在国内普通大气式燃烧壁挂炉市场保有量在500万台以上,其使用性能和可靠性已经得到市场和广大消费者的认可。由烟气回收型冷凝壁挂炉结构原理图可知:其燃烧系统与普通壁挂炉是一模一样的,其大气式燃烧器对气源热值、压力变化有很强的适应性,其空气系数控制得比较高(a=1.8左右),当燃气热值发生波动时燃烧器的一次与二次空气系数会自动匹配使燃烧始终处于正常燃烧状态。
3.2 寿命分析
(1) 材料及温度
全预混冷凝壁挂炉的寿命瓶颈仍然在冷凝热交换器,其材料主要有不锈钢和铝材,不锈钢的导热系数很低,在热流传递方向上的温度梯度值较大。全预混冷凝热交换器内表面多为光管、光滑表面,在材料的厚度方向上温度由上千度高温瞬间下降到100℃左右的温度,其热胀冷缩疲劳强度很大,对材料的寿命有一定影响。而承受大疲劳强度这一部分材料还要对水路侧起到密封作用,因此一旦发生疲劳、腐蚀就很容易漏水。铝材的导热系数较高,热不均匀性要好得多,但铝材本身的材料防腐性能又不如不锈钢,因此做冷凝热交换器其寿命还不如不锈钢寿命长。
烟气回收型冷凝壁挂炉燃烧为大气式燃烧,其燃烧温度要低于全预混燃烧,一次主热交换器的材料为无氧铜,其导热系数远远高于不锈钢和铝材,因此在热流传递方向上的温度梯度值要远低于全预混冷凝热交换器,因此其热胀冷缩疲劳强度相对较小。一次主热交换器为管翅片结构,其热流梯度最大的地方在翅片上,而翅片是不承担水路密封作用的。假设在极端条件下翅片损坏,其一次主热交换器也不会因漏水而无法使用。
然而无氧铜(即使在外层加了涂层)是不具有防腐性能的,因此国家标准明确规定普通壁挂炉的排烟温度不得低于110℃,保证了一次热交换处不会产生冷凝水。烟气回收型冷凝壁挂炉在一次排烟之前的燃烧换热系统与普通壁挂炉是相同的,因此其一次侧的排烟温度设定在130℃,这样就有效地保护了一次主热交换器的寿命。当130℃烟气进入不锈钢二级换热器时水蒸气开始冷凝,但其换热强度、温度、温度的不均匀性等已经远远低于全预混冷凝热交换器,因此其可靠性和寿命远远高于全预混冷凝热交换器。图3为全预混冷凝热交换器内部光滑圆管结构,图4为烟气回收型一次热交换器管翅片结构。