环,水路流经板式换热器,风机与水泵动作,风压开关正常导通,然后开始放电点火,燃气比例阀开始开阀调节供气,正常就着火,火焰反馈针监测是否火焰持续正常,正常的话则根据设定温度保持燃烧,自来水通过板式换热器实现低温水被高温水加热,流至所需用热水龙头点,源源不断。

PS:板换机洗浴状态时,水泵一直不停地工作。

普通冷凝炉原理图


普通冷凝炉包括低氮冷凝炉都是属于板换机,所以其整体工作原理与板换机类似,所以就只讲差异。冷凝炉多了个冷凝换热器,水路盘旋在冷凝腔内吸收高温烟气的热量,原本烟气是直接排掉了,现在却被额外用上了,所以这也是为什么冷凝炉的热效率比普通炉高10个点的原因。此外,由于高温烟气会形成冷凝水,故多了一个冷凝水的排除通道。

上图的原理图是低氮冷凝炉的,它用的是一个水冷燃烧器,通过降低燃烧器的温度从而降低氮氧化物的排放指标,这是由于前几年煤改气项目北京、天津区域地方要求所催生出来的产品。然后燃烧器本应流失的少量热量被利用上了,从而进一步提高了热效率。

全预混冷凝炉原理图


全预混壁挂炉可以代表行业内最高端的产品了,热效率最高,高达106%,主要是由于其燃烧方式的超越性,按照燃烧所需要的氧气,完全匹配好。燃烧的烟气也同样被回收与利用。其它工作原理与普通冷凝炉类似。

全预混壁挂炉在欧洲市场相对普遍,但在国内率较低,究其原因,一是由于国内的使用条件相对较差,比如水质和气源品质,水的问题可以通过加装软水器、净化器解决,但天然气纯度的问题解决相对较难,另外全预混壁挂炉的本身技术也还不是很成熟,大量核心配件需要依赖进口。

好了,壁挂炉工作原理就先聊到这里了,希望给大家带来一些参考,可以加深印象,有任何问题欢迎在留言处提出,大家一同探讨提升。