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全面圖解壁掛爐(工作原理、結構、部件、作用)

壁掛爐也即燃氣采暖熱水爐。是以水為熱傳媒,燃燒燃氣產(chǎn)生熱量,用于家庭采暖兼供生活熱水的裝置?刹捎蒙崞、地暖盤(pán)管和風(fēng)機盤(pán)管等作為散熱末端;生活熱水可采用儲水式或者直接采用快速式。常被稱(chēng)為壁掛爐、家用鍋爐、燃氣采暖爐、燃氣采暖熱水爐、壁掛式燃氣鍋爐等。



系統與結構

1、燃燒系統:負責燃氣安全穩定燃燒,釋放燃氣的化學(xué)能,空氣室、燃燒室、燃燒器、風(fēng)機、煙道、風(fēng)壓差管、風(fēng)壓差開(kāi)關(guān);

2、換熱系統:負責熱交換,提高水溫。包括氣-水、水-水熱交換、主換熱器、板式換熱器、采暖NTC、衛浴NTC、極限溫度開(kāi)關(guān);

3、水路動(dòng)力及安全系統:負責提供水流動(dòng)力,維護系統管道安全水泵、安全閥、膨脹水箱、水壓差開(kāi)關(guān)、旁通閥;

4、電控系統:負責協(xié)調各系統的工作,設置工作參數及顯示壁掛爐的工作狀態(tài)控制板、顯示板;

5、其它部件:水壓表、補水閥。



采暖模式工作

開(kāi)機前:檢測水壓開(kāi)關(guān)是否通(否E1),采暖傳感器、衛浴傳感器是否在正常范圍內(否E3、E4),極限溫度開(kāi)關(guān)是否通(否E7);

按開(kāi)機:檢測水流量感應器有沒(méi)有信號時(shí);沒(méi)有。

①水泵先運行30S,同時(shí)檢測風(fēng)壓開(kāi)關(guān)在連續幾秒內是斷開(kāi);(否則E6);

②風(fēng)機運行,檢測風(fēng)壓開(kāi)關(guān)在連續幾秒內是通(否則E6),檢火電極檢測有無(wú)信號(有E5);

③ 電極點(diǎn)火,燃氣閥打開(kāi)一半(中火)檢火電極檢測到有火時(shí)(每次點(diǎn)火8秒,連續三次失敗,顯E2),燃氣閥全部打開(kāi)(大火)使所有燃燒器著(zhù)火,然后燃氣閥關(guān)到最。ㄐ』穑,再根據取暖水溫小于設定溫度,則大火燒;到設定溫度,火焰慢慢變少,從火焰標志上看一格一格減少,盡量保持在設定溫度時(shí)燃燒;如降到最小火燃燒時(shí),采暖水溫不超過(guò)設定溫度5度,電腦板拔碼6在ON時(shí)過(guò)5分鐘熄火,拔碼6在OFF時(shí)不熄火,如降到最小火燃燒時(shí),采暖水溫還是大于設定溫度5度,爐熄火;關(guān)閉燃氣閥;

④ 風(fēng)機延遲30秒關(guān);

⑤ 拔碼6在ON時(shí)水泵延遲60秒關(guān),然后停7分鐘運行3分鐘;拔碼在OFF時(shí)水泵不停;

⑥拔碼2在ON時(shí)直至水溫低于設定溫度15度,拔碼2在OFF時(shí)直至水溫低于設定溫度8度,同時(shí)過(guò)3分鐘后,重新進(jìn)入啟動(dòng)程序。

⑦關(guān)機時(shí)關(guān)閉燃氣閥,風(fēng)機延長(cháng)30秒關(guān),水泵延長(cháng)60秒關(guān)。

生活熱水模式

在取暖時(shí)進(jìn)入生活用水:(冬天模式)

① 打開(kāi)水龍頭,水流量感應大于2.5L/min時(shí),顯示屏顯水龍頭,(爐不失火);

②套管機水泵停止工作;板換機水泵不停,三通閥切換生活用水。

③生活用水溫度小于設定溫度,則大火燒;到設定溫度火焰慢慢變少,從火焰標志上看一格一格減少,盡量保持在設定溫度時(shí)燃燒;如小火值偏大,無(wú)法保持在設定溫度時(shí),不管設定溫度是多少度,生活用水到68度才熄火。

④關(guān)閉水龍頭,顯示屏水龍頭消失,關(guān)閉燃氣閥;爐熄火10S。

⑤套管機水泵工作,板換機三通閥再切換取暖;

⑥再按取暖程序重新進(jìn)入啟動(dòng)。

燃燒系統

1.燃燒室

功能:引導燃氣、空氣進(jìn)入燃燒室充分混合燃燒。



燃燒器工作原理圖

燃氣從噴嘴高速?lài)姵龊,引射四周的靜止空氣進(jìn)入引射器,在引射器內燃氣和被引射進(jìn)入的一次空氣實(shí)現充分混合,并經(jīng)擴散減速后進(jìn)入燃燒器頭部,燃氣與空氣的混合氣從頭部火孔噴出被點(diǎn)燃。在燃燒過(guò)程中,燃燒器周?chē)目諝獠粩嘌a充進(jìn)來(lái),以保證燃氣充分燃燒。



2.煙道

功能:燃燒煙氣排放出壁掛爐,室外空氣進(jìn)入壁掛爐的通道。

小松鼠壁掛爐采用同軸煙道,內管是煙氣排放,外管是空氣進(jìn)入通道。

同軸煙道有兩個(gè)好處:壓力平衡、空氣預熱。






3、風(fēng)壓差測試管

功能:檢測壁掛爐煙道內的風(fēng)壓差。

包括一根文丘里管和一根壓力直管。

文丘里管和風(fēng)壓直管分別測得壓力進(jìn)行比較,可以知道煙道內的煙氣流動(dòng)情況。






4、風(fēng)壓差開(kāi)關(guān)

功能:向電控系統反饋煙道內的煙氣流動(dòng)狀況。

風(fēng)機沒(méi)有運行時(shí),煙道內沒(méi)有空氣流動(dòng),壓力直管和文丘里管的壓力相同,風(fēng)壓差開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。

風(fēng)機運行后,煙道內的空氣流動(dòng),文丘里管的壓力小于壓力直管的壓力,風(fēng)壓差開(kāi)關(guān)閉合。

全面圖解壁掛爐(工作原理、結構、部件、作用)



5、燃氣閥

功能:開(kāi)啟/關(guān)閉燃氣供應通道,調節燃氣流量。(中信燃氣閥是直流閥,其他的都是交流閥)






6、點(diǎn)火/火焰檢測電極

功能:(1)發(fā)出電火花點(diǎn)燃燃氣。(2)監測燃氣燃燒狀態(tài)。

在點(diǎn)火前,壁掛爐檢測一次殘火,如果通過(guò)電極感受到火焰信號,則報故障。

點(diǎn)火后,壁掛爐一直監控燃氣燃燒狀況,當感受不到火焰信號,則報故障。點(diǎn)火電極兩端電阻大約是1.2K。



換熱系統

1、主換熱器(一次換熱器)

功能:把燃氣燃燒產(chǎn)生的高溫煙氣的熱量傳遞給水,水溫度升高。



主熱交換器故障現象和判斷:主熱交換器漏水時(shí)表面會(huì )產(chǎn)生銅綠;大部分是堵塞,主要現象是進(jìn)出水溫差特別大,或幾分鐘有過(guò)熱保護顯E7。

2、板式換熱器(二次換熱器)

功能:把主換熱器出來(lái)的一次熱水的熱量傳給衛浴水,使衛浴水溫度升高。

(1)一面冷水,一面熱水;

(2)波紋面增加換熱面積,易于在低速狀態(tài)形成湍流,提高換熱效率。






3、采暖NTC和衛浴NTC

功能:檢測熱水的溫度。

NTC是負溫度系數熱敏電阻的簡(jiǎn)稱(chēng),其性質(zhì):溫度高,電阻低;溫度低,電阻高;25℃時(shí),NTC阻值是10K。



4、極限溫度開(kāi)關(guān)

功能:監測水的溫度。正常情況下,極限溫度開(kāi)關(guān)閉合。當水溫超過(guò)允許值時(shí),極限溫度斷開(kāi),電控系統由此知道一次熱水超溫。

極限溫度開(kāi)關(guān)放置在主換熱器出水口。板換機設置的溫度是102度,套管機設置的溫度是95度。



水路動(dòng)力及安全系統

1、循環(huán)泵

功能:提供水在管道水流的動(dòng)力。

工作電壓220V,有三個(gè)手動(dòng)調速檔,無(wú)自動(dòng)調速功能。

18/24kW的機型配5米揚程循環(huán)泵,28/32kW配6米揚程泵。






揚程:?jiǎn)挝恢亓恳后w經(jīng)過(guò)泵后所獲得的機械能,體現為管道中流體靜壓力的增加。單位為KPa、mbar、mH2O等。



1)系統特性關(guān)系式

△P=SQ2;

S—系統阻力,跟管材、管路長(cháng)度、管路設計(拐角、變徑、閥門(mén)等)有關(guān);

Q—系統流量。

2)管道流速限制

在采暖系統,水流噪音與水流速度成正向激勵關(guān)系,即水流速度越大,水流噪音越大。因此,在采暖系統的設計中,通常會(huì )限制水流速度以抑制水流噪音。






3)沿程損失(單位Pa/m)

(1)表示流體在管材中每走一米的壓力損失量;

(2)管徑越大,沿程損失越小。






4)特點(diǎn):

1、當水泵工作狀態(tài)選定,水泵特性選定。不隨系統特性而改變。

2、系統阻力S改變,系統工作特性改變。

3、當系統特性變化,系統的工作點(diǎn)改變。

5)水泵故障現象和判斷:在幾分鐘水溫顯示很高或過(guò)熱保護顯E7,先判斷自動(dòng)排氣閥是否打開(kāi),打開(kāi)前面一字螺絲看軸是否在轉,不轉時(shí)用一字螺絲刀幫助轉動(dòng),還不行查水泵上有無(wú)220V電,有則水泵壞。自動(dòng)排氣閥漏水,拆開(kāi)重新組裝,在O型圈上涂上洗潔精或中性食用油就很容易裝回去。

2、安全閥

功能:當管道內的水壓超過(guò)允許壓力時(shí),安全閥自動(dòng)打開(kāi)放水瀉壓。

采暖水管道安全閥開(kāi)啟壓力3bar,自來(lái)水管道安全閥開(kāi)啟壓力7bar。






3、膨脹水箱

功能:中和緩沖管道中的水壓變化,維持水壓穩定。

膨脹水箱預沖0.1MPa的氮氣。



4、旁通閥

功能:當管道壓力太大,熱水無(wú)法順利通過(guò)外面的采暖管道返回采暖回水口時(shí),旁通閥打開(kāi),形成一個(gè)小回路,使換熱器內的水能夠繼續循環(huán),避免水滯留在主患熱器內持續受熱引起故障。



5、水壓差/水壓開(kāi)關(guān)

功能:監測管道內的水壓。正常情況下水壓差開(kāi)關(guān)閉合,異常時(shí),水壓差開(kāi)關(guān)斷開(kāi),電控系統由此知道壁掛爐狀態(tài)異常。

使用水壓差開(kāi)關(guān),水泵運行時(shí)閉合,水泵停止時(shí)斷開(kāi)。當水泵運行時(shí)斷開(kāi),或水泵停止時(shí)閉合,表明狀況異常。



其他部件

1、水壓表

功能:顯示系統管道內的水壓力。

使用時(shí),當水壓表指針在紅色區時(shí),需要給系統補水。一般補到0.15MPa為宜。



2、補水閥

功能:給系統補水



3、水流開(kāi)關(guān)/水流傳感器

功能:監測衛浴水的流動(dòng)。

當用戶(hù)打開(kāi)水龍頭,衛浴水流動(dòng),水流開(kāi)關(guān)/水流傳感器發(fā)送信號給電控系統,電控系統轉入衛浴模式。



水流開(kāi)關(guān)工作原理



4、三通閥

功能:切換水的流向。

三通閥是使用單管型主換熱器的機型實(shí)現采暖和衛浴雙功能的功能部件。

完整的三通閥包括閥體和電機。閥體是水路轉換的執行部件,電機提供閥體實(shí)現水路切換的動(dòng)力。



5.過(guò)熱保護器

爐顯示E7,白色線(xiàn)短接正常,主熱交換器確實(shí)沒(méi)有達到95度,拆下溫度開(kāi)關(guān)還是不通的。



6.風(fēng)機

風(fēng)機在長(cháng)時(shí)間運行后,可能存在轉軸軸心偏移,風(fēng)葉集炭或粉塵,產(chǎn)生噪音或風(fēng)量不足、風(fēng)壓不正常等現象。在日常的使用和維護中,需要對可能妨礙風(fēng)機正常運行的雜物進(jìn)行清理。



電控系統

控制板

功能:控制、協(xié)調壁掛爐各子系統的運行,檢查壁掛爐地運行狀態(tài),監控壁掛爐的安全狀態(tài)。






系統保護功能

1 壁掛爐具有水溫90℃限溫保護、缺水(低水壓)保護、防干燒保護、風(fēng)壓保護、意外熄火保護、水泵防卡死保護、前后清掃功能、防凍保護等多重保護措施,具有極高的安全性。

2 水溫90℃限溫保護:當任何一個(gè)溫度傳感器檢測到水溫達到90℃上限時(shí),系統進(jìn)入安全關(guān)閉狀態(tài),直到溫度下降到安全溫度以下,壁掛爐重新啟動(dòng)。

3 過(guò)熱保護:當系統水溫升高到極限溫度95℃時(shí),壁掛爐強制關(guān)閉燃氣閥,系統停止工作,報過(guò)熱故障(E7),從而保護壁掛爐。

4 低水壓保護:只有采暖系統內的水壓達到工作要求(0.5bar),壁掛爐才能啟動(dòng);當采暖系統壓力低于0.3 bar時(shí),壁掛爐報水壓故障(E1),防止壁掛爐干燒和水泵空轉,以保護系統不受損壞。

5 防干燒保護:當系統回水不暢時(shí),自動(dòng)旁通閥起作用,保持通過(guò)主換熱器的水量滿(mǎn)足>600 L/min,防止其干燒。

6 水系統過(guò)壓保護:當采暖系統壓力超壓,超過(guò)3 bar時(shí),水會(huì )從安全閥自動(dòng)泄壓,以保護采暖系統。

7 風(fēng)壓保護:當煙道堵塞或有倒風(fēng)情況發(fā)生時(shí),火焰自動(dòng)熄滅,報風(fēng)壓故障(E6);當上述情況消除時(shí),壁掛爐重新啟動(dòng)。

8 前清掃功能:壁掛爐在每次點(diǎn)火之前執行前清掃程序排除燃燒室內殘余氣體并防止點(diǎn)火爆燃。

9 后清掃功能:當壁掛爐達到設定溫度或停止洗。ㄔO置在單供熱水狀態(tài))時(shí),燃氣閥關(guān)閉,系統停止燃燒,而此時(shí)風(fēng)機延時(shí)工作30秒,此功能將熄火后所殘留的廢氣排出室外,保障了再次啟動(dòng)的安全。

10停氣手動(dòng)恢復保護:由于某種原因在運行中火焰熄滅時(shí),則嘗試再次點(diǎn)火。如果點(diǎn)火不成功的話(huà),則報點(diǎn)火故障(E2),須手動(dòng)恢復。

11 停電復位保護:壁掛爐具備電系統過(guò)壓保護及停電時(shí)安全復位功能。停電時(shí)機器會(huì )熄滅,水泵、風(fēng)機會(huì )停止工作。當電源重新接通時(shí),需人工操作才能動(dòng)使壁掛爐重新啟動(dòng)。

12衛浴超時(shí)保護:當衛浴燃燒狀態(tài)不間斷持續時(shí)間超過(guò)1個(gè)小時(shí),則自動(dòng)關(guān)火進(jìn)入待機狀態(tài),必須手動(dòng)復位或先關(guān)水再開(kāi)衛浴水才可啟動(dòng)衛浴。

13防卡死裝置:循環(huán)泵停止工作每過(guò)21小時(shí),自動(dòng)循環(huán)30秒。

14 防凍保護:

1)一級防凍:當供暖溫度≤8℃,水泵將運行2分鐘再停止2分鐘,并且不停循環(huán)此周期。當溫度≥10℃時(shí),停止防凍。此功能在關(guān)機下也有效。

2)二級防凍:當供暖溫度≤5℃,水泵運行2分鐘后開(kāi)始點(diǎn)火燃燒。當供暖溫度≥30℃時(shí)停止燃燒。此功能在關(guān)機下也有效,在關(guān)機防凍燃燒時(shí)顯示關(guān)機狀態(tài)。

本課件引用某品牌壁掛爐部份課件內容,并做了一定的修改。

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