一、冷凝式壁挂炉热效率大于100%?能量守恒定律去哪了?
初中物理的能量守恒定律告诉我们能量只会从一种形式转化成另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而能量的总量保持不变。大家都知道一般发电装置、加热装置、发动机装置等的热效率都不会大于100%,那么冷凝式壁挂炉声称热效率能达到107%甚至110%,这与正常的热效率相悖,到底是怎么回事?
燃气壁挂锅炉效率的定义公式是:η=Q1/B*QDWy*100(%)。即,效率=锅炉有效利用热÷输入锅炉的热量的百分数。 式中,Q1表示锅炉有效热,B表示燃料的消耗量,QDWy表示燃料的应用基低位发热量,其中Q表示燃料的发热量。燃料的发热量也称作燃料的发热值,是燃料的特性指标,表明燃料品质的高低,也是锅炉燃烧工况以及热效率的分析和计算依据。燃料发热量有高位和低位之分。燃料高位发热量是指燃料完全燃烧释放出的全部热量,此热量包括了燃料燃烧后所产生的水蒸汽所含有的热量。燃料低位发热量是高位发热量扣除燃料中的水分汽化潜热而得到。气体燃料中的水分包括外部水分和内部水分两种。外部水分主要是在制气过程中附带的一些水分和输送过程中混杂在气体内的水分,在气体内这部分水所占的比例很少。内部水分主要是一部分相当于结晶水的结合水,在气体燃料中所占份额极少,甚至为零。除了这两部分水分外,气体燃料中的部分可燃分子在燃烧后会生成水分子,如城市煤气中的氢气、天然气中的甲烷等。燃烧后生成的水是气体燃料燃烧产物中水分的主要来源。 关于效率计算,我国和其他很多国家一样,是以低位发热量为计算依据。这种规定的出发点是让烟气中的水分以水蒸汽的状态存在,并随烟气排出,而不希望烟气中水蒸汽冷凝成水附着在锅炉尾部设备的表面。因为它极易和烟气中的氧气、硫等发生反应,进而对设备造成严重腐蚀。换句话说,国家在效率定义的规定中,就没有将燃料的高位发热值看做输入锅炉的热量,没有把烟气中水蒸汽冷凝后产生的热量回收考虑在内。 从物理意义上解释,如果用燃料的高位发热量作为效率计算公式中的分母,冷凝炉的效率就不会超过100%。现在用低位发热量作为效率计算公式中的分母后,由于冷凝炉的技术已经提高,不用担心冷凝水对尾部设备的腐蚀了,因而可以把原来不考虑回收的水蒸汽冷凝后所产生的热量也回收回来。这样一来,得到的热量就可能比原来预计的多,与用高位发热量作分母的效率计算方式相比,就超过了100%。但这并不是说冷凝锅炉在运行中热量生成多了,而是热量利用更加充分了。
不仅是壁挂炉,目前国内外所有用燃气的器具行业都采用的是低热值来表示,比如普通壁挂炉的热效率为90%,实际上它的高热值大约为80%左右,而热效率为107%的冷凝式壁挂炉,实际上的高热值大约在97%左右。这样就不难理解为什么冷凝式壁挂炉热效率会大于100%了。
二、冷凝式壁挂炉是最节能的壁挂炉?
冷凝式壁挂炉是不是最节能的壁挂炉,不能这样绝对的去说,只能说冷凝式壁挂炉是目前所有壁挂炉里最节能的壁挂炉,因其三个技术将其热量最大化利用。
1、冷凝技术
冷凝技术是冷凝式壁挂炉的核心技术,普通壁挂炉燃气燃烧后直接将燃烧后的烟气排出,这部分烟气的温度大概在150℃-200℃;而冷凝技术充分利用高温排放的烟气,对刚进的水进行预加热,冷凝后排放的烟气温度大概在30℃-50℃,预加热的水再进行二次加热,只需要少部分热量就能加热到所需要的温度。
2、全预混式燃烧技术
普通壁挂炉在燃气燃烧时直接对水加热,而冷凝式壁挂炉在燃气燃烧前,先将空气和燃气以一定比例混合后再进行燃烧,燃气利用系数高,使得燃烧更充分,燃烧热量高,不浪费燃气。
3、全封闭燃烧技术
普通壁挂炉的热交换器在火焰上方,通过热交换器将热量传递给水,而四周没有热交换器,因而会造成热量损失;冷凝式壁挂炉在设计时,考虑到炉体自身的设计会导致热量散失,所以冷凝式壁挂炉采用全封闭燃烧技术,在燃烧的火焰周围全是热交换器,能够有效降低热量散失。
所以,网上普遍的说法是正确的,冷凝炉的确比传统壁挂炉更具优势。