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「供暖系統(tǒng)漫談」冷凝壁掛爐與常規(guī)壁掛爐的區(qū)別及應(yīng)用(三)

時(shí)間:2019-07-16 10:59:27    來源:博容節(jié)能    閱讀數(shù):0

 
所謂系統(tǒng)是指工況的合理匹配,從而讓熱源和末端都能在適宜的工況下發(fā)揮最佳性能,因此探討應(yīng)用問題首先要根據(jù)各自工況特性進(jìn)行分析。
 
常規(guī)壁掛爐的工況特性:適合70℃~80℃的高溫水輸出,回水溫度高于55℃;供回水溫差在15℃~25℃;24kW的壁掛爐循環(huán)流量700kg~1000kg,最小穩(wěn)定工作流量300kg以上;最小輸出功率7kW~9kW左右。
 
 
常規(guī)壁掛爐與散熱器末端的匹配
 
常規(guī)壁掛爐基于以上幾點(diǎn)特點(diǎn),特別適合應(yīng)用于散熱器采暖系統(tǒng),因?yàn)閮烧吖r匹配性較好,可以直連工作。
 
一臺(tái)常規(guī)24kW壁掛爐在水力平衡狀態(tài)較好的情況下,可以直連10~15組散熱器,滿足200m2~300m2的采暖面積需求。
 
在設(shè)計(jì)相關(guān)方案時(shí)需注意以下幾個(gè)方面問題:
 
(1)常規(guī)壁掛爐直連散熱器,可以采用雙管異程并聯(lián)或者章魚式連接方式。當(dāng)用于雙管異程并聯(lián)時(shí),要特別注意各組散熱器的水力平衡問題,推薦采用虎牢關(guān)溫控閥等具有流量調(diào)節(jié)特性的手動(dòng)閥,如此更容易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)平衡;當(dāng)使用章魚式連接時(shí),同樣推薦采用流量調(diào)節(jié)閥,用于平衡不同房間、不同散熱器對(duì)散熱量和流量需求的不同,水力平衡是做好散熱器系統(tǒng)的基礎(chǔ)。
 
 
(2)推薦設(shè)定壁掛爐的出水溫度為75℃~80℃,通過調(diào)整流量閥回水溫度保持在55℃~60℃,散熱器表面的平均水溫70℃左右,可以讓散熱器散發(fā)出更多的熱量,同時(shí)也避免了回水溫度過低造成換熱器的結(jié)露現(xiàn)象。
 
(3)壁掛爐直帶散熱器不建議配置散熱器恒溫閥,因?yàn)楹銣亻y流量的調(diào)節(jié)比較容易導(dǎo)致流量大幅度變化,甚至低于壁掛爐最低穩(wěn)定工作流量,反而造成工作異常;恒溫閥系統(tǒng)適合采用二次系統(tǒng)的散熱器,一般在國(guó)內(nèi)使用較少。
 
(4)從節(jié)能和系統(tǒng)穩(wěn)定角度推薦手動(dòng)比例調(diào)節(jié)閥調(diào)整好后,配置一個(gè)無線溫控器,當(dāng)房間溫度達(dá)到設(shè)定后關(guān)閉壁掛爐,在避免室溫過高造成不適與能耗增加之余,由于室溫變化速度較慢,相較于根據(jù)回水溫度啟停的方式,能大幅度降低壁掛爐的啟停頻率,進(jìn)一步提高壁掛爐效率。
 
(5)溫控閥不推薦選擇回水平衡的方式,因?yàn)榛厮{(diào)節(jié)用戶不便于操作。當(dāng)用戶只開啟部分房間采暖時(shí),由于回水流量限制,很容易出現(xiàn)流量過低,壁掛爐頻繁啟停的情況。采用虎牢關(guān)這種通過進(jìn)水閥調(diào)節(jié)流量平衡的方式,當(dāng)開啟房間數(shù)量少的時(shí)候,用戶全開進(jìn)水閥,從而保證壁掛爐最小流量,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和效率。
 
(6)由于常規(guī)壁掛爐最小功率較大,要盡可能地避免末端只開啟一個(gè)房間的情況。因?yàn)榧词雇ㄟ^溫控閥保證了最小流量滿足要求,壁掛爐也會(huì)比較頻繁的啟停導(dǎo)致能耗增加。建議用戶即使晚上只有一個(gè)房間采暖,也保持兩個(gè)房間以上開啟,增加壁掛爐工作的穩(wěn)定性。
 
(7)如果有條件,推薦增加并聯(lián)蓄能水箱,通過二次泵的方式為散熱器供熱,則可以在二次側(cè)采用散熱器恒溫閥等控制方式。
 
 
(8)采用章魚式連接方式直連也不推薦設(shè)置分室溫控系統(tǒng),道理同上,可以另外配置一個(gè)無線溫控器進(jìn)行室溫控制。
 
常規(guī)壁掛爐與地暖末端的匹配
 
從采暖功率上來說,一臺(tái)24kW的壁掛爐帶300m2地暖都是足夠的,但事實(shí)上,在使用過程中,大家發(fā)現(xiàn)其帶100多平方米就已經(jīng)很吃力了,這是因?yàn)榈嘏枰牧髁看螅?00m2大概需要1t流量,
 
而壁掛爐無法滿足更大面積采暖的流量需求,所以無法帶動(dòng)更大的地暖面積。
 
有的朋友說,當(dāng)?shù)嘏膳娣e較小的時(shí)候,可以直連壁掛爐。比如實(shí)鋪面積只有幾十平方米,用壁掛爐是可以將其帶熱的,但這里能“熱起來”和“合理的采暖系統(tǒng)”是兩個(gè)不同的概念。
 
與此同時(shí),實(shí)際問題還不僅僅涉及到流量,常規(guī)壁掛爐供回水溫度的需求也與地暖不符:地暖要求低溫供水、低溫回水的低溫差大流量工作特性,對(duì)于家用地暖來說一般進(jìn)水溫度在35℃~45
 
℃就能提供足夠的熱量,這種情況下回水溫度可能只有30℃~40℃,低溫水遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于煙氣中的露點(diǎn)溫度,很容易導(dǎo)致?lián)Q熱器表面結(jié)露腐蝕,甚至影響到壁掛爐的安全性和使用壽命。
 
因此,任何情況下都不推薦采用常規(guī)壁掛爐直連地暖的方式,而需要在兩者之間增加一個(gè)工況轉(zhuǎn)換設(shè)備,最常用的就是混水裝置。
 
 
裝上混水裝置就行么?
 
 

 
如上圖所示,圖中采用的是常見的三通混水裝置,經(jīng)過混水裝置之后,能夠?qū)⒊R?guī)壁掛爐所提供的70℃~80℃的高溫水,降低到40℃甚至更低后送入地暖,地暖回水溫度大概30℃~35℃。
 
這時(shí)候問題就來了,裝了混水裝置后,好像并沒有解決回水溫度過低的問題,換熱器還是會(huì)結(jié)露,這個(gè)問題怎么解決呢?
 
誠(chéng)然,如上面這種簡(jiǎn)單安裝混水裝置的方式,確實(shí)不一定能夠解決問題,甚至可能制造出更多的問題,除了回水溫度過低之外,還有一次流量問題和工況波動(dòng)問題。
 
大家都知道混水裝置具有流量轉(zhuǎn)換作用,可以將高溫差的一次流量,轉(zhuǎn)換成低溫差的二次流量。這個(gè)轉(zhuǎn)換過程中,二次流量可能放大好幾倍,或者換種說法,可能讓一次流量降低好幾倍。
 
比如對(duì)于一個(gè)100m2的采暖面積來說,正常循環(huán)流量在1t左右,一次進(jìn)水溫度80℃,混水溫度35℃,回水溫度30℃,則一次溫差50℃,二次溫差5℃,一次流量只有二次流量的十分之一,就是
 
100kg,這種情況甚至?xí)?dǎo)致壁掛爐根本無法正常工作,且增加耗氣量與售后、降低客戶滿意度。
 
因此,絕不是簡(jiǎn)單地加上混水裝置就能解決問題,這也是如今很多朋友越來越不愿意用或不敢用混水裝置的原因。
 
怎樣正確的應(yīng)用混水裝置呢?
 
首先,壁掛爐帶地暖需要的混水裝置是有特殊要求的,并不是任何混水裝置都能滿足。搭配合適的混水裝置能夠?qū)崿F(xiàn)理想的工況轉(zhuǎn)換,否則可能適得其反。
 
 


 
 
上圖中的混水裝置裝上后,壁掛爐工作異常,啟動(dòng)后工作一段時(shí)間出現(xiàn)超溫故障,手動(dòng)啟動(dòng)后重復(fù)出現(xiàn)同樣情況,因此如果壁掛爐配這種混水裝置將導(dǎo)致無法正常工作。
 


 
 
上圖是常規(guī)壁掛爐配合壁掛爐專用混水裝置的工況測(cè)試圖,從圖中可以看出,壁掛爐的出水溫度在70℃~80℃之間波動(dòng),混水溫度45℃左右,回水溫度50℃~63℃之間波動(dòng),一次流量500kg,二次流量1000kg,這是符合相關(guān)需求的。
 
壁掛爐選擇混水需要具備以下幾個(gè)特性:
 
(1)需要混水裝置的控制性能穩(wěn)定可靠,具體表現(xiàn)為混水溫度穩(wěn)定,一次流量穩(wěn)定。
 
(2)需要保障一次流量最小值不低于壁掛爐需要的最小流量。
 
(3)要以措施有效提高一次回水溫度到55℃以上,避免壁掛爐出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。
 
(4)二次流量要達(dá)到1000kg以上,滿足實(shí)鋪120m2或者說8路分水器的用水需求。
 
在市場(chǎng)上選擇產(chǎn)品的建議:
 
(1)兩通混水或者直接的三通混水不能用。
 
(2)四通混水可以選擇,但是最好對(duì)控制性能有所了解。
 
(3)電動(dòng)球閥的混水裝置很難穩(wěn)定精確控制,不推薦使用。由于對(duì)其他品牌產(chǎn)品不太了解,推薦選擇博容BH660壁掛爐專用混水,可以良好配套。
 
另外,建議配置無線溫控器控制實(shí)現(xiàn)定時(shí)、定溫控制,不推薦分室溫控裝置,除非其配置有緩沖蓄能水箱。
 
如果地暖面積較大,比如客戶是三層別墅,每層100m2,建議每層配置一臺(tái)壁掛爐專用混水裝置和一臺(tái)無線溫控器,無線溫控器控制本層混水裝置的水泵,并通過中央控制器聯(lián)動(dòng)壁掛爐,任何一層需要采暖的時(shí)候給水泵供電即可,當(dāng)所有樓層都不需要采暖時(shí)聯(lián)動(dòng)關(guān)閉壁掛爐。
 
 
 
冷凝爐應(yīng)用方案
 
大氣式冷凝爐和全預(yù)混冷凝爐最大的區(qū)別在于最低負(fù)荷不同。大氣式最低功率和常規(guī)壁掛爐相似約額定功率的30%~40%,而全預(yù)混最小功率可以做到額定功率的10%~15%,這是兩者應(yīng)用中需要注意的不同。
 
1、冷凝爐與散熱器的結(jié)合方案
 
要想讓冷凝爐產(chǎn)生冷凝達(dá)到最高的能效,最重要的是保證回水溫度在露點(diǎn)溫度55℃之下,通常維持在50℃甚至45℃會(huì)更好;而散熱器需要足夠高的平均水溫才能夠有較好的散熱量,因此供水
 
溫度需要設(shè)置高一些,建議進(jìn)水溫度設(shè)置在70℃~80℃,通過調(diào)整流量閥控制回水溫度在45℃~50℃,這樣平均水溫能達(dá)到60℃左右,起到較好的散熱效果,也能保證冷凝的產(chǎn)生。
 
但是大家在配置散熱器的時(shí)候需要注意,與常規(guī)壁掛爐平均水溫70℃相比,當(dāng)室溫都是20℃時(shí),同樣配置的冷凝爐散熱器散熱量比常規(guī)壁掛爐要低20%~30%,要在選擇散熱器時(shí)適當(dāng)增大配置。
 
需要注意的是,冷凝爐對(duì)流量平衡調(diào)節(jié)的要求更高,最好能將各組散熱器的回水溫度調(diào)整的比較均衡一致,需要用到比例流量調(diào)節(jié)的溫控閥。
 
對(duì)于大氣式冷凝爐來說,由于最小功率較高,在調(diào)節(jié)進(jìn)回水溫差的同時(shí)要注意保證系統(tǒng)總流量滿足壁掛爐需求,不能出現(xiàn)流量過低的頻繁啟停問題。
 
另外對(duì)于大氣式冷凝爐要注意,雖然煙氣回收部分需要冷凝,回水溫度要低于55℃,但這塊換熱后進(jìn)入換熱器部分的水溫要高于凝結(jié)溫度,否則仍然會(huì)在某種程度上損壞換熱器,這就決定了回水溫度不宜太低,推薦45℃~50℃左右。
 
對(duì)于全預(yù)混冷凝爐來說,其最低功率較低,可以維持較低的流量滿足最小流量要求,但也要注意兩者平衡。同時(shí),全預(yù)混冷凝爐輸出功率低的時(shí)候效率更高,因此要盡可能保持穩(wěn)定的低功率的工作狀態(tài),更有利于系統(tǒng)效率的提高。
 
因?yàn)槔淠隣t對(duì)供回水溫差方面要求更高,因此不建議直帶散熱器的系統(tǒng)選擇散熱器恒溫閥,同樣推薦流量調(diào)節(jié)溫控閥加無線溫控器的方式,而對(duì)于南方間歇性供暖的客戶來說,選擇帶有互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制功能的溫控器更加方便。
 
當(dāng)然,如果客戶有條件設(shè)置蓄能水箱,無論是分室溫控還是恒溫閥都會(huì)是很好的選擇,能夠有效提高舒適性和節(jié)能性。
 
2、冷凝爐與地暖結(jié)合方案
 
首先說說流量問題,無論是冷凝爐還是常規(guī)壁掛爐,其水泵循環(huán)動(dòng)力相差不大,因此冷凝爐流量滿足散熱器正常工作沒問題,但是如果直接用于地暖同樣存在采暖面積大的時(shí)候流量不足的問題,原因參考常規(guī)壁掛爐部分。
 
那么如果地暖采暖面積不大,比如只有幾十平方米是否可以直連呢?除了流量問題冷凝爐和地暖好像天生一對(duì):地暖需要低溫水,冷凝爐正好也需要低溫回水。
 
但是還不能這樣簡(jiǎn)單認(rèn)為。分開來講,如果冷凝爐是全預(yù)混式壁掛爐,由于全預(yù)混的工作特性,很適合低溫供水低溫回水低負(fù)荷運(yùn)行的工況,直接帶地暖只要流量能滿足需求沒有什么問題,大可直接調(diào)整到供水35℃回水30℃的工況,皆大歡喜,因此對(duì)于全預(yù)混冷凝爐來帶100m2以下地暖可以簡(jiǎn)單粗暴地直連運(yùn)行沒毛病。
 

 
如果希望冷凝爐帶更大的面積,如24kW的冷凝爐帶300m2地暖,流量肯定不能滿足要求,還是推薦前面的方案,每層地暖配置一套分水器與混水裝置進(jìn)行流量轉(zhuǎn)換;但要注意這種情況下要將冷凝爐出水溫度適當(dāng)設(shè)高,根據(jù)情況在60℃~75℃較好,同時(shí)全預(yù)混冷凝爐可以直接采用低溫回水,回水溫度可以較低。
 
大氣式冷凝爐直帶地暖要考慮的問題還是比較多的,并不是簡(jiǎn)單的設(shè)置低溫水就行:首先考慮到經(jīng)過煙氣回收后的回水不能低于55℃的冷凝溫度,因此混水后的回水溫度要有適當(dāng)控制,推薦在40℃~50℃;因此如果直帶面積小于100m2地暖需要供水溫度設(shè)置較高,比如50℃~55℃,實(shí)際這個(gè)水溫會(huì)讓室內(nèi)溫度過高,因此必須配置一個(gè)溫控器進(jìn)行室溫控制。采暖面積較大需要配置混水時(shí),也需要注意這個(gè)特點(diǎn),不要讓回水溫度過低。
 
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