本文簡(jiǎn)要介紹了大熱負(fù)荷調(diào)節(jié)比全預(yù)混冷凝壁掛爐系統(tǒng)的構(gòu)建原理以及應(yīng)用特點(diǎn)，討論了其中關(guān)鍵部件的基本原則和運(yùn)行模式。此機(jī)型主要利用調(diào)節(jié)燃空混合物(燃?xì)饪諝饣旌蠚?的出氣口開(kāi)度，改變對(duì)應(yīng)該預(yù)混器所能適用的最大功率和最小功率，能使熱負(fù)荷調(diào)節(jié)比得到更大，對(duì)用戶的使用更加便利和舒適。

關(guān)鍵詞：全預(yù)混分段式預(yù)混器冷凝式壁掛爐功率調(diào)節(jié)比分段燃燒

0引言隨著生活水平的不斷提高，人們對(duì)壁掛爐的要求也不斷的提高，據(jù)市場(chǎng)上的信息了解，需要具有大范圍熱負(fù)荷調(diào)節(jié)比的冷凝式燃?xì)獗趻鞝t來(lái)滿足市場(chǎng)需求，然而大范圍熱負(fù)荷調(diào)節(jié)能提供更舒適的恒溫生活熱水及家庭供暖需求，能更好的適應(yīng)用戶的用水需求。目前市場(chǎng)上大熱負(fù)荷調(diào)節(jié)比的燃?xì)鉄崴骷氨趻鞝t都是常規(guī)大氣式燃燒機(jī)型，且多半是采用分段燃燒來(lái)實(shí)現(xiàn)大熱負(fù)荷調(diào)節(jié)比。分段燃燒是把參與燃燒的火排分成N部分，通過(guò)調(diào)節(jié)燃?xì)獗壤y及參與燃燒的火排數(shù)量來(lái)決定輸入熱負(fù)荷大小。其主要意義是為了冬夏用水需求不同而對(duì)輸入功率需求有所區(qū)別，冬天水冷須全負(fù)荷燃燒，才能滿足用戶的用水需求，但是夏天水溫較高，就只需要一半的火排燃燒就可以滿足了(如分成了2段燃燒，夏天就只有一段火排參與燃燒)，所以在燃?xì)獗壤y最小熱負(fù)荷輸入狀態(tài)下只有一半燃燒器參與燃燒，就能得到更小的熱負(fù)荷輸入。在全球資源緊張缺乏時(shí)代及氣候變暖問(wèn)題已成為人類生存和發(fā)展新的挑戰(zhàn)，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，倡導(dǎo)低碳生活是形勢(shì)所趨。然而冷凝式燃?xì)獗趻鞝t在節(jié)能、環(huán)保上具有重要的意義，在發(fā)展壁掛爐行業(yè)當(dāng)中，冷凝式燃?xì)獗趻鞝t是發(fā)展的方向，而最終會(huì)代替普通壁掛爐。目前冷凝式燃?xì)獗趻鞝t最大的熱負(fù)荷調(diào)節(jié)比也只有4:1(最大輸入熱負(fù)荷與最小輸入熱負(fù)荷之比)，為此開(kāi)發(fā)一款大熱負(fù)荷調(diào)節(jié)比的冷凝式壁掛爐來(lái)滿足市場(chǎng)上的需求，并更能體現(xiàn)節(jié)能和環(huán)保意識(shí)是非常必要的。所以本文通過(guò)引用普通燃?xì)鉄崴鞯姆侄稳紵砟?，將其?yīng)用在冷凝式燃?xì)獗趻鞝t機(jī)型上，實(shí)現(xiàn)大熱負(fù)荷調(diào)節(jié)比進(jìn)行了探討。

1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理要設(shè)計(jì)大熱負(fù)荷調(diào)節(jié)比的全預(yù)混冷凝式機(jī)型，首先要滿足在額定熱負(fù)荷要求的前提下盡量降低最小熱負(fù)荷的輸入，得到最大的熱負(fù)荷調(diào)節(jié)比是機(jī)型設(shè)計(jì)的基本原則。本機(jī)型設(shè)計(jì)是采用前預(yù)混冷凝式壁掛爐系統(tǒng)作為整機(jī)基礎(chǔ)，加入分段式預(yù)混器。對(duì)分段式預(yù)混器燃空混合物出氣口的開(kāi)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，得到對(duì)應(yīng)該預(yù)混器所能適用的最大輸入功率和最小輸入功率，所以采用分段式預(yù)混器進(jìn)行燃空混合物出氣口的調(diào)節(jié)，是獲得更大熱負(fù)荷調(diào)節(jié)比的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件。分段式預(yù)混器是通過(guò)在預(yù)混器出氣口處安裝一個(gè)電磁開(kāi)關(guān)閥體，通過(guò)改變電磁閥的開(kāi)啟與閉合狀態(tài)，產(chǎn)生預(yù)混器出氣口的最大開(kāi)度和最小開(kāi)度，從而起到對(duì)燃空混合物進(jìn)行限流作用。

圖1、圖2是分段式預(yù)混器在開(kāi)啟狀態(tài)與關(guān)閉狀態(tài)時(shí)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。由圖1所示可以知道，當(dāng)電磁閥沒(méi)有電源接通時(shí)，處于關(guān)閉狀態(tài)，內(nèi)置彈簧由于拉力的作用，閥體膜片被彈簧向上拉起，而此時(shí)預(yù)混器的燃空混合物出氣口處于最大狀態(tài)，燃空混合物也就處于最大流量。由圖2所示可以知道，當(dāng)電磁閥有電源接通時(shí)，處于開(kāi)啟狀態(tài)，電磁閥產(chǎn)生的推力克服內(nèi)置彈簧的拉力作用，閥體膜片被電磁閥向下頂起，而此時(shí)預(yù)混器的燃空混合物出氣口處于最小狀態(tài)，燃空混合物也就處于最小流量。為了燃空混合物在燃燒過(guò)程中處于最佳狀態(tài)，可以通過(guò)預(yù)混器上的調(diào)節(jié)螺絲配合燃?xì)獗壤y來(lái)調(diào)節(jié)燃?xì)獾牧髁?，達(dá)到最好的混合比例。圖3為燃?xì)獗壤y與分段式預(yù)混器組合結(jié)構(gòu)原理圖。

如圖3所示，前預(yù)混系統(tǒng)所使用的分段式預(yù)混器安裝在風(fēng)機(jī)進(jìn)口，則分段式預(yù)混器的前壓Pa1為大氣壓。因此，無(wú)需空氣取壓管，閥上的取壓口位置直通大氣即可。Pa2為分段式預(yù)混器出口壓力，即風(fēng)機(jī)進(jìn)口壓力。當(dāng)需要提高燃燒負(fù)荷時(shí)，首先提高風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使風(fēng)量增加，此時(shí)分段式預(yù)混器出口壓力Pa2減少，經(jīng)分段式預(yù)混器及燃?xì)廨斔凸艿?，使調(diào)節(jié)閥膜片上側(cè)的壓力Pg也減少，調(diào)節(jié)閥被開(kāi)大，燃?xì)饬髁吭黾?，則熱負(fù)荷輸入增加。當(dāng)需要降低燃燒負(fù)荷時(shí)，調(diào)節(jié)過(guò)程則相反。所以風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速減少時(shí)，使風(fēng)量減少，此時(shí)分段式預(yù)混器出口壓力Pa2增加，經(jīng)分段式預(yù)混器及燃?xì)廨斔凸艿?，使調(diào)節(jié)閥膜片上側(cè)的壓力Pg也增加，調(diào)節(jié)閥被關(guān)小，燃?xì)饬髁繙p少，則熱負(fù)荷輸入減少。同理可得，風(fēng)機(jī)在某一轉(zhuǎn)速，當(dāng)分段式預(yù)混器的電磁閥處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，預(yù)混器開(kāi)口開(kāi)度處于最大，風(fēng)量大，預(yù)混器出口壓力Pa2小，使調(diào)節(jié)閥膜片上側(cè)的壓力Pg也變小，調(diào)節(jié)閥被開(kāi)大，燃?xì)饬髁看?，則熱負(fù)荷輸入大。當(dāng)分段式預(yù)混器的電磁閥處于開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，預(yù)混器開(kāi)口開(kāi)度處于最小，風(fēng)量小，預(yù)混器出口壓力Pa2大，使調(diào)節(jié)閥膜片上側(cè)的壓力Pg也變大，調(diào)節(jié)閥被關(guān)小，燃?xì)饬髁啃。瑒t熱負(fù)荷輸入小。然而此款分段式預(yù)混器在配合前預(yù)混冷凝式壁掛爐整機(jī)運(yùn)行時(shí)，通過(guò)對(duì)預(yù)混器燃空混合物出氣口開(kāi)度的調(diào)節(jié)和對(duì)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，得到了壁掛爐設(shè)備在預(yù)混器混合物出氣口最大開(kāi)度和最小開(kāi)度時(shí)對(duì)應(yīng)的功率及煙氣分析數(shù)據(jù)，如表1、表2所示，功率變化曲線如圖4、圖5所示。由數(shù)據(jù)表1、表2、圖4、圖5可知，壁掛爐設(shè)備在預(yù)混器混合物出氣口最大開(kāi)度時(shí)對(duì)應(yīng)的最大功率為32kW(對(duì)應(yīng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速4800r)，最小功率為6.04kW(對(duì)應(yīng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速1200r)，而在預(yù)混器混合物出氣口最小開(kāi)度時(shí)所對(duì)應(yīng)的最大功率為12.8kW(對(duì)應(yīng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速6000r)，最小功率為2.69kW(對(duì)應(yīng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速1200r)。由此可得在預(yù)混器混合物出氣口最大開(kāi)度時(shí)，壁掛爐設(shè)備可以達(dá)到的熱負(fù)荷調(diào)節(jié)比是5:1，在預(yù)混器混合物出氣口最小開(kāi)度時(shí)，壁掛爐設(shè)備達(dá)到的熱負(fù)荷調(diào)節(jié)比也是5:1。所以對(duì)整機(jī)可能達(dá)到的最大熱負(fù)荷和最小熱負(fù)荷而言，分段式預(yù)混器能把32kW前預(yù)混冷凝式壁掛爐的熱負(fù)荷調(diào)節(jié)比達(dá)到10:1以上。

2整機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行模式預(yù)混器混合物出氣口處于最大開(kāi)度是設(shè)備默認(rèn)狀態(tài)，所以當(dāng)設(shè)備啟動(dòng)后，在冬季或夏季模式時(shí)，PCB主控板都不接通電磁閥電源，預(yù)混器混合物出氣口處于最大開(kāi)度，壁掛爐按照程序的控制正常運(yùn)行，在此狀態(tài)下其功率的變化范圍在32kW～6kW。當(dāng)用戶對(duì)負(fù)荷需求不斷減小時(shí)，把供暖溫度或浴水溫度設(shè)置較低，PCB主控板一直會(huì)對(duì)設(shè)置溫度和實(shí)際溫度作出對(duì)比，而此時(shí)6kW(1200r)的負(fù)荷熱輸入仍然過(guò)大，所需溫度未能達(dá)到用戶的設(shè)置溫度(實(shí)際溫度大于設(shè)置溫度)，PCB主控板就會(huì)接通電磁閥電源，使電磁閥處于開(kāi)啟狀態(tài)，預(yù)混器混合物出氣口開(kāi)度由最大切換成最小，同時(shí)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)根據(jù)設(shè)置的溫度由1200r(2.69kW)逐漸增加，輸入熱負(fù)荷也就隨之增加，使壁掛爐達(dá)到設(shè)置溫度所對(duì)應(yīng)的熱負(fù)荷。

同理當(dāng)壁掛爐處于預(yù)混器混合物出氣口最小開(kāi)度狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，而用戶對(duì)負(fù)荷需求卻不斷增加時(shí)，把供暖溫度或浴水溫度設(shè)置較高，PCB主控板一直對(duì)設(shè)置溫度和實(shí)際溫度作出對(duì)比，而此時(shí)預(yù)混器混合物出氣口最小開(kāi)度所對(duì)應(yīng)的最大輸入負(fù)荷12.8kW(6000r)的負(fù)荷熱輸入過(guò)小，所需溫度未能達(dá)到用戶的設(shè)置溫度(實(shí)際溫度小于設(shè)置溫度)，PCB主控板就會(huì)斷開(kāi)電磁閥電源，使電磁閥處于關(guān)閉狀態(tài)，預(yù)混器混合物出氣口開(kāi)度由最小切換成最大，同時(shí)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)根據(jù)設(shè)置的溫度由4800r(32kW)逐漸減小或不變(不變是因?yàn)?2kW都未能滿足功率輸入)，使壁掛爐達(dá)到設(shè)置溫度所對(duì)應(yīng)的負(fù)荷。由以上所述可得到以下功率、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速在運(yùn)行中的變化曲線，如圖6所示。

3結(jié)束語(yǔ)本論文對(duì)分段式預(yù)混器從原理及結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了介紹，并在整機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)用和控制作出了簡(jiǎn)要分析，所以在預(yù)混器出氣口處安裝一個(gè)電磁開(kāi)關(guān)閥體，通過(guò)改變電磁閥的開(kāi)啟與閉合狀態(tài)，改變預(yù)混器出氣口的最大開(kāi)度和最小開(kāi)度，對(duì)設(shè)備的最大負(fù)荷和最小負(fù)荷進(jìn)行控制，得到更大的熱負(fù)荷調(diào)節(jié)比是可行的，由此更能滿足用戶對(duì)用水的需求指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保。本文對(duì)分段式預(yù)混器在前預(yù)混冷凝式壁掛爐的應(yīng)用只是初步的探索與分析，要得到更好的效果和穩(wěn)定性，還需要進(jìn)行進(jìn)一步的深入分析和實(shí)驗(yàn)。