本文更深入的介紹了利用倒置燃燒方式，二次冷凝技術(shù)在冷凝式燃?xì)獗趻鞝t上的應(yīng)用，同時(shí)例舉出橢圓型單管二次冷凝器、回程型多管二次冷凝器和同翅片雙管型二次冷凝器設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行了分析對(duì)燃燒器也進(jìn)行了有效的改進(jìn)，使得設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)更趨合理，降低了制造成本，相信此設(shè)計(jì)能給同行業(yè)帶來(lái)新的理念和新的思路。

關(guān)鍵字：橢圓型單管回程型多管同翅片雙管二次冷凝換熱器倒置燃燒均風(fēng)罩過(guò)熱保護(hù)器套管換熱器板式換熱器

0引言今年，我國(guó)《冷凝式燃?xì)馀捎脿t》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已編著完成并進(jìn)行了宣貫，同時(shí)從政府層面也陸續(xù)出臺(tái)了相關(guān)的政策，來(lái)鼓勵(lì)和推廣高效、節(jié)能、綠色環(huán)保的產(chǎn)品，熱效率達(dá)到96%以上的燃?xì)獗趻鞝t被國(guó)家列為財(cái)政補(bǔ)貼產(chǎn)品，這極大的加快了冷凝式燃?xì)獗趻鞝t的發(fā)展步伐，也增加了消費(fèi)者的信心其實(shí)在歐洲冷凝式燃?xì)獗趻鞝t已經(jīng)有幾十年的生產(chǎn)歷史，技術(shù)比較成熟，很多國(guó)家，如英國(guó)和荷蘭基本上都普及了凝式燃?xì)獗趻鞝t，而我國(guó)還處在發(fā)展的初級(jí)階段，由此可見，冷凝式燃?xì)獗趻鞝t是擺在燃?xì)獗趻鞝t行業(yè)中一項(xiàng)迫在眉睫，任重而道遠(yuǎn)的工作從國(guó)外冷凝式燃?xì)獗趻鞝t發(fā)展歷程，可分為二個(gè)階段，即：二次冷凝大氣式燃燒階段和全預(yù)混燃燒階段，本文將重點(diǎn)介紹大氣式燃燒、二次冷凝式燃?xì)獗趻鞝t。

1橢圓型單管二次冷凝燃?xì)獗趻鞝t普通燃?xì)獗趻鞝t常采用大氣式燃燒方式，其排出的煙氣溫度過(guò)高，大都在160℃～200℃之間，很多熱量沒有被充分利用而白白浪費(fèi)，采用二次冷凝方式，能有效的提高潛熱的利用，有明顯的節(jié)能效果，在設(shè)計(jì)實(shí)踐中證明，采用大氣式燃?xì)夥绞?，合理選擇二次冷凝器的換熱面積，熱效率能達(dá)到103%以上，高于國(guó)家規(guī)定的一級(jí)能效96%的標(biāo)準(zhǔn)。

1.1橢圓型單管二次冷凝壁掛爐結(jié)構(gòu)橢圓型單管二次冷凝式燃?xì)獗趻鞝t是在普通燃?xì)獗趻鞝t的基礎(chǔ)上優(yōu)化設(shè)計(jì)而成，將燃燒器設(shè)計(jì)在殼體的上端，中端為燃燒室和熱交換器，風(fēng)機(jī)放置在熱交換器的下端，改變了正向燃燒的方式，非常方便的實(shí)現(xiàn)倒置燃燒，利用橢圓型單管二次冷凝器進(jìn)行冷凝換熱，實(shí)現(xiàn)冷凝段熱量回收，相對(duì)于全預(yù)混燃燒方式，降低了制造成本，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。附圖1為橢圓型單管二次冷凝燃?xì)獗趻鞝t結(jié)構(gòu)示意圖：

1.2橢圓型單管二次冷凝式燃?xì)獗趻鞝t工作原理在制作二次冷凝器時(shí)，有兩個(gè)重要方面需要注意：一是二次冷凝器的體積要小，因?yàn)槿細(xì)獗趻鞝t內(nèi)部空間較小，部件較多，若要達(dá)到100%以上的熱效率，采用正向燃燒方式是比較困難的，而采用倒置燃燒方式，在整個(gè)燃?xì)獗趻鞝t的后部有很大的空間可以利用，我們采用長(zhǎng)550mm，寬180mm，高100mm的外殼來(lái)作為二次冷凝器，這個(gè)空間尺寸是正向燃燒結(jié)構(gòu)所不具備的，同時(shí)采用倒置燃燒方式具備有四個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

1、倒置燃燒有利于火焰的均勻分布，高溫?zé)煔饽軌蚓鶆虻膹臒峤粨Q器的翅片中流過(guò)，有明顯的提高熱效率作用

2、采用倒置燃燒，火排在在殼體的上端，進(jìn)入空氣在殼體內(nèi)的流動(dòng)路徑減少，空氣經(jīng)過(guò)部件不規(guī)則表面的噪音也會(huì)減少

3、采用倒置燃燒，火焰和氣流都是向下方，在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生產(chǎn)雜質(zhì)會(huì)和氣流一起流走，不會(huì)阻塞熱交換器翅片

4、采用倒置燃燒，風(fēng)機(jī)將高溫?zé)煔獯等攵卫淠鬟M(jìn)行熱交換時(shí)，其煙氣進(jìn)入二次冷凝后的流向是朝上方，增加了抽力，能夠有效的降低一氧化碳的含量。二是二次冷凝器材料的選擇，為了滿足冷凝式燃?xì)獗趻鞝t防腐性能的要求，304和316不銹鋼波紋管是優(yōu)先的選擇，長(zhǎng)度的選擇決定熱效率的大小我們采用304不銹鋼波紋管，直徑18mm，在24kW的燃?xì)獗趻鞝t，選用8米長(zhǎng)度，熱效率可達(dá)到103%左右。

1.3橢圓型單管二次冷凝器制作用厚度為1.5mm，寬度為8mm的不銹鋼條，制作成長(zhǎng)寬高40mm橢圓型籠狀支架,將冷凝管纏繞在籠狀支架上,再將已制作好的冷凝器放入二次冷凝器中供暖回水經(jīng)水泵從進(jìn)水口流入，經(jīng)冷凝管從出水口流出，再在熱交換器中加熱當(dāng)高溫?zé)煔鈴倪M(jìn)煙口進(jìn)入，從出煙口流出時(shí)，流經(jīng)冷凝管中的水就會(huì)被高溫?zé)煔饧訜帷８綀D2為橢圓型單管二次冷凝器結(jié)構(gòu)示意圖:

1.4檢驗(yàn)報(bào)告主要技術(shù)參數(shù)(本檢驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)摘自國(guó)家級(jí)檢驗(yàn)中心)產(chǎn)品名稱：冷凝式燃?xì)獠膳療崴疇t產(chǎn)品型號(hào)：L1P24-N檢驗(yàn)時(shí)間：2012年3月9日檢驗(yàn)測(cè)依據(jù)：GB25034-2010《燃?xì)獠膳療崴疇t》及工廠技術(shù)要求燃?xì)夥N類：天然氣(12T)采暖額定熱輸入(kW)：24環(huán)境溫度(℃)：19.0-20.0燃?xì)鉁囟?℃)：17.2大氣壓力(KPa)：100.6燃?xì)獾蜔嶂?MJ/㎡)：34.02華白數(shù)(MJ/㎡)：50.72燃燒勢(shì)Cp：40.3一氧化碳含量(CO=1)：0.06%二次壓(Pa)：1300回水溫度(℃)：50出水溫(℃)：80額定負(fù)荷下熱水模式熱效率(%)：97.5工廠技術(shù)要求：回水溫度(℃)：30出水溫(℃)：50冷凝熱輸出(kW)：24.50冷凝熱效率(%)：103.2部分負(fù)荷時(shí)的有效熱效率(%)：100.3從檢驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出冷凝熱效率已達(dá)到103.2%，這個(gè)結(jié)果是非常令人滿意的，但是在一氧化碳含量項(xiàng)下顯示的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，雖然符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，但含量稍高，為了降低一氧化碳含量，我們?cè)谌紵鞯亩芜M(jìn)風(fēng)口處增加了均風(fēng)罩，在均風(fēng)罩上安裝了過(guò)熱保護(hù)器，通過(guò)調(diào)整均風(fēng)罩上的二次進(jìn)風(fēng)孔的孔徑大小，來(lái)均衡一次進(jìn)風(fēng)量和二次進(jìn)風(fēng)量的比例，以達(dá)到更佳的燃燒效果，降低一氧化碳的含量安置過(guò)熱保護(hù)器能夠有效的避免火焰不正常燃燒。附圖3為燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖:

1.5檢驗(yàn)報(bào)告主要技術(shù)參數(shù)(本檢驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)摘自佛山史麥斯衛(wèi)廚有限公司檢驗(yàn)中心)檢驗(yàn)時(shí)間：2012年10月5日檢驗(yàn)測(cè)依據(jù)：GB25034-2010《燃?xì)獠膳療崴疇t》及工廠技術(shù)要求燃?xì)夥N類：天然氣(12T)采暖額定熱輸入(kW)：24環(huán)境溫度(℃)：27燃?xì)鉁囟?℃)：26.8一氧化碳含量(CO=1)：0.019二次壓(Pa)：1300采暖狀態(tài)：回水溫度(℃)：31.2出水溫(℃)：56.1采暖冷凝熱輸出(kW)：24.29采暖冷凝熱效率(%)：102.33很顯然，一氧化碳含量(CO=1)只有0.019，有了很明顯的改善。

1.6回程型多管二次冷凝器單管二次冷凝器中設(shè)置有7～8米長(zhǎng)的不銹鋼波紋管，這樣勢(shì)必會(huì)增大內(nèi)循環(huán)阻力，降低供暖回路的水流量，為此我們采用并聯(lián)的方式，用四根直徑8mm不銹鋼波紋管，六個(gè)回程排列，每個(gè)回程長(zhǎng)度為2.5～3.0米進(jìn)行試驗(yàn)，內(nèi)循環(huán)阻力大大降低，供暖水流量得到有效提高，有效解決水流量減小的問(wèn)題。附圖4為回程型多管二次冷凝器結(jié)構(gòu)示意圖:2套管式二次冷凝燃?xì)獗趻鞝t普通套管式燃?xì)獗趻鞝t具有結(jié)構(gòu)，維護(hù)方便，價(jià)格低廉而深受消費(fèi)者的喜愛，而套管式二次冷凝燃?xì)獗趻鞝t最大的技術(shù)瓶頸在于二次冷凝器的制造，它的結(jié)構(gòu)完全決定于整體的重要性能，在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，我們?nèi)匀徊捎玫怪媒Y(jié)構(gòu)，大氣式燃?xì)夥绞剑x擇合金鋁為二次冷凝器的換熱翅片，在一根換熱翅片上分別穿插兩根種換熱管，即衛(wèi)浴水冷凝管和供暖水冷凝管，熱效率能達(dá)到102%以上，高于國(guó)家規(guī)定的一級(jí)能效96%的標(biāo)準(zhǔn)。附圖5為套管式二次冷凝燃?xì)獗趻鞝t結(jié)構(gòu)示意圖:

2.1二次冷凝式燃?xì)獗趻鞝t工作原理在殼體的上部安置燃燒器和燃燒室套管換熱器、煙罩和風(fēng)機(jī)安置在殼體的下端，通過(guò)進(jìn)煙口與二次冷凝器聯(lián)接供暖水口進(jìn)端與水泵聯(lián)接，與二次冷凝器的供暖冷凝管相通，出端與套管換熱器相通衛(wèi)浴水口進(jìn)端聯(lián)接冷水進(jìn)管，同時(shí)與二次冷凝器的衛(wèi)浴冷凝管相聯(lián)，出端與套管換熱器相通二次換熱器上端為出煙管，底部為冷凝水出口。

2.2換熱翅片雙管型二次冷凝器在設(shè)計(jì)中，將供暖水冷凝管和衛(wèi)浴水冷凝管穿插在同一片換熱翅片上，用隔風(fēng)板將二次冷凝器內(nèi)腔分隔幾個(gè)空間，供暖水從回水口流入，從供暖水口流出衛(wèi)浴水從冷水進(jìn)口流入，從衛(wèi)浴水口流出當(dāng)高溫?zé)煔鈴倪M(jìn)煙管進(jìn)入，從出煙管流出時(shí)，受到隔風(fēng)板的阻隔，風(fēng)路會(huì)形成S形穿過(guò)換熱翅片(箭頭方向)，在水流經(jīng)供暖水冷凝管或衛(wèi)浴水冷凝管時(shí)，水就會(huì)被高溫?zé)煔饧訜?，由于兩條換熱管穿插在同一片換熱翅片上，管內(nèi)水的溫度會(huì)通過(guò)換熱翅片相互傳遞，保持兩種冷凝管中的水溫平衡。附圖6為換熱翅片雙管型二次冷凝器結(jié)構(gòu)示意圖：

2.3換熱翅片雙管型二次冷凝器制作換熱翅片采用厚度為1mm的合金鋁板，有兩組冷凝管均勻穿插在換熱翅片中，衛(wèi)浴水冷凝管直徑為12mm，長(zhǎng)度為1.8～2米，四個(gè)回程供暖水冷凝管直徑為18mm，長(zhǎng)度為1.8～2米，四個(gè)回程采用較厚的合金鋁板的目的就是能夠得到較大的熱容，有利于供暖水冷凝管與衛(wèi)浴水冷凝管之間的熱量傳導(dǎo)，這樣不論是使用采暖模式或衛(wèi)浴模式，兩根冷凝管中的水溫都能在相同的溫度下工作。

2.4檢驗(yàn)報(bào)告主要技術(shù)參數(shù)(本檢驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)摘自佛山史麥斯衛(wèi)廚有限公司檢驗(yàn)中心)檢驗(yàn)時(shí)間：2012年10月5日檢驗(yàn)測(cè)依據(jù)：GB25034-2010《燃?xì)獠膳療崴疇t》及工廠技術(shù)要求燃?xì)夥N類：天然氣(12T)采暖額定熱輸入(kW)：24一氧化碳含量(CO=1)：0.010氧含量(%)：11.1二次壓(Pa)：1300環(huán)境溫度(℃)：27燃?xì)鉁囟?℃)：26.8采暖狀態(tài)：回水溫度(℃)：32.3出水溫(℃)：56采暖冷凝熱輸出(kW)：24.39采暖冷凝熱效率(%)：102.77衛(wèi)浴狀態(tài)：進(jìn)水溫度(℃)：25.8出水溫(℃)：54.17衛(wèi)浴冷凝熱輸出(kW)：24.39衛(wèi)浴冷凝熱效率(%)：99.493

結(jié)束語(yǔ)從上述的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，利用倒置結(jié)構(gòu)，大氣式燃燒，二次冷凝技術(shù)利用在燃?xì)獗趻鞝t上具備非常多的優(yōu)點(diǎn)，熱效率達(dá)到100%以上是比較容易做到的，這項(xiàng)技術(shù)是具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，與普通燃?xì)獗趻鞝t相比，其最大的意義在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠、制造成本低，非常適合中國(guó)家庭的消費(fèi)水平和需求我公司從2011開始已在國(guó)內(nèi)進(jìn)行了銷售，同年已批量出口到伊朗等國(guó)家，表現(xiàn)出非常好的發(fā)展前景。