家用采暖壁挂锅炉的创意设计-综合新能源论文(1)

0 前言 随着人们生活水平的提高及环保要求的日益严格，家用壁挂炉的使用变得越来越普及。由于壁挂炉体积小，热效率高，安装方便，因此受到人们的普遍欢迎。

进口壁挂炉大都采用大气式燃烧器，其结构大同小异，如图1所示： 由图1不难看出，进口壁挂锅炉的结构非常复杂。主机内部设有循环泵，闭式膨胀水箱、热交换器、补水装置、安全卸压阀、压力表、自动排气阀和引风机等装置，相当于一个功能齐全的小型锅炉房。

其自动控制系统部件包括电动三通ข阀、比例燃气调节控制阀、极限恒温器和NTC感温探头（采暖、热水温度检测及控制）、卫生水流量开关、自动旁通阀ผ、采暖水压开关、风压开关、低压探测管、极限恒温器、自动旁通阀等装置，用来实现循环泵过热、缺相保护、电系统过压保护、采暖系统膨胀水箱缓冲保护、采暖系统水流检测、防止干烧、采暖系统过压安全保护、防冻保护、防过热保护、低水流自动旁通保护等功能。如此复杂的结构设计不仅使壁挂炉的价格居高不下，同时也导致故障点增多，运行维护十分不便。

目前，中国燃气壁挂炉主要适合于在集中供热延伸不到的地方灵活快捷为地为人们提供热能，洗浴并不是其主要目的，而进口壁挂炉的高昂价格也非一般用户所能承受。因此，研制低价格、高可靠、免维护、高效率的家用锅炉已经成为市场发展的必然趋势。

1 家用采暖壁挂锅炉的创意设计 1.1 结构设计 目前，进口家用壁挂炉都以强制循环的直流式翅片管作为受热面，冷水流经水管的瞬间即被加热，属于1种闭式系统，靠膨胀水箱来定压。这种换热方式虽然结构紧凑，但是必须在系统中安装循环泵，而且要求循环泵与燃烧器联锁控制。

一旦循环泵出现故障，燃烧器必须立刻熄火。否则翅片管内的循环水会汽化，从而导致换热管烧毁。

另外，由于翅片管的内径较小，外侧又与高温火焰接触，很容易造成水管结垢或堵塞而影响使用。同时还必须注意到，因为翅片管烟气流动阻力较大，所以必须安装引风机来保证燃烧的顺利进行。

壁挂炉的这种结构导致了其具有价格昂贵，故障点多，维护工作量大等缺点。为了在不影响热效率的前提下大幅度降低价格，同时提高运行的可靠性，尽量做到免维护，本文综合了容积式和直流式翅片管热水器的优点，提出了水套翅片式家用采暖壁挂锅。

它一方面具有容积式热水器对水质要求低、不怕干烧、烟气流动阻力低的特点；另一方面，又拥有翅片管热水器传热性能好、热效率高的优点，实际上是2者结合的产物。其具体结构见图2 ： 此锅炉由3个彼此相连的水套组成，内外水套之间用翅片焊接相连。

烟从翅片之间曲折流过完成整个换热过程。系统回水进入水套后依靠自然循环被加热，属于容积式加热♋方式，无需安装水泵，不会发生干烧现象，☿使用安全可靠。

另外，与翅片管相比，水套间连接翅片的烟气流动面积相对较大，烟气流动阻力低，无需加装引风机。依靠烟囱自然通风的抽力就可以将室外空气引入炉内燃烧，从而实现平衡式通风，满足国家对热水器排放的严格规定。

不但☮节省了成本和电力消耗，而且降低了故障率。 1.2 翅片结构设计 水套之间的翅片在锅炉中充当扩展受热面，又称2次传热面，在传热的同时还在两相邻水套间起加强作用。

其强化传热机理主要是提供比一次受热面大得