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熱效率超過100%,博世冷凝壁挂爐是怎麽做到的?

2023-07-24

相信很多人在選購壁挂爐時都聽(tīng)過冷凝這個詞。特别是采用這一(yī)技術的德國博世壁挂爐,其熱效率竟然能夠達到108%。這在很大(dà)程度上會颠覆很多人的認知(zhī)。畢竟,一(yī)台熱效率能夠達到50%的燃油發動機已屬非常優秀。那麽,爲什麽冷凝技術加持的壁挂爐熱效率就看似打破了“能量守恒”定律,能超過100%呢?

先從冷凝壁挂爐的誕生(shēng)背景和技術原理說起。20世紀70年代,全球能源危機爆發,節能技術得到了快速發展。尤其是在歐美地區,關于低能耗、高效率産品的研發已經輻射到各個行業中(zhōng)。在供暖市場,研究和推廣比傳統壁挂爐更爲高效的壁挂爐産品,也成爲當時的迫切需求。在這樣的趨勢和環境下(xià),荷蘭燃氣公司Gasunie向9家鍋爐制造商(shāng)提出了開(kāi)發節能鍋爐的想法,德國、荷蘭、英國等一(yī)些歐洲國家企業,紛紛加入研發大(dà)軍。1979年,當時的Nefit公司(如今是博世旗下(xià)品牌)推出了第一(yī)台冷凝鍋爐。


石破天驚,這種前所未有的節能技術,可謂對傳統制熱機理的突破性革命。因此,冷凝爐一(yī)經推出,便很快在歐洲各國得到廣泛的認可和使用,歐洲采暖的冷凝時代自此開(kāi)啓。

從冷凝壁挂爐的原理講,冷凝技術是充分(fēn)回收高溫煙氣在遇冷凝結過程中(zhōng)釋放(fàng)的熱量以增加熱效率。溫度越低,冷凝速度越快,效果越好。我(wǒ)(wǒ)們都知(zhī)道,熱效率的高低直接影響采暖熱水爐的運行成本,是評估壁挂爐産品的一(yī)項重要指标。普通壁挂爐,也就是非冷凝壁挂爐,通過燃燒天然氣來産生(shēng)熱量,熱交換器随後将熱能傳遞給供暖和熱水系統。在這個過程中(zhōng),燃燒産生(shēng)的煙氣溫度通常超過120℃,具有很大(dà)的熱量。但高溫煙氣從煙道直接排至室外(wài)不僅導緻高溫煙氣損失,還會帶走排煙中(zhōng)水蒸氣的熱量,導緻大(dà)量熱能損失。因此普通壁挂爐熱效率一(yī)般在91%左右。

那麽,冷凝壁挂爐的熱效率爲什麽能超過100%?回答這一(yī)問題可以先從效率的定義和計算來分(fēn)析。中(zhōng)國和其他許多國家一(yī)樣,在效率定義的規定中(zhōng),是以低位發熱量爲計算依據,也就是讓煙氣中(zhōng)的水分(fēn)以水蒸氣的狀态存在,并随煙氣排出。并沒有将燃料的高位發熱值看作輸入鍋爐的熱量,也就是沒有把煙氣中(zhōng)水蒸氣冷凝後産生(shēng)的熱量回收考慮在内。這樣一(yī)來,冷凝壁挂爐通過回收水蒸氣冷凝熱得到的熱量可能比原來預計的多,就超過了100%。

由此,冷凝壁挂爐的熱效率可以達到108%也就很好理解了。其原因來自兩個方面:一(yī)方面,通過降低排煙溫度,壁挂爐排煙熱損失随之降低,帶來效率提高,另一(yī)方面,通過冷凝技術将煙氣中(zhōng)的水蒸氣冷凝成水,而水蒸氣在冷凝過程中(zhōng)釋放(fàng)出的熱量被鍋爐吸收,多吸收的這部分(fēn)熱量變成了鍋爐的有效熱,最終使得壁挂爐的熱效率達到108%。對于用戶來說,這意味着在相同熱量價值條件下(xià),冷凝壁挂爐實際所需的投入熱量隻需要約92-93%,這幫助用戶大(dà)大(dà)節省了燃氣費(fèi),實現了真正的節能。

此外(wài),冷凝技術的神奇之處還在于它能将煙氣中(zhōng)的部分(fēn)有害氣體(tǐ),如氮氧化物(wù)和二氧化碳,溶解到水中(zhōng),從而大(dà)大(dà)降低了它們的排放(fàng)量。這意味着冷凝技術對節能減排有好處,能夠創造更加健康、環保、舒适的居住環境。

當然,不是所有的冷凝壁挂爐都具備超高的熱效率。冷凝壁挂爐根據其燃燒方式分(fēn)爲兩種:全預混冷凝壁挂爐和半預混冷凝壁挂爐。如果想要追求更好的性能和更長久的使用,全預混冷凝壁挂爐是最佳選擇。全預混燃燒技術在燃燒反應發生(shēng)前将燃氣和空氣一(yī)次性混合均勻,然後在密閉的燃燒室快速完全燃燒,其特點是溫度高、燃燒充分(fēn)、有害氣體(tǐ)化合物(wù)少、熱效率高。并且通常采用抗腐蝕性比較好、使用壽命長的鑄鋁主熱交換器或不鏽鋼主熱交換器。而半預混燃燒技術在實際燃燒中(zhōng),天燃氣與空氣的混合程度與質量較低,其熱效率和排放(fàng)性能無法與全預混燃燒相媲美。博世卓越的全預混燃燒技術,不僅在燃燒前就将燃氣與空氣充分(fēn)混合,而且可以合理根據負荷的變化,自動調節風機轉速,從而帶動燃氣閥比例調節,始終保持燃氣和空氣的最佳配比,使得燃燒更完全、更清潔,熱效率達到108%,節省燃氣可高達 20%。

由于冷凝壁挂爐的熱效率遠遠高于非冷凝産品,對環境又(yòu)非常友好,所以全球很多國家或地區都在積極推廣。早在2015年,歐盟就出台了ErP指令,規定在歐盟範圍内将不再允許銷售傳統常規鍋爐,正式邁入了全面冷凝化的時代。

在中(zhōng)國,很多城市對壁挂爐的排放(fàng)也有明确的要求。以北(běi)京爲例,2015年,北(běi)京項目要求壁挂爐氮氧化物(wù)排放(fàng)≤100mg/kwh,且禁用新國标一(yī)級能效以下(xià)壁挂爐(即普通壁挂爐),也就是說隻能使用冷凝爐,那個時候有很多品牌開(kāi)始大(dà)力推廣半預混冷凝壁挂爐,這種類型的産品因爲價格具有優勢,且效率和排放(fàng)可以達到政策要求,在項目中(zhōng)頗具優勢。2019年開(kāi)始,北(běi)京項目進一(yī)步對冷凝爐的氮氧化物(wù)排放(fàng)有了更高要求≤70mg/kwh,這時有一(yī)部分(fēn)半預混冷凝壁挂爐無法達到要求退出了項目的競争,還留了一(yī)部分(fēn)有低氮處理技術的半預混冷凝壁挂爐。

作爲德系壁挂爐知(zhī)名品牌,博世擁有300年的供暖曆史,早在1894年就闡述了冷凝技術,在冷凝技術研發與創新方面擁有長期的深耕經驗和深厚的曆史積澱。博世冷凝壁挂爐也憑借其在品質、技術、工(gōng)藝上的領先,受到全球消費(fèi)者的信賴。目前,博世旗下(xià)不僅擁有Condens 8700iW、Condense 7000WP、Condens 7100W和歐洲貴族、歐洲經典等高端冷凝壁挂爐拳頭産品,更是憑借創新的冷凝技術斬獲行業内各大(dà)獎項,如中(zhōng)國壁挂爐産品金石獎、中(zhōng)國家電(diàn)行業磐石獎、燃氣壁挂爐十大(dà)領軍品牌、中(zhōng)國家居冠軍榜卓越影響力品牌、消費(fèi)者信賴十大(dà)家居品牌等。

選擇博世冷凝壁挂爐不僅僅是享受高品質的産品、獲得舒适的生(shēng)活體(tǐ)驗,更是在踐行低碳生(shēng)活理念。實現能源的節省和開(kāi)支的節約,就從博世冷凝壁挂爐開(kāi)始吧。

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