【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 有即時(shí)式生活熱水生產(chǎn)系統(tǒng)的燃?xì)獗趻戾仩t主要由四大部分組成：燃?xì)馊紵糠?；采暖加熱部分；生活熱水加熱部分；安全保護(hù)和自動(dòng)調(diào)節(jié)部分。 ? 圖示為采用翅片式換熱器加熱采暖水，同時(shí)使用板式換熱器加熱生活熱水的壁掛鍋爐結(jié)構(gòu)原理圖。此種壁掛鍋爐的主要特點(diǎn)是生活熱水即時(shí)加熱，因此生活熱水的衛(wèi)生指標(biāo)容易保證（無(wú)儲(chǔ)存容積，不會(huì)產(chǎn)生軍團(tuán)菌）；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；價(jià)格便宜；體積小。但生活熱水的加熱需要較大的功率，特別是當(dāng)生活熱水流量要求較大時(shí)。此外，當(dāng)冷水管網(wǎng)供水壓力不穩(wěn)時(shí)，也會(huì)引起熱水出水溫度產(chǎn)生波動(dòng)，因此，其舒適性相對(duì)較差。由于價(jià)格低、體積小的優(yōu)勢(shì)，目前我國(guó)獨(dú)立采暖市場(chǎng)上使用的主要是這種壁掛鍋爐。 ； ； 壓開(kāi)關(guān)； ； 保護(hù)； ； 電極； ； 9.燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥； 磁閥； ； 通閥； ；； 閥； ； 水閥； ； 出口； ； 式膨脹罐； ；； 泵； ；； ； 28.采暖供水接口； 接口； ； 接口； 帶有即時(shí)式生活熱水生產(chǎn)系統(tǒng)的燃?xì)獗趻鞝t結(jié)構(gòu)原理圖 三、燃?xì)獗趻鞝t （二）、配有生活熱水儲(chǔ)水容器的燃?xì)獗趻戾仩t ? 為提高使用生活熱水的舒適性，一些壁掛鍋爐配有生活熱水儲(chǔ)水罐。根據(jù)儲(chǔ)水罐大小的不同，又可把生活熱水生產(chǎn)系統(tǒng)分為半容積式生活熱水生產(chǎn)系統(tǒng)和半即時(shí)式生活熱水生產(chǎn)系統(tǒng)。所謂半容積式生活熱水生產(chǎn)系統(tǒng)是指，熱水加熱器（一般為加熱盤管）設(shè)臵在熱水儲(chǔ)水罐內(nèi)，而儲(chǔ)水罐可以內(nèi)臵（相對(duì)容積較小，一般為 80L左右），也可外臵（容積可以大一些）。圖示為配有半容積式生活熱水生產(chǎn)系統(tǒng)（水罐外臵）的壁掛鍋爐結(jié)構(gòu)原理圖。 ? 所謂半即時(shí)式生活熱水生產(chǎn)系統(tǒng)是指，熱水的儲(chǔ)存容積很小（一般只有半容積式儲(chǔ)水罐容積的 1/5），熱水加熱器（一般為板式換熱器）設(shè)臵在儲(chǔ)水罐外。由于儲(chǔ)水容積很小，因此儲(chǔ)水罐設(shè)臵在壁掛爐內(nèi)。 2 1 3 4 5 配有半容積式生活熱水生產(chǎn)系統(tǒng)的壁掛鍋爐 ； ； ； ； 第三節(jié) 燃?xì)饩叩淖詣?dòng)與安全控制 一、自動(dòng)點(diǎn)火 ? 目前用于燃具上的點(diǎn)火裝臵形式很多，但在民用燃具上幾乎都使用電火花點(diǎn)火方式。 ? 民用燃?xì)饩叩碾娀鸹c(diǎn)火主要有兩種：壓電陶瓷和電脈沖點(diǎn)火。早期低端熱水器產(chǎn)品以手動(dòng)點(diǎn)火為主，大量采用壓電陶瓷配以長(zhǎng)明火的形式，這樣的系統(tǒng)最大的優(yōu)勢(shì)是不需電源，但由于每次只產(chǎn)生一個(gè)點(diǎn)火花，點(diǎn)火成功率受到很大限制，隨著熱水器控制內(nèi)容的增加特別是不需預(yù)點(diǎn)火的水流控制型熱水器逐步淘汰了長(zhǎng)明火型熱水器，外加電源已成為必需，因此能產(chǎn)生連續(xù)火花的電脈沖點(diǎn)火成為主導(dǎo)。 ? 作為燃具的電火花點(diǎn)火裝臵，應(yīng)具備的基本條件是：要有足夠高的電壓以擊穿空氣產(chǎn)生電火花；要有足夠高的能量使電火花能引燃燃?xì)?；電火花要有足夠長(zhǎng)的火花延續(xù)時(shí)間；要能在惡劣的環(huán)境下工作。 一、自動(dòng)點(diǎn)火 ? 壓電陶瓷點(diǎn)火裝置 ? 給一種晶體 (亦稱“壓電陶瓷” )施加一定的壓力就會(huì)放電，這種放電現(xiàn)象就叫“壓電”。如圖所示，借外力使壓電陶瓷 Ⅰ 與 Ⅱ相沖擊，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽敵?8～ 18kV高壓，擊穿電極間隙 4～ 6mm，產(chǎn)生電火花，并用以點(diǎn)燃燃?xì)狻? ? 壓電陶瓷的使用壽命通常在 3萬(wàn)次以上。 壓電陶瓷點(diǎn)火裝置 一、自動(dòng)點(diǎn)火 ? 連續(xù)電脈沖點(diǎn)火裝置 ? 當(dāng)按下燃具點(diǎn)火開(kāi)關(guān)時(shí)，點(diǎn)火裝臵可以連續(xù)不斷地放出電脈沖火花。 ? 目前用在燃?xì)庥镁呱系倪B續(xù)電脈沖點(diǎn)火裝臵，大致可分為可控硅式和電壓開(kāi)關(guān)管式兩種形式，它們的工作原理基本相同，唯一不同的是在放電頻率的控制形式上。 連續(xù)電脈沖點(diǎn)火裝置 (a)可控硅式； (b)電壓開(kāi)關(guān)管式 一、自動(dòng)點(diǎn)火 ? 圖 (a)線路工作原理是：點(diǎn)火開(kāi)關(guān) S閉合，由 R Vl和 Tl初級(jí)線圈組成的振蕩電路起振，經(jīng) T1的次級(jí)線圈升壓，二極管 V2整流后，一路到電容 C1儲(chǔ)能，另一路通過(guò) R2對(duì) C2進(jìn)行充電。因雙向觸發(fā)二極管 V3的阻斷特性，當(dāng) C2兩端的電壓達(dá)到 V3的開(kāi)通電壓時(shí)， V3導(dǎo)通， C2儲(chǔ)存的能量擊發(fā)可控硅導(dǎo)通， C1通過(guò)可控硅 V4和 T2的初級(jí)線圈回路放電。在 T2的次級(jí)線圈中感應(yīng)出一個(gè)高壓脈沖，擊穿兩極間隙產(chǎn)生一個(gè)電火花。 C2在觸發(fā) V4后，因其端電壓低于 V3的開(kāi)通電壓，V3關(guān)斷，電路進(jìn)行第二次充放電過(guò)程。改變 R C2的大小，可以改變高壓放電火花的放電頻率。 ? 圖 (b)線路工作原理基本上與 (a)線路相同，不同是在電火花放電頻率的控制上。當(dāng) C1充電儲(chǔ)能，電壓開(kāi)關(guān)管 V3兩端電壓達(dá)到其開(kāi)通電壓時(shí)，其立即導(dǎo)通， C1通過(guò) V T2的初級(jí)線圈回路放電，在 T2的次級(jí) 線圈中感應(yīng)出一個(gè)高壓電脈沖。此時(shí)， V3兩端電壓降低，即關(guān)斷，電路進(jìn)行第二次充放電過(guò)程此線路的放電頻率基本不可調(diào)，放電頻率的快慢完全取決于 V3的電壓開(kāi)關(guān)值。 二、熄火保護(hù) ?判斷火焰是否正常（是否熄火）是保證燃?xì)獠话l(fā)生意外泄漏的重要措施之一。如果發(fā)生熄火后不能及時(shí)關(guān)斷燃?xì)怆姶砰y，則泄漏的燃?xì)庥锌赡芤鸨āz測(cè)火焰的方法主要有：檢測(cè)火焰的發(fā)光（可見(jiàn)光、紫外線、紅外線） —— 光電檢測(cè)法；檢測(cè)溫度 —— 熱電偶法；檢測(cè)火焰離子電流 ——火焰離子檢測(cè)法。 ?熄火保護(hù)已成為所有燃具中必需的安全保護(hù)裝臵，目前，光電檢測(cè)法在民用燃具中很少應(yīng)用，在燃?xì)鉄崴骰虮趻戾仩t中使用的主要是火焰離子檢測(cè)法，在燃?xì)庠罹呱嫌胁糠质褂脽犭娕肌? 二、熄火保護(hù) （一）、火焰離子檢測(cè)法原理 ? 眾所周知，燃燒過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。試驗(yàn)證明，在燃燒過(guò)程中，火焰內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生大量的正、負(fù)離子。當(dāng)有外加電場(chǎng)施加于火焰時(shí)，這些正、負(fù)離子便會(huì)在電場(chǎng)的作用下產(chǎn)生定向移動(dòng)，因此產(chǎn)生電流，稱之為火焰離子電流?；鹧骐x子電流具有以下特點(diǎn)： （ 1）單向性，即火焰具有整流的作用； （ 2）電流強(qiáng)度與溫度有關(guān)，即離子電流隨火焰溫度而增加； （ 3）與施加在火焰上的電壓有關(guān)，即電壓越高離子電流越強(qiáng)； （ 4）與在火焰中施加電壓的兩電極形狀有關(guān)，兩電極面積差越大，則電流越大（靈敏度高）。 ～ AC I 檢測(cè)電極 火焰 燃燒器 火焰檢測(cè)原理 ～ AC I R D 檢測(cè)電極 火焰等效電路 火焰離子化檢測(cè)原理及火焰等效電路 火焰的內(nèi)阻 R一般很大，在 1MΩ 以上，因此火焰的離子電流也很小，一般在 μ A級(jí)。 二、熄火保護(hù) （二）、火焰離子檢測(cè)法的運(yùn)行 ? 在點(diǎn)火變壓器打開(kāi)且正常放電產(chǎn)生火花的情況下打開(kāi)燃?xì)怆姶砰y，在打開(kāi)燃?xì)怆姶砰y后的一段“安全時(shí)間”（一般為 2～ 3s）內(nèi)，控制器應(yīng)通過(guò)火焰離子探針檢測(cè)到足夠強(qiáng)度的離子電流，否則判為點(diǎn)火失敗。在燃燒器工作期間，控制器始終通過(guò)離子電極監(jiān)測(cè)這一電流值，一旦發(fā)現(xiàn)電流過(guò)小，則立即關(guān)閉燃?xì)怆姶砰y。 ? 在采用干電池作為電源的一些燃?xì)庠罹咧?，這種連續(xù)不斷的電流監(jiān)測(cè)需要消耗的電力過(guò)多，為了解決這一問(wèn)題，采用以某一時(shí)間頻率進(jìn)行巡檢的形式，既能滿足熄火保護(hù)的需求，又可大大降低電路的能量消耗。 ? 在一些壁掛爐中，火焰離子檢測(cè)與點(diǎn)火共用一根電極，在電路上進(jìn)行切換。壁掛鍋爐啟動(dòng)時(shí)，該電極為點(diǎn)火電極，點(diǎn)火時(shí)間結(jié)束后則轉(zhuǎn)換為火焰檢測(cè)電極。 差壓式水氣連鎖閥工作原理 1— 節(jié)流孔； 2— 水腔（低壓側(cè)）； 3— 水腔（高壓側(cè)）； 4— 薄膜； 5— 閥桿； 6— 燃?xì)忾y； 7— 彈簧 三、水氣連鎖 ? 水氣連鎖是為保護(hù)熱水器的熱交換系統(tǒng)不會(huì)因干燒導(dǎo)致?lián)p壞而設(shè)臵的，有壓差式和水流開(kāi)關(guān)式兩類。圖示壓差式水氣連鎖在供水管中設(shè)一節(jié)流孔（或者是文丘里管）將水氣聯(lián)鎖閥的水膜閥內(nèi)兩個(gè)腔分別接到節(jié)流孔前后（或文丘里管的喉部和出口）位臵上。當(dāng)冷水流過(guò)節(jié)流孔（或文丘里管）時(shí)，薄膜兩側(cè)產(chǎn)生壓差致使薄膜向左位移克服燃?xì)忾y的彈簧力頂開(kāi)燃?xì)忾y盤，燃?xì)膺M(jìn)人主燃燒器燃燒；水流停止時(shí)節(jié)流孔前后壓差消失，在彈簧力作用下關(guān)閉燃?xì)忾y，保證熱水器在沒(méi)有水流時(shí)停止工作。文丘里管比節(jié)流孔的阻力損失要小，特別是在低水壓工作的時(shí)候文丘里管的優(yōu)勢(shì)很明顯。 三、水氣連鎖 ? 水流開(kāi)關(guān)式水氣連鎖是在水路中設(shè)臵一個(gè)水流傳感器，通過(guò)水路中磁性翻板隨水流動(dòng)作或帶磁極的轉(zhuǎn)子隨水流旋轉(zhuǎn)使水管外的霍爾元件產(chǎn)生一個(gè)脈沖電信號(hào)，再根據(jù)這個(gè)脈沖信號(hào)控制燃?xì)夤苈分械碾姶砰y的開(kāi)啟，達(dá)到水氣連鎖的目的。翻板式水流開(kāi)關(guān)性能不穩(wěn)定，容易因摩擦力增大或其它原因?qū)е虏荒軓?fù)位，引起水氣連鎖失效損壞熱水器。目前主要采用轉(zhuǎn)子式水流傳感器，同時(shí)，恒溫型熱水器需要取得水流量參數(shù)，采用高精度的水流量傳感器就可在為水氣連鎖提供水流信號(hào)的同時(shí)，為自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供一個(gè)水流量參數(shù)。 ? 水流傳感器主要采用葉輪式傳感器，有軸向葉輪式和切向葉輪式，切向葉輪的力矩大些，但轉(zhuǎn)速小，不利于精確測(cè)量，只適用于作為水流開(kāi)關(guān)。 軸向葉輪式水流傳感器 作為水流量傳感器，普遍采用圖示的軸向葉輪式水流量傳感器，在葉輪的圓周方向設(shè)臵若干對(duì)磁極，隨著葉輪的旋轉(zhuǎn)，附著在管外的霍爾元件受交替變換的磁場(chǎng)作用，輸出一個(gè)與葉輪轉(zhuǎn)速成正比的脈沖信號(hào)，由于是單位時(shí)間內(nèi)的頻率信號(hào)，所以頻率越低誤差就越大，為了提高水流傳感器的輸出頻率，設(shè)計(jì)傳感器時(shí)在不致造成太大阻力損失的前提下應(yīng)盡可能提高水輪的轉(zhuǎn)速，同時(shí)，普通的水流開(kāi)關(guān)只用兩對(duì)磁極，水流量傳感器則通常采用充磁的方式生成三對(duì)磁極。 四、燃?xì)忾y組 ? 燃?xì)忾y組是作為燃?xì)饬髁空{(diào)節(jié)的必要環(huán)節(jié)，在不需進(jìn)行自動(dòng)控制采用手動(dòng)調(diào)節(jié)的燃?xì)饩咧?，通常采用旋塞閥作為燃?xì)饬髁康恼{(diào)節(jié)手段，這也是最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的調(diào)節(jié)手段，如果需要進(jìn)行安全控制，則可在旋塞閥前增加一個(gè)電磁閥。 ? 現(xiàn)代燃?xì)鉄崴骱捅趻鞝t中很多采用了溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)，由于需要自動(dòng)調(diào)節(jié)燃?xì)饬髁?，所以需要一個(gè)針對(duì)燃?xì)饬髁康膱?zhí)行機(jī)構(gòu)，作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，電動(dòng)閥是比較常用的手段，但電動(dòng)閥每個(gè)動(dòng)作的行程較大，加大了系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，同時(shí)，作為氣體流量的執(zhí)行機(jī)構(gòu)易受壓力波動(dòng)的影響，因此比例閥就成為燃?xì)饬髁靠刂频氖走x，電動(dòng)閥多用于水路系統(tǒng)的水流量控制。所謂比例閥是指燃?xì)饬髁颗c輸入執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電流或電壓大小成比例，比例閥大致有兩種類型，一類是壓力型，一類是流量型。 四、燃?xì)忾y組 ? 壓力型比例閥輸出的是一個(gè)穩(wěn)定的壓力，其原理類似于調(diào)壓器，所不同的是將調(diào)壓器的平衡彈簧換成了可以調(diào)節(jié)磁力大小的磁力線圈，通過(guò)改變線圈電流的大小來(lái)改變磁力的大小，從而獲得所需的燃?xì)鈮毫敵觯偻ㄟ^(guò)其后孔徑一定的噴嘴獲得一個(gè)穩(wěn)定的流量； ? 流量型比例閥輸出的是一個(gè)穩(wěn)定的流量，其原理類似于一個(gè)穩(wěn)流閥，通過(guò)節(jié)流元件產(chǎn)生的與流量信號(hào)成正比的壓差信號(hào)，作用于膜片的兩側(cè)，磁力線圈產(chǎn)生的磁力與此壓差相平衡，從而獲得一個(gè)穩(wěn)定的流量輸出。兩種比例閥的共同點(diǎn)就是燃?xì)饬髁坎皇苓M(jìn)口燃?xì)鈮毫Φ挠绊?，不同點(diǎn)在于燃?xì)饬髁壳罢咭蕾囉趪娮?，后者不受噴嘴孔徑的影響? ? 顯然，采用流量型比例閥時(shí)，噴嘴孔徑的改變只會(huì)影響引射器的引射能力，理論上不影響燃燒器的熱負(fù)荷，由于噴嘴在加工工藝上很難保證其孔徑大小的精度，這種特性可有效提高燃燒系統(tǒng)熱負(fù)荷的穩(wěn)定性。 燃?xì)獗壤y 四、燃?xì)忾y組 ? 用于壁掛爐的帶比例調(diào)節(jié)功能的燃?xì)忾y組，工作原理如下： ? 1）當(dāng)電磁閥 EV1得電后將打開(kāi)，燃?xì)馔ㄟ^(guò)電磁閥 EV1直至空間①。此時(shí)如電磁閥 EV2不開(kāi)啟，則燃?xì)鉄o(wú)法進(jìn)入并通過(guò)電磁比例調(diào)節(jié)閥。 ? 2）當(dāng)電磁閥 EV2得電打開(kāi)后，此時(shí)如電磁比例調(diào)節(jié)閥的閥芯處于關(guān)閉狀態(tài)，則燃?xì)馐紫韧ㄟ^(guò)電磁閥 EV2經(jīng)通路②進(jìn)入中介氣室。在中介氣室內(nèi)壓力的作用下，克服彈簧力使伺服閥的閥芯被向上推起并打開(kāi)。燃?xì)馔ㄟ^(guò)伺服閥流出燃?xì)忾y組，此時(shí)為最大流量。伺服閥開(kāi)度的大?。ㄈ?xì)饬髁看笮。┤Q于中介氣室膜片兩側(cè)的壓力差。 ? 3）在電磁閥 EV2打開(kāi)的情況下，如電磁比例調(diào)節(jié)閥芯處于某一個(gè)開(kāi)度，則此時(shí)將有一部分燃?xì)馔ㄟ^(guò)比例調(diào)節(jié)閥，經(jīng)通道③泄放到伺服閥的下游，進(jìn)而使得中介氣室中的壓力下降，在彈簧的作用下，伺服閥將關(guān)小，燃?xì)饬髁拷档汀? 壁掛爐燃?xì)忾y組 EV1 EV2 電 磁