冷凝锅炉

冷凝锅炉是以燃气或石油为燃料的热水器。它们通过冷凝废气中的水蒸气并回收其汽化潜热来实现高效率（通常在较高的热值上大于90%），否则这些潜热会被浪费掉。这种冷凝的蒸气通过排放口以液体形式离开系统。在许多国家，冷凝锅炉的使用是强制性的，或者通过经济激励措施鼓励使用。

在传统的锅炉中，燃料被燃烧，产生的热气体通过热交换器，其中大部分热量被传递给水，从而提高了水的温度。燃烧过程中产生的热气体之一是水蒸气（蒸汽），它是由燃烧燃料中的氢含量产生的。冷凝锅炉通过将水蒸气冷凝成液态水从废气中提取额外的热量，从而回收其汽化潜热。效率的典型增加可高达10-12%。虽然冷凝过程的有效性取决于返回锅炉的水的温度，但它始终至少与非冷凝锅炉一样有效。产生的冷凝物呈微酸性（3-5pH），因此在存在液体的区域必须使用合适的材料。铝合金和不锈钢最常用于高温。在低温地区，塑料是xxx成本效益的（例如，uPVC和聚丙烯）。冷凝水的生产还需要安装热交换器冷凝水排放系统。在典型安装中，这是冷凝式锅炉和非冷凝式锅炉之间的xxx区别。为了经济地制造冷凝锅炉的热交换器（并且为了便于安装设备），xxx选择最小的实际输出尺寸。这种方法导致热交换器具有高燃烧侧阻力，通常需要使用燃烧风扇将产品移动通过狭窄的通道。这也有利于为烟道系统提供能量，因为排出的燃烧气体通常低于100°C(212°F)，因此其密度接近空气，浮力很小。燃烧风扇有助于将废气泵送到外部。

冷凝锅炉现在在很大程度上取代了早期的传统设计，用于为欧洲的家用中央供暖系统供电，在较小程度上，在北美。荷兰是xxx个广泛采用它们的国家。在欧洲，他们的安装受到关注减少能源使用的压力团体和政府机构的强烈倡导。例如，在英国，自2005年以来在英格兰和威尔士安装的所有新燃气集中供暖锅炉都必须是高效冷凝锅炉，除非有特殊情况；自2007年4月起，同样的规定适用于燃油锅炉（暖风集中供暖系统不受这些规定的限制）。在美国，安装冷凝锅炉可享受联邦税收抵免，部分州的电力公司可提供额外退税。在加拿大西部，当这些系统安装在多单元住宅中时，能源供应商现在提供能源回扣。北美天然气价格的下降导致现有锅炉装置的冷凝设备改造增加。

冷凝锅炉制造商声称可以实现高达98%的热效率，而传统设计的热效率为70%-80%（基于燃料的更高热值）。典型型号的效率约为90%，这将大多数品牌的冷凝式燃气锅炉带入了最高的能效类别。在英国，这是SEDBUK（英国家用锅炉的季节性效率）等级A效率等级，而在北美，它们通常会获得生态标志和/或能源之星认证。锅炉性能基于传热效率，并高度依赖于锅炉尺寸/输出和发射器尺寸/输出。系统设计和安装至关重要。将辐射与锅炉的Btu/Hr输出相匹配并考虑发射器/散热器的设计温度决定了空间和生活热水系统的整体效率。效率下降的一个原因是加热系统的设计和/或实施使锅炉的xxx（传热流体）温度超过55°C（131°F），这防止了热交换器中的显着冷凝。对安装人员和业主的更好教育有望提高报告实验室值的效率。加拿大自然资源部还提出了更好地利用这些锅炉的方法，例如结合空间和热水系统。一些锅炉（例如Potterton）可以在两种流动温度之间切换，例如63°C(145°F)和84°C(183°F)，只有前者是完全冷凝的。但是，锅炉通常默认安装较高的流量温度，因为家用热水缸通常加热到60°C(140°F)，这需要很长时间才能实现，而流动温度仅高出三度。尽管如此，即使是部分冷凝也比传统锅炉更有效。大多数非冷凝锅炉可以通过简单的控制更改来强制冷凝。这样做会xxx降低燃料消耗，但由于冷凝水的腐蚀性，会很快破坏传统高温锅炉的任何低碳钢或铸铁部件。出于这个原因，大多数冷凝锅炉热交换器由不锈钢或铝/硅合金制成。外部不锈钢省煤器可以改装为非冷凝锅炉，以使其达到冷凝效率。温度控制阀用于将热水混合到回流中，以避免锅炉内部的热冲击或冷凝。锅炉的回流温度越低，它就越有可能处于冷凝模式。如果xxx温度保持在大约55°C(131°F)以下，锅炉仍应处于冷凝模式，从而使辐射地板甚至旧铸铁散热器等低温应用非常适合该技术。大多数新的家用冷凝锅炉制造商都生产一种基本的适合所有控制系统，导致锅炉仅在初始加热时以冷凝模式运行，之后效率下降。这种方法仍应超过旧型号（参见建筑研究机构发布的以下三份文件：信息论文10-88和19-94；一般信息传单74；摘要339。另见应用手册AM31989：冷凝锅炉特许屋宇装备工程师学会）。

家用冷凝锅炉的控制对于确保其以最经济和最省油的方式运行至关重要。几乎所有都有调节燃烧器。燃烧器通常由具有内置逻辑的嵌入式系统控制，以控制燃烧器的输出以匹配负载并提供最佳性能。

据称，冷凝式锅炉因其可靠性较低而闻名，如果安装人员和管道工可能不了解其操作，也可能会受到影响。不可靠的说法与英国建筑研究机构进行的研究相矛盾（见建筑研究机构）。特别是，早期安装的冷凝锅炉出现了“羽流”问题，其中在出口烟道处可以看到冷凝蒸汽的白色羽流（作为微小的水滴）。虽然对锅炉运行不重要，但可见的烟羽是一个美学问题，引起了对冷凝锅炉的强烈反对。一个更重要的问题是冷凝液的轻微（pH3-4）酸度。如果它与锅炉的热交换器直接接触，特别是对于薄铝板，它可能会比传统的非冷凝锅炉产生更快的腐蚀。较旧的锅炉也可能使用厚铸换热器，而不是薄板，后者的响应时间常数较慢，但由于其xxx质量，也能抵抗任何腐蚀。冷凝水的酸性意味着只能使用一些材料：不锈钢和铝是合适的，低碳钢、铜或铸铁不合适。糟糕的设计或建造标准可能使一些早期冷凝锅炉的热交换器寿命降低。强烈建议对带有铝或不锈钢热交换器的冷凝锅炉中的传热流体进行初始测试和年度监测。使用防腐剂和缓冲剂维持微碱性（pH8至9）液体可减少铝制热交换器的腐蚀。一些专业人士认为，换热器燃烧侧产生的冷凝水可能会腐蚀铝制换热器，缩短锅炉寿命。由于带有铝制热交换器的冷凝锅炉尚未使用足够长的时间，因此尚无统计证据。

英国主要的建筑行业研究机构建筑研究机构制作了一份关于家用冷凝锅炉的传单。根据建筑研究机构：

• 现代冷凝锅炉与标准锅炉一样可靠
• 冷凝锅炉不再难以维修，也不需要更频繁的维修
• 维修费用不高；xxx（次要）的额外任务是检查冷凝水排放的正确功能
• 冷凝锅炉安装不难
• 在所有操作条件下，冷凝锅炉总是比标准锅炉更高效

从冷凝锅炉排出的冷凝水是酸性的，pH值在3到4之间。冷凝锅炉需要一个排水管来排放运行期间产生的冷凝水。这包括一段带有蒸汽阱的短聚合物管，以防止废气被排放到建筑物中。冷凝水的酸性可能会腐蚀铸铁管道、污水管和混凝土地板，但不会对居住者造成健康风险。可以安装中和剂，通常由填充有大理石或石灰石骨料或碎屑（碱性）的塑料容器组成，以将pH值提高到可接受的水平。如果重力排水不可用，则还必须安装一个小型冷凝泵以将其提升到适当的排水管。初级和次级热交换器由能够承受这种酸度的材料制成，通常是铝或不锈钢。由于冷凝锅炉的最终排气温度低于常压锅炉的排气温度38°C(100°F)与204°C(400°F)，因此始终需要机械风扇将其排出，另外允许使用没有绝缘或传统烟囱要求的低温排气管道（通常是家庭应用中的PVC）的好处。事实上，由于烟道产品的腐蚀性，特别禁止使用传统的砖石烟囱或金属烟道，但在某些型号中特别额定的不锈钢和铝材除外。北美大多数冷凝锅炉的首选/常用排气材料是PVC，其次是ABS和CPVC。聚合物通风孔可增加安装位置的灵活性，包括侧壁通风孔，从而节省不必要的屋顶穿透。

在英国和美国，冷凝锅炉的购买和安装成本比传统类型高50%。然而，截至2006年，按照英国的价格，安装冷凝而不是传统锅炉的额外成本应通过减少燃料使用在大约2-5年内收回，按美国价格计算2-5年。确切的数字将取决于原始锅炉安装的效率、锅炉使用模式、与新锅炉安装相关的成本以及系统的使用频率。这些锅炉的成本随着政府强制实施的大规模采购生效以及制造商退出旧的、效率较低的型号而下降，但由于冷凝锅炉更复杂，生产成本高于旧型号。冷凝式锅炉增加的复杂性如下：

• 增加热交换器的尺寸，或增加第二个热交换器（重要的是热交换器的设计能够抵抗来自湿烟气的酸侵蚀）
• 风扇辅助烟道的必要性（因为较冷的烟气浮力较小）。许多非冷凝锅炉也具有此功能，但是
• 由于较冷的烟气会产生冷凝水，因此需要将其排放，因此将锅炉连接到废物或排水管中

就现代锅炉而言，冷凝式锅炉和非冷凝式锅炉之间没有其他区别。可靠性以及初始成本和效率会影响总拥有成本。一家大型独立的英国管道工公司在2005年表示，它已经发出了数千次维修冷凝锅炉的呼吁，其货车排放的温室气体可能比转向具有生态意识的锅炉所节省的成本还要多。然而，同一篇文章指出，供暖和热水信息委员会与一些安装人员一起发现，现代冷凝锅炉与标准锅炉一样可靠。