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「供暖系统漫谈」冷凝壁 挂炉与常规壁挂炉的区别及应用(三)

时间:2019-07-16    来源:博容节能    阅读数:

 
所谓系 统是指工况的合理匹配,从而让 热源和末端都能在适宜的工况下发挥最佳性能,因此探 讨应用问题首先要根据各自工况特性进行分析。
 
常规壁 挂炉的工况特性:适合70℃~80℃的高温水输出,回水温度高于55℃;供回水温差在15℃~25℃;24kW的壁挂炉循环流量700kg~1000kg,最小稳定工作流量300kg以上;最小输出功率7kW~9kW左右。
 
 
常规壁 挂炉与散热器末端的匹配
 
常规壁 挂炉基于以上几点特点,特别适 合应用于散热器采暖系统,因为两 者工况匹配性较好,可以直连工作。
 
一台常规24kW壁挂炉 在水力平衡状态较好的情况下,可以直连10~15组散热器,满足200m2~300m2的采暖面积需求。
 
在设计 相关方案时需注意以下几个方面问题:
 
(1)常规壁 挂炉直连散热器,可以采 用双管异程并联或者章鱼式连接方式。当用于 双管异程并联时,要特别 注意各组散热器的水力平衡问题,推荐采 用虎牢关温控阀等具有流量调节特性的手动阀,如此更 容易实现系统平衡;当使用章鱼式连接时,同样推 荐采用流量调节阀,用于平衡不同房间、不同散 热器对散热量和流量需求的不同,水力平 衡是做好散热器系统的基础。
 
 
(2)推荐设 定壁挂炉的出水温度为75℃~80℃,通过调 整流量阀回水温度保持在55℃~60℃,散热器 表面的平均水温70℃左右,可以让 散热器散发出更多的热量,同时也 避免了回水温度过低造成换热器的结露现象。
 
(3)壁挂炉 直带散热器不建议配置散热器恒温阀,因为恒 温阀流量的调节比较容易导致流量大幅度变化,甚至低 于壁挂炉最低稳定工作流量,反而造成工作异常;恒温阀 系统适合采用二次系统的散热器,一般在国内使用较少。
 
(4)从节能 和系统稳定角度推荐手动比例调节阀调整好后,配置一个无线温控器,当房间 温度达到设定后关闭壁挂炉,在避免 室温过高造成不适与能耗增加之余,由于室 温变化速度较慢,相较于 根据回水温度启停的方式,能大幅 度降低壁挂炉的启停频率,进一步 提高壁挂炉效率。
 
(5)温控阀 不推荐选择回水平衡的方式,因为回 水调节用户不便于操作。当用户 只开启部分房间采暖时,由于回水流量限制,很容易出现流量过低,壁挂炉 频繁启停的情况。采用虎 牢关这种通过进水阀调节流量平衡的方式,当开启 房间数量少的时候,用户全开进水阀,从而保 证壁挂炉最小流量,提高系 统稳定性和效率。
 
(6)由于常 规壁挂炉最小功率较大,要尽可 能地避免末端只开启一个房间的情况。因为即 使通过温控阀保证了最小流量满足要求,壁挂炉 也会比较频繁的启停导致能耗增加。建议用 户即使晚上只有一个房间采暖,也保持 两个房间以上开启,增加壁 挂炉工作的稳定性。
 
(7)如果有条件,推荐增 加并联蓄能水箱,通过二 次泵的方式为散热器供热,则可以 在二次侧采用散热器恒温阀等控制方式。
 
 
(8)采用章 鱼式连接方式直连也不推荐设置分室温控系统,道理同上,可以另 外配置一个无线温控器进行室温控制。
 
常规壁 挂炉与地暖末端的匹配
 
从采暖功率上来说,一台24kW的壁挂炉带300m2地暖都是足够的,但事实上,在使用过程中,大家发现其带100多平方 米就已经很吃力了,这是因 为地暖需要的流量大,100m2大概需要1t流量,
 
而壁挂 炉无法满足更大面积采暖的流量需求,所以无 法带动更大的地暖面积。
 
有的朋友说,当地暖 采暖面积较小的时候,可以直连壁挂炉。比如实 铺面积只有几十平方米,用壁挂 炉是可以将其带热的,但这里能“热起来”和“合理的采暖系统”是两个不同的概念。
 
与此同时,实际问 题还不仅仅涉及到流量,常规壁 挂炉供回水温度的需求也与地暖不符:地暖要求低温供水、低温回 水的低温差大流量工作特性,对于家 用地暖来说一般进水温度在35℃~45
 
℃就能提供足够的热量,这种情 况下回水温度可能只有30℃~40℃,低温水 远远低于烟气中的露点温度,很容易 导致换热器表面结露腐蚀,甚至影 响到壁挂炉的安全性和使用寿命。
 
因此,任何情 况下都不推荐采用常规壁挂炉直连地暖的方式,而需要 在两者之间增加一个工况转换设备,最常用 的就是混水装置。
 
 
装上混水装置就行么?
 
 

 
如上图所示,图中采 用的是常见的三通混水装置,经过混水装置之后,能够将 常规壁挂炉所提供的70℃~80℃的高温水,降低到40℃甚至更低后送入地暖,地暖回水温度大概30℃~35℃。
 
这时候问题就来了,装了混水装置后,好像并 没有解决回水温度过低的问题,换热器还是会结露,这个问题怎么解决呢?
 
诚然,如上面 这种简单安装混水装置的方式,确实不 一定能够解决问题,甚至可 能制造出更多的问题,除了回 水温度过低之外,还有一 次流量问题和工况波动问题。
 
大家都 知道混水装置具有流量转换作用,可以将 高温差的一次流量,转换成 低温差的二次流量。这个转换过程中,二次流 量可能放大好几倍,或者换种说法,可能让 一次流量降低好几倍。
 
比如对于一个100m2的采暖面积来说,正常循环流量在1t左右,一次进水温度80℃,混水温度35℃,回水温度30℃,则一次温差50℃,二次温差5℃,一次流 量只有二次流量的十分之一,就是
 
100kg,这种情 况甚至会导致壁挂炉根本无法正常工作,且增加耗气量与售后、降低客户满意度。
 
因此,绝不是 简单地加上混水装置就能解决问题,这也是 如今很多朋友越来越不愿意用或不敢用混水装置的原因。
 
怎样正 确的应用混水装置呢?
 
首先,壁挂炉 带地暖需要的混水装置是有特殊要求的,并不是 任何混水装置都能满足。搭配合 适的混水装置能够实现理想的工况转换,否则可能适得其反。
 
 


 
 
上图中 的混水装置装上后,壁挂炉工作异常,启动后 工作一段时间出现超温故障,手动启 动后重复出现同样情况,因此如 果壁挂炉配这种混水装置将导致无法正常工作。
 


 
 
上图是 常规壁挂炉配合壁挂炉专用混水装置的工况测试图,从图中可以看出,壁挂炉的出水温度在70℃~80℃之间波动,混水温度45℃左右,回水温度50℃~63℃之间波动,一次流量500kg,二次流量1000kg,这是符合相关需求的。
 
壁挂炉 选择混水需要具备以下几个特性:
 
(1)需要混 水装置的控制性能稳定可靠,具体表 现为混水温度稳定,一次流量稳定。
 
(2)需要保 障一次流量最小值不低于壁挂炉需要的最小流量。
 
(3)要以措 施有效提高一次回水温度到55℃以上,避免壁 挂炉出现结露现象。
 
(4)二次流量要达到1000kg以上,满足实铺120m2或者说8路分水器的用水需求。
 
在市场 上选择产品的建议:
 
(1)两通混 水或者直接的三通混水不能用。
 
(2)四通混水可以选择,但是最 好对控制性能有所了解。
 
(3)电动球 阀的混水装置很难稳定精确控制,不推荐使用。由于对 其他品牌产品不太了解,推荐选择博容BH660壁挂炉专用混水,可以良好配套。
 
另外,建议配 置无线温控器控制实现定时、定温控制,不推荐分室温控装置,除非其 配置有缓冲蓄能水箱。
 
如果地暖面积较大,比如客户是三层别墅,每层100m2,建议每 层配置一台壁挂炉专用混水装置和一台无线温控器,无线温 控器控制本层混水装置的水泵,并通过 中央控制器联动壁挂炉,任何一 层需要采暖的时候给水泵供电即可,当所有 楼层都不需要采暖时联动关闭壁挂炉。
 
 
 
冷凝炉应用方案
 
大气式 冷凝炉和全预混冷凝炉最大的区别在于最低负荷不同。大气式 最低功率和常规壁挂炉相似约额定功率的30%~40%,而全预 混最小功率可以做到额定功率的10%~15%,这是两 者应用中需要注意的不同。
 
1、冷凝炉 与散热器的结合方案
 
要想让 冷凝炉产生冷凝达到最高的能效,最重要 的是保证回水温度在露点温度55℃之下,通常维持在50℃甚至45℃会更好;而散热 器需要足够高的平均水温才能够有较好的散热量,因此供水
 
温度需要设置高一些,建议进水温度设置在70℃~80℃,通过调 整流量阀控制回水温度在45℃~50℃,这样平均水温能达到60℃左右,起到较好的散热效果,也能保证冷凝的产生。
 
但是大 家在配置散热器的时候需要注意,与常规 壁挂炉平均水温70℃相比,当室温都是20℃时,同样配 置的冷凝炉散热器散热量比常规壁挂炉要低20%~30%,要在选 择散热器时适当增大配置。
 
需要注意的是,冷凝炉 对流量平衡调节的要求更高,最好能 将各组散热器的回水温度调整的比较均衡一致,需要用 到比例流量调节的温控阀。
 
对于大 气式冷凝炉来说,由于最小功率较高,在调节 进回水温差的同时要注意保证系统总流量满足壁挂炉需求,不能出 现流量过低的频繁启停问题。
 
另外对 于大气式冷凝炉要注意,虽然烟 气回收部分需要冷凝,回水温度要低于55℃,但这块 换热后进入换热器部分的水温要高于凝结温度,否则仍 然会在某种程度上损坏换热器,这就决 定了回水温度不宜太低,推荐45℃~50℃左右。
 
对于全 预混冷凝炉来说,其最低功率较低,可以维 持较低的流量满足最小流量要求,但也要注意两者平衡。同时,全预混 冷凝炉输出功率低的时候效率更高,因此要 尽可能保持稳定的低功率的工作状态,更有利 于系统效率的提高。
 
因为冷 凝炉对供回水温差方面要求更高,因此不 建议直带散热器的系统选择散热器恒温阀,同样推 荐流量调节温控阀加无线温控器的方式,而对于 南方间歇性供暖的客户来说,选择带 有互联网远程控制功能的温控器更加方便。
 
当然,如果客 户有条件设置蓄能水箱,无论是 分室温控还是恒温阀都会是很好的选择,能够有 效提高舒适性和节能性。
 
2、冷凝炉 与地暖结合方案
 
首先说说流量问题,无论是 冷凝炉还是常规壁挂炉,其水泵 循环动力相差不大,因此冷 凝炉流量满足散热器正常工作没问题,但是如 果直接用于地暖同样存在采暖面积大的时候流量不足的问题,原因参 考常规壁挂炉部分。
 
那么如 果地暖采暖面积不大,比如只 有几十平方米是否可以直连呢?除了流 量问题冷凝炉和地暖好像天生一对:地暖需要低温水,冷凝炉 正好也需要低温回水。
 
但是还 不能这样简单认为。分开来讲,如果冷 凝炉是全预混式壁挂炉,由于全 预混的工作特性,很适合 低温供水低温回水低负荷运行的工况,直接带 地暖只要流量能满足需求没有什么问题,大可直接调整到供水35℃回水30℃的工况,皆大欢喜,因此对 于全预混冷凝炉来带100m2以下地 暖可以简单粗暴地直连运行没毛病。
 

 
如果希 望冷凝炉带更大的面积,如24kW的冷凝炉带300m2地暖,流量肯 定不能满足要求,还是推荐前面的方案,每层地 暖配置一套分水器与混水装置进行流量转换;但要注 意这种情况下要将冷凝炉出水温度适当设高,根据情况在60℃~75℃较好,同时全 预混冷凝炉可以直接采用低温回水,回水温度可以较低。
 
大气式 冷凝炉直带地暖要考虑的问题还是比较多的,并不是 简单的设置低温水就行:首先考 虑到经过烟气回收后的回水不能低于55℃的冷凝温度,因此混 水后的回水温度要有适当控制,推荐在40℃~50℃;因此如 果直带面积小于100m2地暖需 要供水温度设置较高,比如50℃~55℃,实际这 个水温会让室内温度过高,因此必 须配置一个温控器进行室温控制。采暖面 积较大需要配置混水时,也需要注意这个特点,不要让回水温度过低。
 

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