現(xiàn)在的燃氣采暖熱水爐市場主要有強排機和冷凝爐為主，一般強排機型的熱效率只有二級能效88%～92%而冷凝爐可以達到一級能效，熱效率可以達到94%～107%。冷凝爐高熱效率但是由于換熱器的局限，現(xiàn)只能進口，導致成品價格一直居高不下，所以在現(xiàn)有的強排機型的基礎(chǔ)上，提高熱效率，符合一級效能達到節(jié)能減排，是一個很值得研究的課題。

關(guān)鍵字：換熱二次換熱器冷凝

1煙氣回收現(xiàn)在根據(jù)GB20665-2006《燃氣熱水器能效等級》，現(xiàn)在的常規(guī)機型根據(jù)現(xiàn)在測試，一般采暖熱效率只能達到88%～92%之間。國內(nèi)一些大品牌及國外的一些進口機型，熱效率可以做到歐洲三星能效，最高也只能做到93%～94%之間。特別在衛(wèi)浴的熱效率按照能效等級要求，一級能效需要達到96%以上在常規(guī)機型的基礎(chǔ)上改善，很難滿足一級能效的要求?，F(xiàn)在出現(xiàn)了煙氣回收技術(shù)，通常一次排煙溫度有130℃～150℃，把這部分潛熱作為回水的預熱，便可有效的提高熱效率。以天然氣為例，天然氣主要成分為CH4。燃燒化學反應式為：在理想狀態(tài)下，式中n應等于O，即空燃比系數(shù)等于l，即每燃燒lm3的CH4?？梢缘玫?m3水蒸氣，同時釋放一定熱量△H。CH4的高熱值Hs=37.78MJ/m3，低熱值Hl=34.02MJ/m3，水蒸氣凝結(jié)放出潛熱37.78-34.02=3.76MJ/m3。汽化潛熱與低熱值的百分比：(3.76/34.02)100%=11%。也就是說，當該燃氣完全燃燒提供100kW的顯熱時，同時也提供了llkW的潛熱。所以不管是冷凝式燃氣燃氣采暖熱水爐還是冷凝換熱燃氣采暖熱水爐都是要將排煙溫度盡量降低，來提高熱效率，基于理論狀態(tài)以低熱值計算最高的熱效率可以達到111%。

2二次換熱的結(jié)構(gòu)現(xiàn)在對于煙氣回收進行二次換熱，有兩種形式，一種是內(nèi)置式(圖1)，一種是外置式(圖2)。

2.1內(nèi)置式冷凝換熱器燃氣采暖熱水爐一般采用內(nèi)置式冷凝換熱器的燃氣采暖熱水爐，燃氣采暖熱水爐需要的橫向面積比較大，而且一般情況下，由于體積的限制，換熱器的體積要求做得比較小，就會出現(xiàn)換熱器里面的流道小，從而會加大燃氣采暖熱水爐中的水阻，并且容易結(jié)垢堵塞。強排機型一般都是同軸煙道結(jié)構(gòu)，空氣進風口一般位置都在頂部，采用內(nèi)置式冷凝換熱器的燃氣采暖熱水爐，由于冷凝換熱器的位置通常都安置于排煙罩的上部，就會出現(xiàn)空氣往阻力小的方向流動，阻力大的方向空氣量不足，最終出現(xiàn)黃焰火及燃燒不充分、煙氣偏高等現(xiàn)象。通常出現(xiàn)此類型的情況，都會使用擾流板來解決空氣分配的問題，達到空氣分配均勻。采用內(nèi)置式二級換熱器的燃氣采暖熱水爐的優(yōu)點一體性強，結(jié)構(gòu)比較簡單。

2.2外置式冷凝換熱燃氣采暖熱水爐現(xiàn)在冷凝換熱的燃氣采暖熱水爐也有采用外置式的，把冷凝換熱器作為一個獨立的單元，把它外置與燃氣采暖熱水爐的外部，通過煙管把兩臺機器連接在一起，煙氣在冷凝換熱器中進行換熱后，通過同軸煙道排出外界。外置式的冷凝換熱器，可以不受原來的燃氣采暖熱水爐空間限制，而且外置的燃氣采暖熱水爐可塑空間很大。可以根據(jù)機型的功率不同，隨意調(diào)整冷凝換熱器的大小，經(jīng)過外置式冷凝換熱器換熱后，一般排煙溫度可以達到67℃，而且能效在采暖是可以達到95%，洗浴是可以達到97%，測試時效率最高時可以達到107%。

3冷凝換熱器材料分析

3.1冷凝式冷凝換熱器容易在凝露點以下溫度工作，工作時出現(xiàn)腐蝕穿孔或腐蝕產(chǎn)物對通道的堵塞,影響換熱效率和使用壽命還會堵塞后排煙不暢，導致整機風壓差報故障或煙氣超標等。冷凝水組份分析如下：SO42-120mg/LNO31-140mg/LCL1-56mg/LCO32-106mg/有資料表明，當水中含鹽酸根200mg/L，硫酸根100mg/L，或硝酸根100mg/L時，水便具有腐蝕性。

3.2通常情況下常用的冷凝換熱器的材料有用銅、不銹鋼、鋁三種不同的材料。金屬的熱傳導系數(shù)：熱傳導系數(shù)的定義為：每單位長度、每K，可以傳送多少W的能量，單位為W/mK。其中W指熱功率單位，m代表長度單位米，而K為絕對溫度單位。該數(shù)值越大說明導熱性能越好。以下是幾種常見金屬的熱傳導系數(shù)表：

3.3銅換熱器銅的導熱系數(shù)是401W/mK，采用銅的冷凝換熱器的優(yōu)點就是銅的導熱系數(shù)高，換熱器體積可以做的很小，所以燃氣采暖熱水爐的體積可以做的相對較小。缺點：長時間在低溫段工作，冷凝換熱器上很容易出現(xiàn)腐蝕，腐蝕物粘附在肋片表面上，阻塞煙道。藍綠色的腐蝕產(chǎn)物主要是硫酸銅，堵塞后出現(xiàn)排煙不暢，影響正常工作還有更嚴重的是換熱器被腐蝕，出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。

3.4不銹鋼盤管冷凝換熱器不銹鋼盤管的冷凝爐在歐洲已經(jīng)開始有相應的產(chǎn)品面世，冷凝換熱器采用不銹鋼盤管材料，具有很強的抗腐蝕性，有效避免冷凝水對換熱器的腐蝕，而且不銹鋼盤管加工容易，可以按照各種不同的技術(shù)要求，纏繞出不同的結(jié)構(gòu)，給設(shè)計人員留下很大的設(shè)計空間。缺點：不銹鋼盤管冷凝換熱器的盤管導熱系數(shù)15～18W/mK，導熱系數(shù)低，所以在等同的換熱效率的情況下，不銹鋼的換熱面積是銅的換熱面積的22倍。因此不銹鋼的冷凝換熱器體積會做的比較大，整機的外形尺寸也會跟隨變大。

3.5鋁制冷凝換熱器鋁的導熱系數(shù)是237W/mK，所以使用鋁制的冷凝換熱器的換熱面積只需要銅的換熱器的1.69倍，而且鋁制品氧化后表面形成一層保護膜，具有很強的抗腐蝕能力。缺點：鋁制品的缺點就是焊接困難，鋁制品要焊接在一起非常困難，一般通過壓制的方法連接，這種工藝不容易掌握，所以現(xiàn)在國內(nèi)還很缺乏鋁制品的換熱器。

4結(jié)束語隨著國家節(jié)能減排工作的推進，燃氣采暖熱水爐也進入了節(jié)能補貼的大名單，所以對于高效率符合國家補貼政策的燃氣采暖熱水爐將會得到高速的發(fā)展，在一體式冷凝爐價格較高的情況下，二級換熱的高效燃氣采暖熱水爐將會占據(jù)一定的市場份額。無論采暖內(nèi)置式或者外置式的二級換熱器都是未來一個很好的發(fā)展方向。