先進(jìn)的燃?xì)夤娘L(fēng)機(jī)技術(shù)可以為壁掛爐制造商提高鍋爐性能，可靠性和成本節(jié)約。不斷增加的能源成本和消費(fèi)者的需求，改善熱舒適的趨勢(shì)帶動(dòng)了燃?xì)饫淠奖趻鞝t的發(fā)展。然而，由于其復(fù)雜性和高初始設(shè)備成本，壁掛爐設(shè)備制造商面臨的一個(gè)有限的客戶基礎(chǔ)，除非我們能夠面對(duì)挑戰(zhàn)，制造一個(gè)較小的，低成本的系統(tǒng)，以提供給更多的消費(fèi)者。則更小，更安靜，更可靠的預(yù)混氣體鼓風(fēng)機(jī)是實(shí)現(xiàn)這一降低生產(chǎn)成本目標(biāo)的關(guān)鍵組成部分。這種新的可調(diào)速燃?xì)夤娘L(fēng)機(jī)，所調(diào)整、供應(yīng)的風(fēng)量性能將替代目前使用在壁掛爐額定功率高達(dá)102000BTU/小時(shí)(30千瓦)的較大風(fēng)機(jī)，且不犧牲效率。它是專為高自動(dòng)化組裝設(shè)計(jì)，但同時(shí)提供靈活的安裝、為客戶特制的進(jìn)風(fēng)和出風(fēng)口法蘭，電機(jī)軸對(duì)稱式設(shè)計(jì)的電源輸入，和可選的電源電壓輸入分別為24伏直流電，115伏交流或230伏交流電。還減少了10%的渦殼體積，葉輪動(dòng)態(tài)平衡設(shè)計(jì)使葉輪內(nèi)部間隙更加緊湊以此降低噪音，并且將30%電子元件集成到一個(gè)IC電路模塊提高可靠性。1BTU(英制能量單位)=1055焦耳新一代的預(yù)混燃?xì)夤娘L(fēng)機(jī)將為壁掛爐制造提高性能，可靠性和成本的節(jié)約，以此將更實(shí)惠高效的制熱系統(tǒng)服務(wù)于所有消費(fèi)者。

1、基準(zhǔn)在住宅采暖市場(chǎng)，消費(fèi)者的需求往往推動(dòng)新產(chǎn)品的開發(fā)，目前而言高效率冷凝式壁掛爐輸入率102000btu/h(30千瓦)是在許多房屋和公寓所流行的鍋爐制熱量。預(yù)混燃?xì)夤娘L(fēng)機(jī)用于這些系統(tǒng)的基礎(chǔ)是一個(gè)電子換相電機(jī)(直流)驅(qū)動(dòng)直徑為5.1英尺(130mm)后向離心葉輪。這徑向氣體鼓風(fēng)機(jī)(見圖1)的目的是，在一個(gè)高系統(tǒng)阻力的情況下，包括文丘里管，燃燒器，熱交換器等等，提供可控的靜壓，以此控制空氣和燃?xì)馀浔群蟮倪M(jìn)氣量。然而，由于能源成本的提高，使最終用戶需要更小，更安靜，低成本的壁掛爐，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)部分取決于新一代的燃?xì)夤娘L(fēng)機(jī)。

2、開發(fā)目標(biāo)本文介紹的是，歷時(shí)2年的開展結(jié)果，一個(gè)更小，更安靜，更可靠的預(yù)混燃?xì)夤娘L(fēng)機(jī)降低了生產(chǎn)成本，還滿足了燃燒的要求，1102000BTU/小時(shí)(30千瓦)，且不犧牲效率，及不增加噪音或葉輪速度。達(dá)到這個(gè)水平的產(chǎn)品性能需要?jiǎng)?chuàng)新設(shè)計(jì)，高可靠性，標(biāo)準(zhǔn)化，和一個(gè)更小的安裝尺寸。這些目標(biāo)的取得降低了成本，源于新葉輪、渦殼設(shè)計(jì)和裝配自動(dòng)化。燃燒空氣要求量化一個(gè)新型葉輪和渦殼，首先需要定義工作點(diǎn)，即，流量與靜壓，針對(duì)冷凝壁掛爐的額定為30千瓦。一般準(zhǔn)則為，燃燒空氣需要的空氣和天然氣(甲烷)混合物體積比為10份空氣和1份天然氣。這也被稱為化學(xué)計(jì)量或空氣理論，這是確切的所需空氣量提供所需的氧氣以達(dá)到完全燃燒。在實(shí)踐中，完全燃燒也可能取決于額外所需空氣量，稱為過量空氣。過量空氣的范圍可以從5%到50%，這取決于燃料，燃燒器系統(tǒng)和空氣、燃?xì)饣旌戏绞饺欢?5%的過量空氣通常是最佳的。一般的關(guān)系為，理論計(jì)算甲烷和丙烷燃燒所需空氣是基于燃?xì)夂涂諝獾捏w積比：甲烷燃燒需要天然氣、空氣比值9.53比丙烷燃燒需要天然氣、空氣比值23.82比1。以下方程是計(jì)算理論燃燒所需空氣的燃?xì)?，i為燃?xì)庵懈鞣N氣體百分比k是空氣-燃?xì)獾暮愣ū?如甲烷是9.53和丙烷是23.82)：例如：針對(duì)壁掛爐的燃燒腔尺寸，計(jì)算風(fēng)機(jī)所需提供的理論和過量空氣量。假設(shè)：工作點(diǎn)過量空氣為25%，壁掛爐制熱量為102,000Btu/h(30kW)，燃?xì)鉃?00%甲烷，燃?xì)鉄嶂禐?,000Btu/cf(約9.89kWH/m3)。cf為立方英尺

步驟1：確定燃?xì)獾牧髁?，立方英尺每分鐘，即燃?xì)饪諝獗戎?:9.53中的1份燃?xì)獾牧俊?/p>

步驟2：確定所需理論空氣的流量，立方英尺每分鐘。這是9.53份的空氣。

步驟3：確定過量空氣流量，立方英尺每分鐘。

步驟4：理論空氣與過?？諝饬肯嗉印５扔谌紵杩諝獾目偭?。

步驟5：如果將燃?xì)馀c空氣混合，由風(fēng)機(jī)預(yù)混后輸入，以下即風(fēng)機(jī)應(yīng)輸入的氣體總量。

下一步驟是，確定在氣體流量為22立方英尺(10.6升/秒)情況下，所需的靜壓值。(這往往是更具挑戰(zhàn)性的計(jì)算，也同時(shí)取決于經(jīng)驗(yàn)。)鍋爐是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，因?yàn)閮?nèi)部所連接的氣流腔體會(huì)由一輔助風(fēng)機(jī)帶動(dòng)的變風(fēng)量工況。氣流在經(jīng)過氣流腔時(shí)的壓力降往往需要被測(cè)量和監(jiān)控。數(shù)據(jù)將描繪在鍋爐系統(tǒng)內(nèi)的系統(tǒng)阻抗曲線。工作點(diǎn)被定義為系統(tǒng)阻抗曲線和風(fēng)量風(fēng)壓曲線之間的交匯區(qū)域。

基于針對(duì)冷凝壁掛爐102000Btu/h(30kW)的采樣，這就確定靜壓值為1,100Pa(4.4英尺水柱)，即，提供混合氣體流量所需在22立方英尺(10.6升/秒)時(shí)對(duì)應(yīng)的靜壓值。電機(jī)和電子驅(qū)動(dòng)最好的電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電路提供了一個(gè)新型壁掛爐開發(fā)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。第三代直流無刷電機(jī)(見圖2)被明確的定義為：減少總的高度降低結(jié)構(gòu)噪聲，通過改進(jìn)渦輪的動(dòng)態(tài)平衡工藝減少零部件數(shù)量，提高可靠性和自動(dòng)化裝配為滿足電機(jī)軸承一體化單元設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所在的PCB也相應(yīng)地被設(shè)計(jì)以便于安裝在電機(jī)上。這也是電機(jī)的電源輸入接口可以根據(jù)客戶的需求120度選擇適合的位置，即，提供了三個(gè)可選的位置(見圖2)。該設(shè)計(jì)也便于自動(dòng)化生產(chǎn)。該電路設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的可靠性，將某一IC芯片替代了以前30%的電子元器件。該IC芯片集成了多種功能，包括電壓調(diào)解，過電流保護(hù)，過電壓保護(hù)，過熱保護(hù)，和脈沖寬度調(diào)制的信號(hào)調(diào)理。為了保障安全元件的溫度，徑向葉輪被放置于電路板中心位置，可對(duì)所在360度范圍的區(qū)域提供最佳的冷卻(見圖2)。動(dòng)平衡供熱設(shè)備越來越多地安裝在生活空間內(nèi)，這就是為什么低噪音在壁掛爐運(yùn)行過程中是至關(guān)重要的。如果一個(gè)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)由兩個(gè)葉輪控制動(dòng)平衡，則可以系統(tǒng)不平衡等級(jí)。因此，動(dòng)態(tài)平衡主葉輪和冷卻電子驅(qū)動(dòng)的冷卻葉輪是實(shí)現(xiàn)降低系統(tǒng)結(jié)構(gòu)降噪的手段(見圖2)。

葉輪新葉輪設(shè)計(jì)目的在于降低風(fēng)機(jī)總體積，還提供同樣的性能而不增加速度或噪音水平。設(shè)計(jì)過程中還涵蓋了降低成本和自動(dòng)化裝配的考慮。結(jié)果是一個(gè)塑料單件注塑成型后葉輪尺寸為118毫米8毫米。單件設(shè)計(jì)較老產(chǎn)品相比減少直徑約9%，減少原先50%的零部件和取消了裝配編程的步驟。渦殼葉輪直徑的減小同時(shí)也促使渦殼減少了約10%的體積。專用的CFD程序?qū)崿F(xiàn)了3D優(yōu)化分析，這也解決了渦殼內(nèi)部的優(yōu)化設(shè)計(jì)，避免了氣體流量在渦殼內(nèi)的損失。為了便于客戶個(gè)性化安裝，進(jìn)/出口法蘭被整合到渦殼同一半安裝部件。液體密封工藝同時(shí)也被應(yīng)用于渦殼密封以保障其密閉性。三、結(jié)論風(fēng)機(jī)的開發(fā)，主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)一個(gè)更小，更安靜，更可靠，成本較低的燃?xì)忸A(yù)混鼓風(fēng)機(jī)，2年的開發(fā)成功，在同一性能的前提下，將之前較大的風(fēng)機(jī)所替代(參見圖3)。創(chuàng)意設(shè)計(jì)和超前的工程能力是新一代的風(fēng)機(jī)產(chǎn)品必不可缺的要素。也同時(shí)為將來高效的冷凝式壁掛爐燃?xì)忸A(yù)混風(fēng)機(jī)提供了選型的基準(zhǔn)。