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燃气壁挂炉双通道主换热器的噪音分析

作者:隐年 浏览:188 次

信息摘要:

为欧洲外来品的燃气壁挂炉,经过十多年国内引进发展而成,部分的核心零部件也实现了国产化,如:主换热器、燃气阀、风机等。 本文就套管机型在工作状态时产生的噪音进行分析和讨论。

  1 近年来,西部的经济提升,能源的开发和利用,为燃气壁挂炉行业发展提供了动力。壁挂炉采暖——这种分户供暖方式由于管理简单、维护成本低,逐渐被广大的用户所接受。在国内市场上,带翅片式换热器结构的壁挂炉,主要分为单通道换热器和双通道换热器(套管式)两种。由于套管机型较板换机型价格成本较低,质量性能相对稳定,因此比较受广大用户的认可,市场上占有率也最大。

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  作为欧洲外来品的燃气壁挂炉,经过十多年国内引进发展而成,部分的核心零部件也实现了国产化,如:主换热器、燃气阀、风机等。 本文就套管机型在工作状态时产生的噪音进行分析和讨论。在生产及用户使用过程中,噪音产生的来源有很多,如:燃烧噪音、气流噪音、风机噪音、水流噪音等。产生的噪音给用户的使用带来了不好影响,有时甚至超过了国家标准规定的65dB。为了解决噪音问题,我们技术工程师经过了长期锲而不舍的分析研究,也掌握了噪音产生的机理。套管机型的采暖过程中主换热器产生的噪音在许多壁挂炉生产厂家及换热器供应商还不为多见。以下主要针对这个双通道换热器噪音产生的机理与大家共同探讨。

  2 噪音产生原因分析及解决措施 以下是我们在套管机型对噪音主换的检测过程中一些情况的记录:

  (1) 卫生热水状态下,由小火逐渐调到大火时,温度由低到高,未发现有噪音产生,说明不是卫生热水的管路系统。

  (2) 在采暖工作的状态下,而只有大火时且采暖出水温度60℃以上时,才出现有较强烈的噪音。同时将卫浴通道水全部排空,噪音同样产生。采暖系统中水压表的指针剧烈跳动,摆幅在0.3bar~0.4bar左右。 双通道换热器产生的噪音,我们在很早之前已发现并一直致力在解决,寻找合理有效地方法。

  本文综合了所有对双通道换热器噪音的测试及分析,认为产生噪音的位置和现象均与前面所述一致,其共同点就是在主换的高温部位的直管内、采暖水流量过小、采暖水过热并发生汽化的现象,噪音便是水“烧开”的声音,以下主要有四个方面原因。

  (1) 采暖进出水入口处的水盒“窜水” 通常在主换热器如图1所示的水盒位置内放置了分水隔板,其作用是将水盒的进出水部分一分为二,使采暖回水须流经过主换热器直管,在翅片管通道吸收热量后,再从主换的采暖出水口流出。但在主换的生产厂家的生产过程中,经常发现由于生产员工的疏忽,或者在搬运的过程中,常发生了分水隔板放倒以及焊接工艺不良的产品质量问题。如存在该质量问题的主换热器装配到壁挂炉时,将导致机器在采暖状态时,采暖水“短路”现象。也就是说采暖回水在入口的水盒内直接从采暖出水口流出,从而导致流经主换直管内的水流量过小,水温过热以致水汽化,发出了噪音的现象。 解决方法:取消水盒内的分水隔板,而采用压型及焊接的方法,使采暖进出水口的水盒完全隔开。同时通过按右图3采用倾斜30°如图所示,将水倒入其中一个采暖通道入口,检验是否压型是否存在漏点。

  (2) 椭圆管与异型管的错位 椭圆管连接着主换两端的水盒(如箭头位置),正确主换的采暖通道如图4位置所示,中间异型管是卫生热水通道,椭圆管与异型管的之间是采暖通道。但如果主换热器椭圆管的设计、装配工序工装的出现定位问题,将导致异型管与椭圆管配合出现错位,左右两边长短不一致,影响了采暖通道通畅,甚至堵塞的现象如下图5所示,该主换一端的通道被封死,导致采暖水不能正常通过。水流量过小或者断流的情况下,同样会导致噪音的产生。因此异型管两端的尺寸设计及生产的工装夹具应重点考虑,避免人为的问题导致产品不良。 同时我们更关心的是在成品检验时,由于通道内看不见摸不着。我们如何采用有效检测依据,判断通道是否通畅?现大多数厂家采用的流量验证方法其实尚不是很完善。为了模拟现象,我们分别制作了多个直管通道是全堵及半堵的主换样品,并在一定的水压力下测试流量参数,发现测出水流量参数差别不大。同时通过对整个采暖通道的横截面积计算及分析,如下所示; ①采暖进出水接头的内孔面积,S=254.34mm2; ②采暖直管通道的横截面总和,S=270mm2; ③水盒与采暖进出水接头的横截面,S=195.07mm2。 发现采暖通道的瓶颈位置应在水盒与进出水接头的部分,而不在直管部分,如通过检测水流量的参数,不是很好的判断通道是否堵塞方法。因此主换厂家及壁挂炉生产厂有必要寻找更合理的检测及判断方法。

  (3) 主换采暖通道杂质堵塞 我们经常发现用户经过一段的时间使用后,主换才发现有噪音。通过解剖,发现主换中间部位的采暖通道堆积了许多块状呈褐色的物质,并堵塞了通道,如图6所示。 经化验,成分主要为钙、镁等盐类的物质,天然水中含有很多有害的杂质,未经处理,让这些杂质进入壁挂炉,就会产生结垢、腐蚀等现象。这些盐类的溶解度小,且随温度升高而降低,当通过通道较小温度高的区域时,便形成结垢,经长时间沉淀积累,严重的便堵塞了管路。其危害有:

  ①能源的浪费。管的内部结垢导致换热性能差,造成排烟温度升高,热效率降低。

  ②破坏主换、噪音产生。管的内部结垢导致管内通道过小,高温烟气的热量不能迅速的被带走,形成金属过热、采暖水汽化,因此噪音也就产生了。

  建议:解决结垢问题有多种方法,如:采用水的软化、采暖系统中增加磁性过滤器、添加阻垢剂等,都有效的减少了水垢的形成。

  (4) 主换水量调节板有效性 水量调节板主要用于合理调配主换热器各个管路水流量,但针对水量调节板有效性,许多生产厂家也说法不一。我们通过对国内一家供应商的主换热器进行流量测试,分别选用带水量调节板和不带水量调节板的主换各一个,对管内的水流量进行测试。测试通道位置见图7,所测数据见表1。 从以上表中数据分析,水量调节板是起不到平衡水流量的作用,反而加剧了几个通道内的水流量的差距,同时水量调节板缺少防呆设计(方向的唯一性),很容易导致方向错误。以及导致热效率降低、噪音的产生等问题。而不使用水量调节板时,主换热器系统中各个直管的流量反而相差不大。因此建议:还是可以取消水量调节板。

  3 结论 主换热器的噪音产生的部位是在主换热器的采暖通道内,由于主换热器高温的通道内过窄,流量小,导致水高温汽化,便产生了水烧开剧烈的声音,同时也导致系统水压力的变化,产生振动。该主换产生的噪音,,往往还伴随着热效率的降低,主换的损坏等问题,不能仅仅头痛医头,脚痛医脚,要考虑整个系统,包括:水、管路等。以及改善用户的采暖系统水质也有效的解决主换热器噪音产生的问题。 核心零部件国产化是一个民族工业发展的过程,不但要求国内厂家引进技术的同时,也需要因地制宜根据国内的生产条件、设备、用户的使用环境,加以创新设计。

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