本文簡(jiǎn)要介紹了SPC技術(shù)(單活塞立體換向技術(shù))的結(jié)構(gòu)及工作原理，及其在新型集成水路上的應(yīng)用，能有效將集成水路的高度下降40mm，厚度減薄45mm，與智能型節(jié)能水泵的結(jié)合使用，能耗下降30%，為減小壁掛爐整機(jī)外形尺寸，提高壁掛爐系統(tǒng)能效提供了選擇的方案。

關(guān)鍵詞：SPC技術(shù)集成水路流量特性限流特性旁通動(dòng)作集成度

0引言隨著中國(guó)壁掛爐市場(chǎng)的逐步完善，國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越白熱化，產(chǎn)品同質(zhì)化越來(lái)越嚴(yán)重，而客戶(hù)對(duì)產(chǎn)品的要求越來(lái)越高，隨著國(guó)家和社會(huì)倡導(dǎo)節(jié)能減排政策的推廣及財(cái)政補(bǔ)貼措施的實(shí)施，新技術(shù)、新工藝在壁掛爐上的應(yīng)用以及高能效等新產(chǎn)品推廣上市將成為壁掛爐行業(yè)未來(lái)發(fā)展的方向。節(jié)能建筑、中小戶(hù)型在國(guó)家十二五規(guī)劃中明確提出，以及政府正在實(shí)施的三年內(nèi)3600萬(wàn)套保障房建設(shè)等均體現(xiàn)出未來(lái)壁掛爐行業(yè)發(fā)展的方向。在國(guó)內(nèi)的房地產(chǎn)設(shè)計(jì)中，通常情況下壁掛爐安裝的位置集中在廚房和陽(yáng)臺(tái)，這些位置的空間一般很小，在相同功率下終端用戶(hù)希望產(chǎn)品外形尺寸越小，厚度越薄，越受到老百姓的喜歡，用戶(hù)潛在的需求將推動(dòng)壁掛爐行業(yè)整體健康發(fā)展。尺寸小巧、高能效等特點(diǎn)作為新型集成水路的最大亮點(diǎn)，本文將對(duì)SPC技術(shù)在壁掛爐上的應(yīng)用做重點(diǎn)闡述。

1單活塞立體換向結(jié)構(gòu)如圖1所示，單活塞立體換向結(jié)構(gòu)主要由三通螺絲1、出水閥體2、運(yùn)動(dòng)頂桿3、三通套4、活塞5、密封圈6、彈簧7、支撐環(huán)8等部件構(gòu)成。

其工作原理如下：當(dāng)采暖水從A側(cè)流進(jìn)閥體后，在常態(tài)下由于彈簧的彈力將活塞移動(dòng)到三通套的下表面，此時(shí)活塞的上表面和三通套的下表面完全接觸，采用面密封的形式，此時(shí)流進(jìn)A側(cè)的采暖水因上出水口的堵塞全部流向C出水口，實(shí)現(xiàn)了采暖的功能當(dāng)活動(dòng)頂桿在控制部件的外力作用下，向下移動(dòng)一定的位移量后，推動(dòng)活塞一起達(dá)到相同的位移量，活塞的凸輪外側(cè)弧面與三通套內(nèi)側(cè)的密封圈進(jìn)行密封，此時(shí)，采暖水從A側(cè)進(jìn)入，因C口完全密封，而B(niǎo)口完全打開(kāi)，采暖水實(shí)現(xiàn)了從A口流向B口，流入板式換熱器后完成了生活熱水的加熱功能。圖2顯示了SPC技術(shù)的3D設(shè)計(jì)圖。

2集成水路上的應(yīng)用目前市場(chǎng)上銷(xiāo)售的水路系統(tǒng)，與歐洲1999年設(shè)計(jì)的水路基本相同，特點(diǎn)為外形尺寸較大，生活熱水采用流量開(kāi)關(guān)信號(hào)采集，采暖系統(tǒng)采用微壓差開(kāi)關(guān)信號(hào)采集，由于這兩種信號(hào)的采集方式不同，設(shè)計(jì)師們使用了比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和數(shù)量較多的零部件組合，同時(shí)使用的水泵集成度較低，主要的控制元器件和傳感器探頭必須在集成水路上實(shí)現(xiàn)，故90年代水路的外形尺寸較大，特別是水泵使用后插式安裝方式，壁掛爐水路模塊的整體特點(diǎn)是重量大、上下距離尺寸長(zhǎng)、前后距離大，信號(hào)的采集比較落后。隨著近年來(lái)壁掛爐市場(chǎng)的發(fā)展，新技術(shù)、新材料的應(yīng)用，水泵的集成度越來(lái)越高，低功率的水泵可以滿(mǎn)足老產(chǎn)品同等條件下流量曲線(xiàn)，能效逐步提高，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理實(shí)用。例如：德國(guó)WILO最新上市的水泵MSL12/5-3和丹麥Grundfos上市的UPS015-50CESA03P均采用了左下插接口，能耗最大下降了35%，同時(shí)集成了安全閥接口、膨脹水箱接口、水壓表接口、外置旁通接口等集成水路必備的接口，這樣為新型集成水路的簡(jiǎn)潔設(shè)計(jì)提供了選擇的方案。SPC技術(shù)在新型集成水泵上的應(yīng)用，體現(xiàn)了新技術(shù)、新工藝帶來(lái)的新的集成水路變革。為壁掛爐未來(lái)的發(fā)展方向提供了一定的參考信息，以下內(nèi)容簡(jiǎn)要介紹新型集成水路的應(yīng)用。如圖3所示，集成水路由出水閥總成組件、進(jìn)水閥總成組件、板式換熱器、水泵四大組件構(gòu)成，出水閥組件集成了旁通閥1、壓力傳感器或壓力開(kāi)關(guān)2、出水閥體3、三通電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)4、熱水傳感器接口5、板換接口等主要部件進(jìn)水閥總成組件集成了水流渦輪組件7、限流裝置9、注水閥10、霍爾元件11、板換接口、水泵接口等主要部件和接口。圖4為3D結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。

3測(cè)試及分析

①將集成水路按照?qǐng)D5測(cè)試臺(tái)進(jìn)行連接，在采暖功能下，選擇不同測(cè)試點(diǎn)連續(xù)讀取集成水路的進(jìn)出水口壓力差和相對(duì)應(yīng)的流量，繪制出壓差和流量特性曲線(xiàn)如圖6。

②按照GB25034-2010《燃?xì)獠膳療崴疇t》中第7.8.7.1條測(cè)試方法，自來(lái)水壓力分別在0.1MPa、0.2MPa、0.3MPa、0.6MPa下進(jìn)行測(cè)試，限流功能的特性曲線(xiàn)如圖7所示(以10L/min為例)。

③逐漸增大系統(tǒng)阻力，記錄旁通動(dòng)作時(shí)的流量和壓降，進(jìn)一步增多系統(tǒng)阻力，直到完全關(guān)閉系統(tǒng)閥門(mén)，旁通動(dòng)作的特性曲線(xiàn)如圖8所示(以300mbar為例)。

4結(jié)論

(1)單活塞立體換向技術(shù)(SPC技術(shù))實(shí)現(xiàn)了壁掛爐集成水路高度降低40mm，厚度減薄45mm的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，為壁掛爐外形尺寸減小、厚度減薄提供了系統(tǒng)解決方案。

(2)SPC集成水路與側(cè)插高效節(jié)能水泵(格蘭富UPS015-50CESA03P或威樂(lè)MSL12/5-3)的結(jié)合使用，實(shí)際能耗最大下降30%。

(3)SPC集成水路的整體性能，如流量特性曲線(xiàn)、限流特性曲線(xiàn)等重要性能指標(biāo)均超越現(xiàn)有產(chǎn)品的特點(diǎn)。備注：本集成水路已獲得國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局頒發(fā)的專(zhuān)利證書(shū)。