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冷凝锅炉(也称冷凝式热水器)简介

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发表时间:2019-06-18 14:58

什么是冷凝锅炉?

冷凝锅炉; 也称为冷凝式热水器,虽然在本文中被称为锅炉,但它是一种比传统型设备更有效的锅炉。与传统锅炉相比,通过从烟道气中提取更多能量并使用该能量来预热流入锅炉的返回水,实现了额外的效率。要了解这个过程是如何工作的,我们必须考虑一些基本的化学反应。

当燃气燃烧时,它与氧气结合产生二氧化碳和水以及一些其他副产品。例如,甲烷气体(天然气)。


CH 4 + 2O 2 →CO 2 + 2H 2 O +ΔE

其中ΔE是燃烧中释放的能量。ΔE的大小取决于二氧化碳和水的最终状态。它们越冷,剩余的能量就越多。对于水来说,这一点尤其重要,因为如果水是蒸气,那么它比液体时携带的能量要多得多。

因此,如果在离开锅炉时,烟气是冷的并且水是液体,那么我们可以使用的能量ΔE将会更大。在冷凝锅炉中,水在锅炉内冷凝,从而可以提取更多的能量; 在传统的锅炉中,水作为蒸汽逸出,能量损失。

降低工作温度。

为了能够冷凝来自烟道气的水蒸气,冷凝锅炉应使用比传统锅炉更低的进水温度运行。这是因为冷凝过程发生在54℃左右。

然而,即使在80/60的传统非冷凝温度下运行,由于冷凝锅炉中的优良热交换器和燃烧器控制,冷凝锅炉的效率通常比非冷凝锅炉提高4-5%。

传统的锅炉通常具有约60℃的最小进水温度,出口温度为80℃,并且在任何情况下都不具有热交换元件以实现额外的热回收。实际上,如果在传统锅炉中确实发生冷凝,那将是一件坏事 - 因为冷凝物确实包含会腐蚀锅炉内部并最终导致其失效的酸性副产品。冷凝锅炉具有额外的热交换元件,并且由合适的材料制成以承受腐蚀性冷凝物。

冷凝锅炉的效率如何?

锅炉的效率通过能量输出与能量输入的比率来测量。更复杂的是,测量气体能量含量有两种惯例:

  • 总热值:这是燃烧中释放的能量,假设烟道中的水是液体

  • 净热值:这是燃烧中释放的能量,假设烟道中的水是蒸汽。

在考虑冷凝设备时使用的正确数字始终是总热值,即较大的值。然而,传统锅炉的一些促销文献将使用净热值,因为这使得它们的传统锅炉看起来更有效。

使用总热值,传统锅炉在满负荷时通常效率约为80-83%。相比之下,使用相同基础的冷凝锅炉在满负荷时效率约为95%。

使用净热值,这些数字都增加了大约10%,因此冷凝锅炉的表观效率为103% - 因为它从净热值识别的烟气中提取更多的热量。

因此,冷凝锅炉的直接好处是效率提高至少10-15%。但它实际上要好得多,如下图
所示。

thermal-efficiency-comparison-1.png

上图说明了冷凝式热水器相对于传统热水器所带来的卓越的财务和环境效益。

ReturnWaterTemp_chart.png

上图显示了当回水温度低于54摄氏度时实现的效率提高。实际上,这意味着回水温度越低,锅炉效率越高。

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