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再談燃氣壁掛爐與地暖采暖的結合使用

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2019/6/26     瀏覽次數:    

隨著清潔能源——天然氣的普及發展,應用燃氣采暖熱水爐(俗稱燃氣壁掛爐)為地暖供熱的獨立熱源供暖方式愈來愈多。但是,在使用中也存在很多問題。

從使用角度,有人說燃氣壁掛爐與地暖直接結合使用是“絕配”,沒有任何問題。燃氣壁掛爐與地暖結合使用非常節能,在嚴寒地區整個冬季(6個月)每平方米耗氣僅為7m3~8m3(每平方米供暖費10元左右)。也有人說燃氣壁掛爐不能直接與地暖連接使用,因為燃氣壁掛爐與地暖結合使用耗能極高,在新疆地區整個冬季(6個月)每平方米耗氣達30多m3(每平方米40多元左右)。

從技術角度,有人說燃氣壁掛爐不能和地暖結合使用,因為地暖水溫較低,會使燃氣壁掛爐內產生冷凝水,腐蝕換熱器,使壁掛爐很快損壞,一臺24kW的燃氣壁掛爐只能負荷約200m2以下的建筑;還有人說經測試壁掛爐換熱器溫度較高,不會形成冷凝水,因此,不會發生換熱器被腐蝕的情況,一臺24kW燃氣壁掛爐能負載約400m2的建筑。

到底哪種說法正確呢?

一在回答這些問題之前,我們首先來了解燃氣壁掛爐的構成、工況、技術指標以及地暖的工況及技術指標。

燃氣壁掛爐不同于普通的燃氣鍋爐,它是由供氣機構、燃燒機構、換熱機構、進排氣機構、循環機構、控制及安全機構等構成的一個完整的、高智能高效率的熱源系統,而不僅僅是一臺單一的鍋爐。它的工況是:供水溫度85℃(40℃~85℃可調),回水溫度65℃(可調),輸出流量符合G=(0.86·Q)/20規律,是一個大溫差小流量系統。

地暖的工況為:供水溫度60℃以下,供回水溫差10℃,是一個小溫差大流量系統,系統流量除符合G=(0.86·Q)/10外,每個環路的較小流量還應滿足q=3600×2.5×3.14·r2要求。這是因為在GB50019《采暖通風與空氣調節設計規范》4.4.8條中規定:熱水管道無坡度敷設時,管內的熱媒(熱水)流速不得小于0.25m/s。JGJ142-2012《輻射供暖供冷技術規程》3.5.11條中也規定:加熱供冷管和輸配管中媒介流速不宜小于0.25m/s,因此,每個回路的較小流量就為g=3600×2.5×3.14·r2。這一條的確定是根據流體力學中的雷諾試驗原理:不同的兩種媒介在一水平空間流動,當流速低于一定值時(雷諾系數小于2320即層流狀態),兩種媒介不會混合,而流速高于該一定值時(雷諾系數大于2320即紊流狀態),兩種媒介就會混合在一起。我們知道,在熱水供暖管道中,由于水流在系統的不同管段的流動狀態不同且狀態極其復雜,同時,供回水間有較大溫差,使管道中除了有水以外,還會產生和夾帶很多空氣,為使水流能將夾帶在其中的空氣帶走送到相應的排氣裝置處排除,而不至于在管道中積聚形成“氣塞”,就必須使管道中的水流流態處于紊流狀態。

從上述分析看出來,由于燃氣壁掛爐是一個大溫差小流量系統,而地暖是一個小溫差大流量系統,所以在通常情況下,在燃氣壁掛爐輸出功率與地暖末端熱負荷相匹配的情況下,即使壁掛爐的供水溫度可以調節到符合地暖的要求,壁掛爐的輸出流量只能滿足地暖末端所需流量的一半??梢?,燃氣壁掛爐與地暖的工況是不相匹配的。我們不能說“一臺某某功率的壁掛爐能夠滿足多大面積的房間的地暖的使用要求”,就說“燃氣壁掛爐與地暖的工況是相匹配的”。如果一個建筑的熱指標為60W/m2,一臺24kW的燃氣壁掛爐本應可以負載約400m2的房間的供暖,但應用于地暖時只能負載約200m2的房間供暖,準確的說還要參考地暖的環路結構確定其負載的房間供暖面積。以20×2.0的加熱管構成的地暖為例,每個環路的較小流量為:g=3600×2.5×3.14×0.0082=0.18m3/h,而24kW燃氣壁掛爐的輸出流量為G=(0.86×24)/20=1.032m3/h,所以,該壁掛爐所能負載的地暖較多環路數為:L=1.032/0.18=5.73約為6個環路,因此準確的說,該臺壁掛爐所負載的供暖房間的面積為該地暖6個環路所覆蓋的面積(根據地暖技術規程和設計、施工慣例,此時,地暖的一個回路大約覆蓋的面積約為30m2)。并且,在這種情況下,24kW的壁掛爐其輸出功率也只有約一半。

燃氣壁掛爐與地暖結合使用要真正發揮高效率,必須在壁掛爐和地暖之間增加換熱裝置。經大量的工程實例證明,在嚴寒地區對于節能指標65%的節能建筑,一臺24kW的燃氣壁掛爐,加裝了合適的換熱裝置后,負載一棟300m2~400m2的獨棟別墅的供暖可以運行得非常好,而且非常節能。

所以,我們不能簡單地回答一臺壁掛爐能夠“帶”多大的供暖面積,而應該通過熱負荷和流量的計算來確定所負載的供暖面積。

二關于燃氣壁掛爐的控制方式問題

燃氣壁掛爐的啟動和停止是由其內部電腦系統自動控制的,鍋爐進行供暖工作時,會先以較小功率運行1min左右,1min后,鍋爐開始增大閥后氣壓,提高功率,采暖回水溫升速度:4℃/min,如果溫升速度不能達到此要求,鍋爐會每間隔30s檢測供暖水溫,并將輸出功率提高1kW。溫度達到設定溫度+5℃后,鍋爐熄火,并且30s后風機、循環泵停止。鍋爐通過供暖回水溫度傳感器連續檢測供暖回水溫度,當回水溫度降低到電腦中設定的數值時(見表),鍋爐自動啟動。壁掛爐的點火間隔并不是一個固定值,這個時間主要取決于供暖系統的冷卻速度。


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