家用燃气壁挂采暖炉工作原理

征峰电子

概况
家用燃气壁挂炉是“燃气壁挂式采暖炉”的一种俗称，我们国家的标准叫法为：“燃气壁挂式快速采暖热水器”。具有防冻保护、防干烧保护、意外熄火保护、温度过高保护、水泵防卡死保护等多种安全保护措施。
工作原理
当壁挂炉启动之后，在系统压力正常之后，水泵启动推动采暖媒介水流动，打开水流开关或水流传感器，输出水流信号（开关信号或脉冲信号）给主控器，主控器接到水流信号之后，启动风机进行前清扫，并检测各种安全装置是否正常，在各种安全装置正常的情况下，进行点火，再分别打开一、二级阀，燃气进入燃烧器在电火花的作用下点燃燃气进行燃烧（在点火的过程中，风机一般为半速运转或断电靠惯性运转，待点着火燃烧之后，根据燃气量确定风机转速。对于使用燃气比例阀机型，比例阀分点火电流、最小电流、最大电流，并分别可以调节），通过离子感焰技术使火焰正常燃烧，加热媒介通过散热器散发到空气中或辐射出来，达到供暖的目的。如此反复循环。[1]
供暖/热水两用燃气壁挂炉工作原理叙述：
接好供暖回水接口、供暖热水接口、冷水入口接口、卫生热水出口、燃气入口接口，插上电源插头，打开供气气阀。拧开补水阀，打开冷水入口阀门，使供暖管道系统充水，充水压力在0.2MPa左右时，关闭补水阀，按下调节面板上的ON/OFF”开关在“ON”位置，控制系统首先进行检测供暖系统压力是否在0.1 MPa～0.3MPa，如正常，两用壁挂炉进入待机状态。

工作过程
在锅炉待机工作状态下，当锅炉感知到有采暖需求时，风机启动，开始30秒的“前吹扫”，形成燃烧仓负压，空气进入燃烧仓；风压差开关启动，打开燃气电磁阀，燃气进入燃烧仓与空气预混；循环水泵开始工作；同时点火电极开始放电形成电弧将燃气点燃，燃气燃烧后火焰将主换热器中的锅炉炉水加热用于热交换，循环水泵将热水送出与二次系统热交换用于采暖或供热。
当有生活热水需求时，生活热水流量开关启动并切换电磁三通阀，锅炉炉水通过换热器将生活热水换热，然后供应生活热水。
采暖系统正常→检测系统压力正常→水泵工作→水流开关或水流传感器打开→输出水流信号→风机进入前清扫→检测风压正常，各安全装置正常→点火（风机进入低速运转或进入断电依靠惯性运转）→分别打开一、二级电磁阀（比例阀自动进入点火燃气量，分段阀进入小火点火）→点着火→离子感焰，正常燃烧，风机进入正常转速→达到设定温度→熄火→风机进入后清扫，水泵延时关闭。

功能

供暖
在待机状态下，按下供暖温度调节按钮“+”，将设定温度升高到30℃～80℃，绿色指示灯常亮，显示屏显示当时供暖热水温度，循环水泵启动，水流通过铜管经过主热交换器到流量检测开关阀，与自动旁通管处水压产生压差，使循环水流开关闭合（卫生热水优先开关断开），风机开始运转，风机运转后产生风压差，使风压开关由原来的NC-1与C导通转换为NC-1与NC-2导通，主控板接收到该信号后，点火器开始打火，然后打开电磁阀，气源开通，燃气遇到火花点燃（如此时没被点燃，点火系统又重新打火一次），主控板检测火焰信号，如有火焰信号，主控板输出控制电压使电磁阀保持开启，燃烧系统进行正常燃烧，将供暖系统管内的水加热，循环水泵将加热的水流过安装在室内的散热器中发出热量，使室温上升，达到供暖的目的。当供暖温度探测器所感应温度高于供暖设定温度6℃～7℃时，主控板控制电磁阀关闭，燃烧系统停止燃烧，而此时循环水泵继续运转，热水仍在散热器中循环，发出热量，所以热水温度逐渐下降，当供暖温度探测器所感应温度低于供暖设定温度6℃～7℃时，主控板又控制点火器打火，电磁阀开启，燃烧系统继续燃烧，供暖系统的水又被加热，如此反复加热→散热器散热→加热，使室内温度达到室内温控器设定温度。当室内温度高于室内温控器设定值的上限值时，主控板控制电磁阀闭合，燃烧系统停止燃烧，循环水泵仍继续运转几秒钟后停止运行（为了使主热交换器中水管内的水温均匀），由于室内温度的损耗，室内温度逐渐下降，当室内温度下降到低于室内温控器设定的下限值时，主控板控制循环水泵运转、点火器点火、电磁阀开启，继续燃烧，将水加热，循环水泵将加热的水流到散热器中发出热量，使室内温度上升，室内温度如此反复上升→下降→上升，始终保持在室内温控器控制的温度范围内（室温控制温差根据室内温控器精度而定）。

卫生热水
在待机状态下，打开冷水入口阀门或打开卫生热水出口阀门，调节面板上的绿色指示灯闪亮，冷水从节流器中的过滤网到节流器冷水出口时，通过传压管在压差阀处产生压差，使隔膜座向右移动，供暖阀门关闭，热水循环阀门打开，同时卫生热水优先开关闭合，风机转动，点火器打火，电磁阀打开，点火燃烧，烧热的水在循环水泵的压力下，经过板式热交换器与冷水进行隔离式换热，从卫生热水出口流出热水。循环热水水路为：循环水泵→主热交换器→三通阀处的热水入口→三通阀处的热水循环出口→板式热交换器→循环水泵；卫生热水水路为：冷水入口→节流器过滤网→节流器冷水出口→板式热交换器→卫生热水出口。当卫生热水温度高于控制面板设置温度上限时，主控板控制电磁阀关闭，燃烧系统停止燃烧，但循环水泵继续运转，热水继续循环，所以冷水在板式热交换器中仍可被换热，由于冷水在板式热交换器吸收循环热水热量，循环热水温度下降，而且卫生热水温度也下降，当卫生热水温度下降至设置温度下限时，主控板控制点火器又打火，电磁阀打开，继续燃烧，又将循环热水加热，如此反复燃烧→停止→燃烧，使卫生热水温度始终保持在设置范围内。当关闭冷水入口阀门或关闭卫生热水出口阀门时，三通阀处压差为零，三通阀在弹簧力的作用下复位，卫生热水优先开关断开，主控板控制电磁阀关闭，绿色指示灯灭，循环水泵停止工作，完成卫生热水功能，进入待机状态。

作用组成

外壳部份
由底壳和面壳组成。
(1)、底壳：用于固定燃烧器、膨胀水箱、循环水泵、燃气阀、三通阀、主热交换器、板式热交换器、电控盒等部件组成，使之成为一个整体，在安装时作为与墙体连接的固定的支架。
(2)、面盖：作用是防风、防尘、装饰美观和印贴各种功能标志。
2、电器控制部份：
主要由电控盒、循环水泵、风机、风压开关、燃气阀、循环水流开关、卫生热水优先开关、供暖温度探测器、卫生热水温度探测器、防过热温控器等组成。
(1)、电控盒：是整台壁挂炉的核心部份，包括主控板和调节面板。
A、主控板：主要接收和输出控制信号，通过控制点火器、电磁阀和比例阀的工作状态而最终实现供暖恒温和卫生热水恒温。

循环水泵
作用是使循环水流产生流量大、压力小的动力。在循环水泵上装了一个内置自动排气装置，为了避免水管有气泡时，大循环的水流动产生噪音。工作电压为220V~，电阻为230Ω，启动电容为2.6μ/400 V~。

风机
由电机、风轮、风机壳、冷却风扇、传压接头等组成。利用电机旋转带动风轮转动，风轮与风机壳共同作用，会在入风口产生负压吸入气体，将壁挂炉燃烧的废气强行从排风口排出。冷却风扇的作用是搅动空气来冷却电机，防止电机过热；传压接头是提取风机负压供给风压开关从而判断废气是否畅通排到室外。电机工作电压为：220 V~，
线圈电阻为56Ω。

挂炉外壳
燃气壁挂炉的外壳主要分为底壳和面壳两部分。 底壳主要是用于固定燃烧器、膨胀水箱、轮回水泵、燃气阀、三通阀、主热交换器、板式热交换器电控盒等部件组成，使之成为一个整体，在安装时作为与墙体连接的固定的支架。而面壳的作用是防风、防尘、装饰美观和印贴各种功能标志。

风压开关
由微动开关和压差盘组成。利用压差盘中的隔膜在左、右压室的压差来改变微动开关的通断情况。电机不转时，接风压开关的黑、白线导通（微动开关的NC-1与C导通），风机转动后，接风压开关的黑、紫色线相通（微动开关的NC-1与NC-2相通）。

燃气比例阀
燃气比例阀由两个电磁阀、一个比例阀和阀体组成，作用有两个：1、控制气路的开通和关闭，起安全保护作用；2、通过主控板的控制，自动调节气量的大小，达到改变火焰的大小，从而实现升温、降温的目的。电磁阀工作电压为220V~，1、3脚之间电阻为7.24K，1、4脚之间的电阻为6.34K，比例阀工作电压为0～24　燃气壁挂炉主要是通过将燃气与空气预混后点火燃烧，通过换热系统将热媒水（或生活热水加热），再通过散热末端加热空气用以采暖或供热的一个过程。

保养工作

原理危害
壁挂炉的核心问题是热交换的效率和使用寿命，而影响这两个方面最大因素的就是水垢问题。尤其是在我们使用生活热水时，由于需要不断地充入新水，而且全国绝大部分地区的水质较硬，这样就使换热器的结垢率大大增大。而随着附着在换热器内壁上的水垢不断加厚，换热器管径便会越来越细，水流不畅，不仅增加了水泵及换热器的负担，而且壁挂炉的换热效率的也会大大降低，主要表现为壁挂炉耗气量增大、供热不足、卫生热水时冷时热、热水量减小等症状。若壁挂炉的换热部件终保持在这样一种高负荷的状态下运行，对壁挂炉的损害是非常厉害的，特别是板式换热器的危害更大，用户在选择时要特别的注意，尽量选择套管式的换热水器。而且还要选择密闭式设计的壁挂炉，这样没有大气中的氧气进入，所以就不可能与水中的钙，镁，钠等结合，所以减少了结垢的概率。

影响
壁挂炉担负着暖气系统内水的循环，由于水内含有杂质并且具有酸性，对暖气片及管道内部会有一定的腐蚀。而我们所用暖气片大都为铸铁材质，暖气片内的砂模残留物和其它杂质，在工程安装时不可能完全冲洗干净；加上暖气系统内的水始终是封闭循环的，锅炉的暖气部分又没有过滤网，这样暖气片及管道内部的锈蚀残渣及水自身的杂质就会通过壁挂炉的循环水泵再度进入到换热器内，这些杂质在高温情况下不断分解，又有一部分变成水垢附着在了换热器的内壁上让其管径变得更细。从而使循环水泵的压力进一步加大，长期运行就会造成壁挂炉的循环水泵转速降低甚至卡死，严重影响其使用寿命。

不宜经常更换
对于暖气系统，由于初次使用时暖气片内含有大量的杂质，建议使用一年后将其中的脏水放掉，重新注入新水，间隔几年后再进行更换。因为每更换一次水都会有大量的水碱被带入，而固定的水中含碱量则是一定的；因此暖气系统内的水不宜频繁更换。经过一个取暖季后，若清洗保养也只需对壁挂炉单独进行即可。

保养好处
1）可以提高壁挂炉热交换的效率，降低燃气消耗量。经实验对比，在同等条件下运行过的两台壁挂炉，经过清洗保养后的壁挂炉比没有经过清洗保养的壁挂炉加热速度明显快25%左右，也就是说壁挂炉经过清洗后可以在原有基础上节约25%左右的燃气。如果按每100平米的房子用气约600元/月计算的话，一年（含供暖季）的时间您在使用壁挂炉上将会节省800---1000元左右！
2）延长壁挂炉的使用寿命，通过内部清洗除垢可有效降低水泵、换热器等主要部件的负荷，从而使锅炉运转更加顺畅，延长了其使用寿命。若每一到二年对锅炉进行一次清洗保养，能延长设备的使用寿命3-5年。
3）增加壁挂炉运行的安全性，通过上门清洗并对壁挂炉运行进行专业的全面检测及调试，能及时、有效的发现并消除壁挂炉在运行中存在的问题从而确保壁挂炉能够安全运行。
5、什么情况下的壁挂炉需要清洗保养？
1）您的壁挂炉已经不间断得使用了两个以上的供暖季。
2）感觉壁挂炉燃气使用量比以前增大。
3）壁挂炉供热时间增长、卫生热水时冷时热、单位时间内热水出水量减小。
4）壁挂炉运转声音增大，不时会发出异响。
随着人们生活水平的日益提高，对家庭采暖及生活热水舒适性的要求，也越来越高。作为在家庭采暖及生活热水供应设备，采暖热水两用燃气壁挂锅炉，已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
燃气壁挂炉在欧洲普遍能使用15-20年，在中国商家承诺是10-15年。如果燃气壁挂锅炉不进行维护和保养，能使用10年左右已经不错了；若锅炉能够进行定期的维护和保养，使用15年以上应该不成问题，其他还看锅炉的外部条件和使用情况。
同样的燃气壁挂锅炉，为何会有如此大的差距呢？原因应该是多方面的，其主要原因有如下几个：

水质问题
设备连接
中国的水质与欧洲相比钙镁离子偏高，大型锅炉里使用的水是经过处理的软化水，不易结垢，但我们的壁挂炉用的全都是为未经任何处理的自来水。当水加热时，水中的钙（Ca）镁（Mg）铁（Fe）等与水中的碳酸根（CO3）硅酸根（SiO3），氢氧根（OH）等迅速结合，使之产生碳酸钙（CaCO3）、碳酸镁（MgCO3）等的水垢，并牢牢地附着在换热器及管道等的内壁。从而造成系统换热效果变差、管径减小、水流不畅、或堵塞等，耗能增大，而壁挂锅炉的水泵一旦堵塞、水流不畅极易发生故障，主换热器在火焰的高温下也容易损坏。从而缩短锅炉水循环系统设备的使用寿命。 水系统的保养：采暖季过后，将采暖系统中的水放掉，并注入新的水，将系统内的脏水冲洗掉，直到彻底冲洗干净为止。冲洗完毕后，加满新鲜的软化水， 压力调至正常就可以了。新的采暖季开始时，可再进行一次冲洗和换水。采暖系统不可以长期处在无水状态下，这样会加快采暖系统的氧化腐蚀进程，不利于采暖系统保养。

气质问题
欧洲的燃气气源以天然气为主，我国的燃气气源以天然气为主，另有液化石油气和人工煤气等。天然气和液化石油气是相对比较纯净的气源，与天然气相比液化石油气的费用较高，天然气更为经济、实用；人工煤气则是比较差的了，其内部杂质很多，并且成份不太稳定，热值低，对设备运行和寿命的影响较大。
首先，燃气壁挂锅炉燃烧运行过程中，空气中的杂质和灰尘会进入锅炉内部，形成部分沉积物，时间久了会影响到锅炉的换热，并且会有部分沉积在风机和烟道内，影响到锅炉的排气和换气，严重时会有噪音和故障出现。
其次，有些情况下，管道中的杂质会随燃气进入到燃气阀，对燃气阀及喷嘴造成影响。燃气阀前有一个燃气过滤网，需要经常清洗，以保证燃气的畅通和壁挂锅炉正常运行。由于喷嘴的口径比较小，长期不进行清洗会形成堵塞现象，影响正常燃烧。
第三，燃气壁挂锅炉经过长期运行，会在空气室和燃烧室内留下过多的杂质和灰尘等，在某些情况下会影响到正常的充分燃烧，降低燃烧质量，影响热输入。
另外，人工煤气燃烧后会产生很多杂质，杂质附着在燃烧器和换热器表面上，时间久了锅炉内部会积累过多的杂质，影响锅炉的正常工作和燃烧，从而降低热效率，或使锅炉出现各种故障；这些杂质成酸性，对于锅炉内部的配件有一定的腐蚀性，因此对锅炉使用和寿命有不利影响。

锅炉保养问题
在欧洲燃气壁挂锅炉的用量很大，并且已经形成一套完善的维护保养体系。国内的燃气壁挂锅炉生产厂家和销售商对锅炉的维护保养，无论是从宣传、标准、规范，还是售后服务的能力，都不能够令人满意，还没有引起各方面的足够重视。因此在我国的燃气壁挂锅炉与欧洲的相比，使用寿命要短些，故障率也多一些。
锅炉的维护保养应该是全方位的对锅炉进行检查、清洗、保养，包括水路、电路、气路、燃烧部分及相关配件等方面。锅炉的维护保养一般为一年一次或两年一次（人工煤气更频繁），维护内容主要有；
1、清洁燃烧器及喷嘴；
2、清洁热交换器（如果必要，用清洁剂清理）；
3、清洁风机及文丘里管；
4、清洁烟道及检查固定情况；
5、检查及清理点火电极；
6、清洁燃烧室灰尘和积垢；
7、检查清洁自动旁通，温度传感器，安全阀等水利组件；
8、清洗副板换，检查卫生热水最小启动流量；
9、清洗水系统的垢质和污物（如果必要，用清洁剂清理）；
10、检查清洁燃气阀；
11、检查及调节二次燃气压力至正常值；
12、检查安全装置，堵住烟道看火焰是否熄灭且有保护；
13、检查膨胀水箱压力（若不足，则冲至正常）；
14、全面检查测试锅炉燃烧情况。
15、检查清理锅炉的外部，并告知用户锅的状况。
锅炉定期的维护保养，可以延长锅炉使用的寿命，提高锅炉的工作效率，减少故障发生率，有利于锅炉正常安全运行。经过定期维护保养的燃气壁挂锅炉，使用寿命、节能性和故障率都要比没有进行定期维护保养的好，（尤其是已经运行两年以上的锅炉）。

使用问题
锅炉的正规操作使用是很重要的。燃气壁挂锅炉在安装调试完毕后，要详细的对用户进行操作使用培训。比如：注水问题、放水问题、温度调节问题、设备开关机注意事项、简单问题的处理等等。说明书要交给用户，并留下详细的售后服务电话，已备用咨询。正规的操作可以减少售后服务压力，降低配件的损坏率及故障率。
燃气壁挂锅炉在欧洲使用已经有几十年的历史，在我国不过十几年，随着我国天然气开采和输送能力的提高，天然气在管网的进一步普及，燃气壁挂锅炉也将有更大的发展空间。该行业的发展壮大，需要更专业的队伍，需要更多人的努力，来带动它的迅速发展。有了完善的规范，合理的标准，强有力的技术力量支持，完备的售后服务保障，建立起良好的市场口碑，才能够迅速的稳步发展。

分析挑选

壁挂炉优点
1. 采暖时间自由设定，可随时开启。每个房间温度能在一定范围内随意调节。有些采暖炉可以同时提供生活热水，节省了热水器的使用，节约资金及空间。安全性高；
2. 符合按热量收费的原则，可准确计量耗气量，用气量可由用户自主控制，节约燃气；
3. 家用燃气壁挂炉，以天然气、液化石油气、城市煤气为能源，每户可供采暖面积在300平方米以内；
4. 可以安装在厨房里、阳台上、地下室或阁楼上。通过室内管线与散热器连接，可以同时实现暖气与生活热水双路供应；
5. 加装室内温控器后，可以任意调节不同居室的温度；家中无人时，只需调低温度，确保机器和循环水不冻即可；
6. 加装定时器，可以预设启动时间，回家后，立刻能够感受到家的温暖；
7. 不受集中供热时间限制，生活更为舒适；
8. 使用费用与集中供暖所交费用基本持平，使用得当甚至更低，每日8~10方气（含做饭、洗漱用热水）；
9. 用户单独自成系统，同时解决采暖和热水供应问题。

市政建设
1. 开发商可以省掉锅炉房建设、规划、维护所占用的资金、土地、人力资源；减少空气污染；
2. 与燃气管线通用，节省供暖管线的单独铺设，采暖循环的电能消耗低，节省电能，提高燃气管线的利用率和使用经济效益；
3. 省去采暖费收取工作和人员工资等其他费用；
4. 售后服务由生产厂家承担；

家庭使用缺点
1. 套管式燃气壁挂炉：因为缺少板换二次换热，生活热水不稳定，忽冷忽热；
2. 板换式燃气壁挂炉：板式交换器二次换热解决了忽冷忽热的生活热水，但是在水质硬度较大的地区，板式交换器容易结垢堵死；
3. 冷凝燃气壁挂炉：功能和节能方面都很强大，但就是造价贵；
4. 采暖炉使用寿命为15年左右，更新费用要由用户承担。
家中无人时，需保留4℃左右的低温运行(防冻作用)，消耗一定能源及费用。
普通燃气壁挂炉热泵经常启动及火焰燃烧，噪音较大，存在一定空气污染问题。
使用不当造成的故障率高于集中供热。(锅炉、管线结垢，跑水，散热器不热等)
5. 部份进口品牌壁挂炉配件价格较高。

如何挑选
1、在挑选采暖壁挂炉时，品牌是个非常重要的因素，基本上只要是比较知名的品牌，产品质量都是过关的。
2、应根据房屋面积大小，是否需要同时供热水及气种来选择合适的壁挂炉。一般每平米需要的供热功率大约在120w-180w之间，并且根据房型、结构、建筑材料的不同而有所变化。因此，当你选择采暖炉前，应先征求服务商的意见，看看你的房子大概要按照哪种功率计算，然后测算一个大致的总体功率。推荐一个计算大致功率的公式：房子的建筑面积×65%×150w。通常采暖面积会在建筑面积的60%-70%之间，如果是一套150平方米的公寓房，它的采暖面积大概在90-105平方米之间。我们按照100平方米的采暖面积计算，预计需要15kw的供热功率，再加上平时生活热水需求，基本上就要选择一个20kw的采暖炉。
3、由于整个冬季都要使用壁挂炉，这就需要您尤为注意壁挂炉的节能*。选择一台节能效果好的壁挂炉，不但可以降低成本消耗，还能提升生活品质。
4、为达到最舒适、最便捷的使用效果，应同时选配配件。有些品牌的壁挂炉配件齐全，可满足多种客户的需求。其中最重要的配件莫过于温控器，有了它可以进行分区温度控制、定时开关机等，起到节能环保的作用。
5、看服务是否有保障。如果没有良好的服务保障，后果不堪设想。所以，为了保险起见，选择知名品牌是必要的。

选购标准
第一、取暖效果
第二、洗浴水温
第三、房间升温快慢
第四、节能程度
第五、使用寿命
第六、质保时间（五年或两年）

性能指标
欧洲三星标准
欧盟的一种节能标准，比中国的”二级能耗“标准要求更高，一些打着欧洲旗号产品，产地并不在欧盟组织 成员国，所以没有三星认证。