De strukturelle egenskaber af varmtvandskedler varierer efter deres type (såsom atmosfærisk tryk, tryk, vakuum, kvadratrørstype osv.) og brændstof (kul, gas, brændstof, biomasse, elektricitet), men har generelt følgende kernestrukturelle egenskaber og designprincipper:
Overordnet strukturel form
Varmtvandskedlen er hovedsageligt sammensat af en kedeltønde (eller skal), en varmeflade (vand-kølet væg, røgrør/vandrør), forbrændingsudstyr, ovnvæg, ramme og hjælpesystem. Ifølge den strukturelle form er den hovedsageligt opdelt i:
Hybrid type vand- og brandrør: Anvendes almindeligvis i små og mellemstore-kul/biomassekedler (såsom CDZL-serien). En vand-afkølet væg (vandrør) er anbragt rundt om ovnen, og et røgrør er anbragt i kedelfadet.
Vandrørstype: Store kedler bruger for det meste denne struktur, vand strømmer inde i røret, og røggas vaskes uden for røret, såsom en firkantrørskedel.
Skaltype: Det er almindeligt i små olie/gasfyr, og ovnrør og røgrør er placeret i en stor skal.
Strukturelle karakteristika af kernevarmefladen
Vand-kølet væg (strålevarmeflade):
Den er anbragt rundt om ovnkammeret for direkte at absorbere flammens strålevarme.
Funktion: Beskyt ovnvæggen mod at blive brændt af høj temperatur, mens vandet opvarmes og naturlig cirkulationskraft genereres.
Funktioner: Moderne kedler bruger ofte membranvand-afkølede vægge, svejser rørene i et stykke, med god tætning, reducerer luftlækage og forbedrer termisk effektivitet.
Konvektionsrørbundt/gevindrør (konvektionsvarmeflade):
Gevindrør: Udbredt i kul/biomasse varmtvandskedler. Røgrørets indvendige væg behandles med spiralriller, som kan øge røggasforstyrrelsen, ødelægge grænselaget, styrke varmeoverførslen betydeligt, forhindre askeophobning og forbedre den termiske effektivitet (op til 82% eller mere).
Konvektionsrørbundt: anbragt op og ned i grydetønden, røggas renser rørbundtet vandret for varmeveksling.
Særlig opbygning af forskellige typer varmtvandskedler
Hjørnerørskedel
Strukturelle egenskaber: Der er ingen traditionel kedel, og de tykke nedstignings- og stigende rør, der er arrangeret i de fire hjørner af ovnen, bruges som skelet til at understøtte hele kedelvægten.
Fordele: Høj pålidelighed af vandcirkulation, stærk varmelagringskapacitet, god belastningstilpasning, kompakt struktur, let at starte og stoppe hurtigt. Det er en moden ovntype, der er meget brugt efter introduktionen af dansk teknologi i Kina.
Vakuum varmtvandskedel
Strukturelle egenskaber: Indersiden af kedlen er opdelt i to dele: øvre og nedre.
Den nederste halvdel: i lighed med en almindelig dampkedel består den af et ovnrør og et røgrør, og den interne vakuumtilstand (negativt tryk) opretholdes.
Øvre halvdel (vakuumkammer): indbygget-rørformet damp-vandvarmeveksler.
Arbejdsprincip: Vandet i den nederste halvdel koger ved lav temperatur under vakuum for at producere damp, og dampen stiger op i den øverste halvdel af varmeveksleren for at kondensere, hvilket frigiver den latente varmevarmer i opvarmnings-/brugsvandet, og kondensatet falder tilbage og fordamper igen og danner et lukket kredsløb.
Fordele: Egensikker (ingen eksplosionsrisiko), intet behov for årligt eftersyn, lang levetid.
Atmosfærisk varmtvandskedel
Strukturelle egenskaber: Toppen af kedlen har en åbning forbundet med atmosfæren, og driftstrykket er atmosfærisk tryk. Struktur: Relativt simpel, for det meste en kombination af vand-rør- og ildrørsstrukturer-. Bemærk: Da det er forbundet med atmosfæren, skal der lægges særlig vægt på korrosionsforebyggelse, og det kan ikke bruges til direkte opvarmning i høje-bygninger (kræver en varmevekslerstation).
Gas/oliefyret varmtvandskedel
Strukturelle egenskaber:
Fuldt forblandet forbrænding: Moderne højeffektive modeller- bruger metalfiber- eller overfladeforbrændingsteknologi med brænderen og ovnen integreret i designet.
Kobber/rustfrit stål varmeveksler: Nogle kommercielle modulære kedler bruger kobberrør eller rustfrit stål ribbede rør som varmevekslerelementer, hvilket muliggør hurtig varmeoverførsel, korrosionsbestandighed og kompakt størrelse.
Kondenserende struktur: En kondenserende varmeveksler er tilføjet i halen af kondenserende kedler for at genvinde latent varme fra røggas, med udstødningstemperaturer så lave som 40-50 grader og termisk effektivitet på over 100 % (baseret på lavere varmeværdi).
