燃气采暖热水炉的技术发展趋势_最好的壁挂炉

       近年来政府不断加强对环境的保护，对污染物排放的要求日益严格，因此对燃气采暖热水炉的能源消耗和烟气排放等环保指标提出了更高要求。

       在欧美发达国家，燃气采暖热水炉的设计普遍采用全预混燃烧技术，而目前国内的燃气采暖热水炉大多采用部分预混燃烧的方式设计。

       随着燃气采暖热水炉的技术发展，能降低氮氧化物排放的低氮燃烧器；能提高热效率的冷凝式换热、全预混燃烧等技术也开始规模化的应用在了燃气采暖热水炉上……

低氮燃烧 

       燃烧器是燃气采暖热水炉中的重要部件，它关系到燃气是否稳定着火燃烧和燃烧后污染物的形成，因此，要抑制NOx的生成量就需要对燃烧器进行研究。低氮氧化物燃烧器，是指燃料燃烧过程中产生较低NOx的燃烧器，采用低NOx燃烧器能够有效降低燃烧过程中的氮氧化物排放。

       燃气燃烧所产生烟气中的氮与氧化物主要为NO和NO2，一般通称为氮氧化物NOx。在对燃气采暖热水炉的烟气分析表明，燃烧装置排放的氮氧化物主要为NO，约占90%~95%，而NO2仅占5%~10%。

       一般燃气燃烧所生成的NO主要来自两个方面：空气中的氮，在燃烧时的高温下氧化成NO；燃气中所含氮化物在燃烧过程中热分解再氧化。在燃气燃烧过程中，前者是NO的主要来源，后者含量极少可忽略不计（燃气中的氮化物极少）。NO的生成速度受燃烧温度的影响最大，燃烧温度越高生成的NO也越多，研究表明，在燃气采暖热水炉上，一些有效又简便的低氮燃烧方法是：完全预混燃烧；浓淡燃烧；在火焰中布置冷体。

冷凝式换热燃烧

       大量实验数据表明，我国燃气采暖热水炉上使用的普通换热器，供暖热效率已经达到90%左右，达到了我国能效标准GB20665-2015中的2级能效标准要求。

       传统采暖热水炉排放的烟气一般具有相当高的温度（100℃~200℃），烟气中水蒸气仍处于过热蒸汽状态，没有凝结成为液态水而放出汽化潜热。为了进一步提高能源使用效率，燃气具行业内开始研究在普通换热器的基础上附加一个冷凝式换热器，目的就是利用该装置来吸收采暖炉烟气中的显热和水蒸汽凝结所释放的潜热，以达到提高采暖炉热效率的目的。

       冷凝式采暖炉能够回收的水蒸气凝结热的多少与燃料的种类（化学成分）和冷媒介质的温度高低有关。对燃气采暖热水炉来说，因为气体燃料的高位发热量与低位发热量相差最大，所以热效率提高得最多。为了防止换热器冷凝液腐蚀，换热器一般采用不锈钢和硅铝材质来制造。

       目前最典型的是应用于冷凝式采暖炉的硅铝材质的冷凝式换热器，其结构是将低温进水管置于高温烟气中，利用大量铜质翅片换热，尽可能吸收高温烟气中的汽化潜热，从而提高进水温度，进而提高采暖炉的热效率。在实验室测试使用该冷凝式换热器的采暖热水炉，该采暖炉的烟气排放温度为60℃~70℃，烟气中水蒸气的部分汽化潜热得到了较好利用。上表的试验结果同时表明其热水、供暖热效率达到了GB20665规定的1级能效，高于使用普通换热器的2级能效。

全预混燃烧

       全预混式燃烧是一种高效、节能、环保的燃烧方式，通过降低燃烧中的一次空气系数a1（理论上1.05≤a1≤1.1），燃烧时的理论温度可达1800℃以上，国外的全预混燃烧技术在燃气采暖热水炉上的运用已经非常广泛，其技术原理如下：

       转速可调风机（变频风机）能控制燃烧空气的吸入量，从而控制采暖炉系统的功率变化，采用全预混燃烧器的燃气采暖热水炉，其热负荷大小由风机转速决定。风机转速提高，风量增加，通过恒比例燃气/空气混合装置，进入燃烧器的燃气也成比例增加，从而提高燃烧器的热负荷。要降低燃烧器的热负荷，其过程则与上述相反。因此，全预混燃气采暖热水炉一般使用可无级调速的无刷直流电机。风机电机为燃烧器提供空气，并在控制器集成调速系统，实现燃气采暖热水炉热负荷的连续可调。无刷直流电机使用低压直流电源（一般12V~48V）供电。目前新型的控制器一般集成了整流电路部分，可将交流电压（如AC 220V）直接转换为风机所需的直流电压。

       燃气比例阀根据风机提供的空气量的变化调整输入燃气量的变化，使空燃比在整个采暖炉功率调节范围内恒定，不需要额外的二次燃烧空气补充，保证稳定燃烧状态。

       系统需要混合器来协助空气与燃气的充分混合，混合器的方式有很多种，最普遍的是文丘里结构。

       全预混燃烧过程：首先转速可调（变频）的风机启动，在与其连接的混合腔中产生一定的负压，一部分空气在负压作用下进入混合腔内；同时，燃气比例阀得到来自混合腔内的风压反馈信号，将燃气比例阀内的开关阀打开，并且根据风压信号调整燃气阀的开度，相应体积的燃气从燃气阀进入混合腔中与空气进行混合，在风机的作用下进一步混合达到充分预混的状态，随后进入燃烧器的表面，由点火器发出的火花引燃，开始燃烧过程。

       全预混燃烧技术再加上冷凝式换热，优化燃烧并吸收了烟气中的显热和水蒸汽凝结所释放的潜热，达到了非常好的节能效果。是一种高效节能环保的燃烧方式。

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