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冷凝鍋爐(也稱冷凝式熱水器)簡介

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發表時間:2019-06-18 14:58

什么是冷凝鍋爐?

冷凝鍋爐; 也稱為冷凝式熱水器,雖然在本文中被稱為鍋爐,但它是一種比傳統型設備更有效的鍋爐。與傳統鍋爐相比,通過從煙道氣中提取更多能量并使用該能量來預熱流入鍋爐的返回水,實現了額外的效率。要了解這個過程是如何工作的,我們必須考慮一些基本的化學反應。

當燃氣燃燒時,它與氧氣結合產生二氧化碳和水以及一些其他副產品。例如,甲烷氣體(天然氣)。


CH 4 + 2O 2 →CO 2 + 2H 2 O +ΔE

其中ΔE是燃燒中釋放的能量。ΔE的大小取決于二氧化碳和水的最終狀態。它們越冷,剩余的能量就越多。對于水來說,這一點尤其重要,因為如果水是蒸氣,那么它比液體時攜帶的能量要多得多。

因此,如果在離開鍋爐時,煙氣是冷的并且水是液體,那么我們可以使用的能量ΔE將會更大。在冷凝鍋爐中,水在鍋爐內冷凝,從而可以提取更多的能量; 在傳統的鍋爐中,水作為蒸汽逸出,能量損失。

降低工作溫度。

為了能夠冷凝來自煙道氣的水蒸氣,冷凝鍋爐應使用比傳統鍋爐更低的進水溫度運行。這是因為冷凝過程發生在54℃左右。

然而,即使在80/60的傳統非冷凝溫度下運行,由于冷凝鍋爐中的優良熱交換器和燃燒器控制,冷凝鍋爐的效率通常比非冷凝鍋爐提高4-5%。

傳統的鍋爐通常具有約60℃的最小進水溫度,出口溫度為80℃,并且在任何情況下都不具有熱交換元件以實現額外的熱回收。實際上,如果在傳統鍋爐中確實發生冷凝,那將是一件壞事 - 因為冷凝物確實包含會腐蝕鍋爐內部并最終導致其失效的酸性副產品。冷凝鍋爐具有額外的熱交換元件,并且由合適的材料制成以承受腐蝕性冷凝物。

冷凝鍋爐的效率如何?

鍋爐的效率通過能量輸出與能量輸入的比率來測量。更復雜的是,測量氣體能量含量有兩種慣例:

  • 總熱值:這是燃燒中釋放的能量,假設煙道中的水是液體

  • 凈熱值:這是燃燒中釋放的能量,假設煙道中的水是蒸汽。

在考慮冷凝設備時使用的正確數字始終是總熱值,即較大的值。然而,傳統鍋爐的一些促銷文獻將使用凈熱值,因為這使得它們的傳統鍋爐看起來更有效。

使用總熱值,傳統鍋爐在滿負荷時通常效率約為80-83%。相比之下,使用相同基礎的冷凝鍋爐在滿負荷時效率約為95%。

使用凈熱值,這些數字都增加了大約10%,因此冷凝鍋爐的表觀效率為103% - 因為它從凈熱值識別的煙氣中提取更多的熱量。

因此,冷凝鍋爐的直接好處是效率提高至少10-15%。但它實際上要好得多,如下圖
所示。

thermal-efficiency-comparison-1.png

上圖說明了冷凝式熱水器相對于傳統熱水器所帶來的卓越的財務和環境效益。

ReturnWaterTemp_chart.png

上圖顯示了當回水溫度低于54攝氏度時實現的效率提高。實際上,這意味著回水溫度越低,鍋爐效率越高。

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