導(dǎo)讀：自2015年3月15日北京出臺(tái)規(guī)定，要求從2015年5月1日起，將能效標(biāo)識(shí)為二級(jí)的燃?xì)獗趻鞝t列入禁止使用的設(shè)備。但一級(jí)能效要求效率達(dá)到94%以上，這樣一來(lái)市場(chǎng)上主流的常規(guī)壁掛爐基本很難達(dá)到要求，從而使得冷凝壁掛爐幾乎成為北京市場(chǎng)的唯一選擇。同樣，從2015年1月1日開始，歐盟地區(qū)二級(jí)能效的燃?xì)獗趻鞝t不再被允許銷售，所有分戶供暖家庭將全部更新為更節(jié)能、環(huán)保的一級(jí)能效的冷凝式燃?xì)獗趻鞝t。
那么為什么北京及歐盟會(huì)強(qiáng)制推行價(jià)格更加高昂的冷凝壁掛爐，而淘汰“物美價(jià)廉”的常規(guī)壁掛爐呢？這兩種鍋爐有什么不同，如何更好地發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)？本文分兩期為您一一道來(lái)。
◎什么是常規(guī)壁掛爐？
其實(shí)并沒有一種產(chǎn)品叫常規(guī)壁掛爐，所謂的常規(guī)壁掛爐就是傳統(tǒng)的壁掛爐，我們國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)叫法為燃?xì)獗趻焓娇焖俨膳療崴鳎皇菫榱伺c后來(lái)出現(xiàn)的冷凝而生生造出了一個(gè)說(shuō)法——常規(guī)壁掛爐。
圖1常規(guī)壁掛爐工作原理示意圖
作為一種歷史悠久的采暖設(shè)備，壁掛爐的出現(xiàn)最早可以追溯到1961年，由威能發(fā)明，而同時(shí)具備采暖和生活熱水功能的壁掛爐產(chǎn)品，則是1967年由威能發(fā)明，并沿用至今。
常規(guī)壁掛爐工作原理示意圖如圖1所示。具體的工作原理，簡(jiǎn)單來(lái)講就是——燃?xì)馔ㄟ^比例閥的調(diào)節(jié)進(jìn)入燃燒室，同時(shí)，外部的空氣通過平衡式煙道也進(jìn)入了燃燒室，在點(diǎn)火電極作用下燃?xì)馊紵?，產(chǎn)生1500℃的高溫火焰和輻射熱量，通過上部的換熱器加熱水，這些熱水作為采暖和生活熱水之用。
而經(jīng)過換熱器之后的熱空氣，還有190℃左右的溫度，在平衡式煙道排煙的過程中，與管道外部的冷空氣進(jìn)行換熱，其部分熱量被冷空氣吸收，提高了進(jìn)水燃燒室的空氣溫度，最終大概會(huì)有140℃左右的煙氣排到外面。
從上面的描述可以看出，常規(guī)壁掛爐就是一種非常正常的燃燒設(shè)備，同時(shí)提供采暖和生活熱水的功能，具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
圖2 常規(guī)壁掛爐結(jié)構(gòu)圖
★ 因?yàn)槌Ｒ?guī)壁掛爐有一部分熱量是被高溫?zé)煔鈳ё叩?，并不能完全被熱水吸收，通常燃?xì)庑誓軌蜻_(dá)到88%～92%。
★ 這種燃?xì)庠诳諝庵腥紵姆绞浇写髿馐饺紵?，燃燒器的特點(diǎn)決定了常規(guī)壁掛爐調(diào)節(jié)熱功率的范圍大概在30%～100%，用戶分戶采暖時(shí)，當(dāng)末端采暖面積小的時(shí)候功率過大，系統(tǒng)工作不節(jié)能，而在夏天洗浴時(shí)也可能導(dǎo)致水溫過高或者不穩(wěn)定。
★ 燃燒后的高溫排氣中，有大量化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的水蒸氣，這些水蒸氣一旦冷卻到大氣中的露點(diǎn)溫度之下（一般在55℃左右），會(huì)凝結(jié)在換熱器表面，產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象，會(huì)腐蝕換熱器，這些凝結(jié)水如果滴落在燃燒器上，也會(huì)導(dǎo)致燃燒器的腐蝕和損壞，為保證不出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，供回水溫度不可過低。
★ 由于燃燒室、燃燒器、風(fēng)機(jī)等配件的特點(diǎn)，傳統(tǒng)壁掛爐的設(shè)計(jì)壽命一般是15年，實(shí)際使用根據(jù)水質(zhì)及具體使用情況，一般在8～10年左右。
★ 天然氣燃燒后的煙氣中，含有大量的氮氧化物，據(jù)了解，一般情況下這類燃燒廢氣中有害物氮氧化物含量為150mg/kWh～200mg/kWh、一氧化碳含量為120mg/kWh～200mg/kWh，這些污染物會(huì)對(duì)大氣造成不利的影響。
如何才能解決上述問題呢？用傳統(tǒng)的方式已經(jīng)無(wú)法解決，而正是為了解決上述問題，2000年左右出現(xiàn)了冷凝壁掛爐。
◎什么是冷凝壁掛爐？
冷凝壁掛爐能夠?qū)⑴艧煖囟冉档偷铰饵c(diǎn)溫度之下，一方面要求換熱器吸熱能力強(qiáng)，能夠?qū)⑺疁亟档礁?，另一方面要確保冷凝水不能損壞換熱器或者燃燒器，因此冷凝爐的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)與普通壁掛爐有很大的差異。
從下面圖3的冷凝壁掛爐結(jié)構(gòu)圖可以看出，其使用的換熱器和燃燒器，與常規(guī)壁掛爐有很大不同。冷凝壁掛爐的燃燒室是一個(gè)密封的結(jié)構(gòu)，燃燒器處于中間位置，這樣一來(lái)，產(chǎn)生的冷凝水從下面流出，不會(huì)造成燃燒器的損壞。此外，為了提高燃燒效率，圖3所展示的冷凝爐所采用的“全預(yù)混燃燒”技術(shù)，就是在燃燒之前將燃?xì)夂托枰目諝饣旌虾?，而不是讓燃?xì)庠谌紵龝r(shí)與空氣混合，這樣在燃燒的時(shí)候會(huì)實(shí)現(xiàn)瞬間燃燒，表面只有藍(lán)色的、很短的火苗，幾乎看不到普通燃?xì)馊紵械狞S色火焰，且熱量更多以輻射熱的形式傳遞出去。
圖3 冷凝壁掛爐結(jié)構(gòu)圖
在冷凝壁掛爐中，高效的換熱結(jié)構(gòu)能夠?qū)煔饫鋮s到40℃后進(jìn)行排放，這樣煙氣中的水蒸氣也會(huì)成為凝結(jié)水，并釋放出汽化潛熱讓水帶走，排煙溫度低加上汽化潛熱的吸收使得冷凝壁掛爐效率可達(dá)到109%，幾乎比常規(guī)爐高20%。
◎?yàn)槭裁蠢淠趻鞝t效率可以高于100%？
按道理來(lái)說(shuō)，燃?xì)獗趻鞝t就算將燃燒的熱量全部利用起來(lái)也不過100%，怎么可能超出100%呢？
這個(gè)問題是對(duì)的，一個(gè)燃燒設(shè)備不可能產(chǎn)生多余的熱量，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因在于我們對(duì)燃燒效率的標(biāo)定方式。
大家都知道，燃?xì)獗趻鞝t效率的定義公式是：η=Q1/B×QDWy×100（%），即效率=鍋爐有效利用熱÷輸入鍋爐的熱量的百分?jǐn)?shù)。
式中，Q1表示鍋爐有效熱，B表示燃料的消耗量，QDWy表示燃料的應(yīng)用基低位發(fā)熱量，其中Q表示燃料的發(fā)熱量。
燃料發(fā)熱量有高位和低位之分，高位發(fā)熱量是指燃料完全燃燒釋放出的全部熱量，此熱量包括了燃料燃燒后所產(chǎn)生的水蒸氣所含有的熱量；燃料低位發(fā)熱量是高位發(fā)熱量扣除燃料中的水分汽化潛熱而得到
導(dǎo)致冷凝爐效率高于100%的原因?yàn)槲覀儤?biāo)定效率時(shí)是用天然氣的低位發(fā)熱值標(biāo)定的，以天然氣為例，其高位發(fā)熱值約為低位發(fā)熱值的111%，當(dāng)以高位發(fā)熱值做到效率接近100%的時(shí)候，低位發(fā)熱值最高理論效率約111%，這也是冷凝爐效率高于100%的原因。
下圖可以比較兩者產(chǎn)生效率差異的原因。
圖4 效率差異對(duì)比圖
◎冷凝爐的特點(diǎn)總結(jié)
★ 從上面的分析可以看出，燃燒效率高是冷凝爐的突出優(yōu)勢(shì)，一般能夠比普通壁掛爐高百分之十幾，也就是產(chǎn)生同樣的熱量可省氣省錢百分之十幾。
★ 氮氧化物排放低是冷凝爐能夠大行其道的主要原因。氮氧化物是天然氣在燃燒過程中，里面含氮元素的可燃?xì)怏w被氧化而成的，其的產(chǎn)生與燃燒的空氣過剩系數(shù)（對(duì)應(yīng)燃燒多余的氧氣）有關(guān)，也與煙氣高溫有關(guān)，因此降低氮氧化物含量首先要減少多余的空氣，即降低燃燒的空氣過剩系數(shù)。常規(guī)壁掛爐空氣過剩系數(shù)一般在1.5～1.8，而全預(yù)混的冷凝爐空氣過剩系數(shù)只有1.05～1.1，從而降低了氮氧化物的含量；另一方面全預(yù)混方式燃燒的高溫火焰極短，甚至沒有火焰，也減少了煙氣在火焰中停留的時(shí)間，進(jìn)一步降低了氮氧化物的產(chǎn)生；最后由于冷凝爐排煙的時(shí)候已經(jīng)將煙氣中的水蒸氣進(jìn)行冷凝回收了，在冷凝的同時(shí)煙氣中的氮氧化物會(huì)溶解在水中，隨著冷凝水排走而不是通過煙氣排放到大氣中。
★ 輸出功率調(diào)節(jié)范圍大。由于采用精確控制的全預(yù)混方式，因此全預(yù)混壁掛爐的輸出功率調(diào)節(jié)范圍可以做到10%～100%（不同廠家型號(hào)有所差異），比常規(guī)壁掛爐更適合低負(fù)荷運(yùn)行，這對(duì)提高系統(tǒng)低負(fù)荷穩(wěn)定性和夏季洗浴水溫的穩(wěn)定都有好處。
★ 冷凝爐更適合低溫水的地暖系統(tǒng)使用。由于要將煙氣溫度降低到55℃以下才能冷凝，因此冷凝爐要求回水溫度低于55℃，并且越低越好，同時(shí)低負(fù)荷的時(shí)候冷凝效果更好，因此低溫水供熱或者低負(fù)荷運(yùn)行都更適合冷凝爐的工況。
★ 冷凝爐需要對(duì)比例閥進(jìn)行調(diào)整。前面說(shuō)到冷凝爐的空氣過剩系數(shù)在1.05～1.1，這是一個(gè)非常精確的控制范圍，但是這個(gè)出廠預(yù)設(shè)的數(shù)值在實(shí)際使用時(shí)由于各地天然氣成分的不同，甚至大氣壓的不同都會(huì)導(dǎo)致燃燒工況的改變，如果燃燒不充分會(huì)造成積碳現(xiàn)象，嚴(yán)重影響到工作穩(wěn)定性和效率。
★ 冷凝爐對(duì)燃?xì)饧儍舳?、燃?xì)鈮毫?、水質(zhì)、水中空氣等因素比較敏感，因此后期維護(hù)工作要求比常規(guī)壁掛爐更高。
基于以上特點(diǎn)，冷凝爐在歐洲成為強(qiáng)制標(biāo)配，同時(shí)北京也為了提高空氣質(zhì)量而強(qiáng)制推行，但是從中國(guó)整體壁掛爐銷量來(lái)看，冷凝爐目前占比還是很少的，2018年總銷量只有二十多萬(wàn)臺(tái)，整體壁掛爐里面占比不到10%。
那么，是什么原因?qū)е铝死淠趻鞝t的推廣受到影響呢？
成本當(dāng)然是一個(gè)重要原因，冷凝爐作為一個(gè)歷史只有十來(lái)年的產(chǎn)品，還有有一定的技術(shù)門檻，不像常規(guī)壁掛爐那么成熟，同時(shí)技術(shù)要求更高，產(chǎn)品成本也更高，真正能夠比較全面掌握冷凝爐技術(shù)的廠家相對(duì)較少，市場(chǎng)價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有做到“爛”的地步，對(duì)于很多用戶來(lái)說(shuō)冷凝爐還是較為昂貴。
此外，歐洲大行其道的冷凝爐在中國(guó)也有“水土不服”的問題，含天然氣品質(zhì)不統(tǒng)一、雜質(zhì)相對(duì)較高、水質(zhì)不好、安裝施工不到位、調(diào)試麻煩、后期維護(hù)麻煩等原因，導(dǎo)致冷凝爐使用中故障率高于普通壁掛爐，廠家售后維護(hù)更加麻煩。
當(dāng)然中國(guó)人的創(chuàng)造力是無(wú)窮的，針對(duì)上述問題國(guó)內(nèi)有廠家研發(fā)了一種新的“大氣式冷凝爐”，這個(gè)產(chǎn)品的出現(xiàn)讓“真假冷凝爐”的口水仗打到今天，具體細(xì)節(jié)下回分解。
聯(lián)系客服
