发布于：2015-09-07 12:29:07
来自：暖通空调/采暖供热
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引言
燃气壁挂炉以其燃烧、热能、安全、节能、环保、控制等先进技术集成，供热与生活热水两用、结构紧凑、美观静音、不占空间，独立布置灵活、主动型消费、计量方便、操作简单，成为燃气户用供热设施，受到人们青睐被广泛采用。
我国上世纪九十年代中期，开始自欧洲进口逐渐到引进先进技术和设备合资生产、研发，经历十多年，达到集国际先进家用燃气炉智慧与技术的先进水平，满足本土，畅销国外。笔者上世纪末参与引进西北地区首次在西气东输源头地区库尔勒市巴音小区大面积使用，进而推广，风靡西北。总结设计应用经验，从开始审慎论证到百姓人家自主选择也历经十年。有必要对设备本身及本源技术、引导技术完善、户式供热系统设计等问题进一步探讨与充分关注，使该产品品质得到充分体现，设计、使用达到极致、卓越。
1 壁挂炉性能与应用
1.1 性能
燃气壁挂炉欧洲标准名称为：“功率不大于70kW的燃气中央供热锅炉”，早期曾经被称为：燃气循环式热水器(机内带循环泵)。产品各有千秋，分为纯供热型和供热与生活用水加热组合型；按燃烧、废气/空气排送方式以及与空气的关系，分为与室内空气相关无级调节大气平衡式排烟型和与室内空气不相关的比例式调节鼓风机同轴烟风道助燃强排平衡型。我国合资生产、应用属后者组合型强排平衡式。此型通过自适应式差值压力检测器控制风压开关与调量，采用可调速直流电机鼓风机调节风量，使得即便在低负荷、部分负荷时也能使燃烧率大于90%，燃烧有害产物NOX、CO指标低于欧洲标准规定的极限值。
组合型的热水加热功能，有主换热器与板式或套管式组合换热器结构，通过热水温、阀控装置或电动三通阀，优先切换满足接通换热装置，迅速提供生活热水；容积式还可内置、外置容积式换热水箱，提供舒适充量贮备热水使用。
1.2 应用
燃气采暖热水炉可以直接与机外供热回路相接，循环水泵机外剩余压头，热能输出功率利用受限。也可以通过二次循环泵、混水阀、混水无压水缸、温控与气候补偿器等扩充组件，用于连接散热器、风机盘管、地板辐射供暖末端回路。整个水系统内置薄型膨胀水箱与供热回路组成闭式循环系统。还可与太阳能系统组合作为辅助热源，生活、采暖供热更加节能。
机型有普通、豪华型，简约经济与时尚舒适，满足不同需求。常用功率范围有15kW～32kW，还有42kw满足使用，均具备先进控制、安全技术和特设地暖限温功能以及最低温度防冻启动、防燃气泄漏、防卡死启动保护功能。旋钮、触摸操作同样简单，LED动态显示水温、运行、燃烧、故障情况界面亲切。豪华型智能编程，定时、定温与设定周期任何时段工作状态及自动检测、诊断运行状态功能，可无忧无虑，轻松自然。
2 主要技术参数与解读
2.1 主要技术参数
2.2 主要技术参数解读
以24kW壁挂炉为例，其余类同。主要技术参数解读如表1所述。通过解读以了解各参数以及之间的关系与含义，供设计应用参照，并发现关联内容的缺失，对系统设计应用的困惑与影响。可以看出，除额定输入功率与燃气输入、额定输出功率与供热面积负荷等有关外，其余参数偏重与设备本身运行控制、安全保护有关，且机组本身具备这些功能，与机外系统设计关联不大。应当提醒注意，当对样本参数阅读与解读之后，不难发现如下困扰设计应用缺失的关键内容与问题，应当引起充分注意。
2.2.1循环水泵配置与参数或G－H曲线、机内加热侧阻力参数或流量与阻力G－△P曲线内容缺失，机外余压（剩余扬程）无法确定，对供热系统设计造成关键影响，带来盲目性，甚至造成失败案例。
2.2.2机外余压有限，主要满足剩余扬程克服系统阻力，而受限供热面积，额定输出功率余量较大，即使采用较大面积热指标，额定输出功率利用率也只在50%～60%，这是上表中“供热面积”参数有限的原因。
2.2.3引导技术完善欠缺，产品样本说明书含进口机引进后编制内容简陋、关键应用内容如上述缺失，给应用带来偏差与盲目;本源技术与产品有多种应用形式，引进后缺失全面应用推广指导与开发的产品部件应用，导致应用形式单一化，不能全面发挥其具备的优良品质与性能。
3 燃气壁挂炉户式热水供热系统设计
采暖热水炉系统是以户为单位设置的独立热源、系统、控制、计量、安全防护，满足采暖与生活热水功能，采用散热器、地板辐射、风机盘管采暖方式且能与太阳能可再生能源系统结合的户用个性化小型集中供热系统。户与户式系统的范畴按上述定义，可以是住宅、公寓、别墅、门面房等独立分隔的空间，采用以上概念的独立供热系统。
设计时除全面了解掌握机组性能与参数外，应注意获取对机外系统形式所必需的应用参数，如机内加热侧阻力（G－△P曲线）、循环水泵扬程（G－H曲线）或机外剩余扬程参数。
这些参数在国内编制的样本中没有，而对机外系统设计起着关键性的影响作用；并应同时注意掌握不同应用形式的应用技术完善，使其机组充分发挥性能，热能得到充分利用与节能，降低成本对户式个性化供热系统至关重要。具体设计应用注意如下。
3.1 热源机组加热侧阻力、循环水泵性能参数、机外余压与应用系统。
3.1.1加热侧阻力与流量－阻力G－△P曲线国内编制样本无此内容，以pendola本源机[1]G－△p流量与阻力曲线为参考，如图1所示。
流量自400～1100L/h增量，阻力自0.7～35KPa增长。随着加热侧负荷流量的增加，机内阻力随着增加。以24kW机组最小/最大输出功率为9.3～24kW，当△t=25℃时流量自320～826L/h，阻力增长自0.5～20.0KPa；当△t =10℃时流量自780～2064L/h，阻力增长自18～ SG?(KPa)(+∞)，这意味着循环水泵机外余压朝着无穷小(-∞)降低的趋势发展，因此应特别注意。
3.1.2 循环水泵及其G－H性能曲线
壁挂炉机内循环水泵配置的原型基本上采用丹麦格兰富、德国威乐等著名品牌，它们都具备体型小，带有自动排气阀，铸铁、青铜、不锈钢泵壳，PES或PP复合材料叶轮，陶瓷轴与轴承或陶瓷/碳轴承三档变速。
以本产品所配三速水泵翻译资料的性能曲线[2]知，如图2所示。最小流量200L/h时二速档最高扬程3.75m，最大流量800L/h时，最高扬程1.5m。三速挡时，以上最小流量时，最高扬程4.6m；最大流量1200L/h时，最高扬程为2.0m。结合实际可以看出，其合适供热面积负荷流量与扬程适应点在800L/h流量范围为合适，机外剩余适量余压。
以图3循环水泵G－H全压曲线与管路特性S曲线图分析，当△t=25℃时流量为826L/h，水泵全压为34kPa，机外余压为△t=34～20(KPa)，这意味着机外系统阻力不得超过14Kpa这个余压值。当△t=10℃时流量是△t=25℃时的2.5倍，阻力成平方关系增长，不能无限制的扩大流量，意味着供热面积受限，从图中S2曲线结合G－△P阻力曲线分析，增至1100L/h流量所需克服机内加热侧阻力要求扬程，在G－H曲线之外，通过S2这条虚似曲线对比可以看出，适合机内、外压力要求的流量是在800L/h范围内流量比较合适，且接近极限值。其实水泵定速已在工厂为三速出厂，满足限度范围的流量，如使单机输出热功率得到充分利用，机外应作扩充式应用。
4 供水温度、温差对散热量、散热面积、 造价以及循环流量、机内阻力对机外余压的影响
以某户型面积230㎡，总热负荷10400W为例，分为以供水温度85℃、80℃、75℃、70℃、50℃，温差分别为25℃、20℃、15℃、10℃相应计算各值，如表2，揭示和分析供水温度、温差对散热量和散热面积、造价以及循环流量、机内阻力对机外余压的影响，以供设计参考。为分析方便起见，散热器不分组、修正，以标准状况计算，不影响理论分析结果。供水温度50℃、△t=10℃，意在说明温差小而流量大的地暖对其阻力的影响。
4.2 分析
4.2.1 由表2横向计算结果表明，每一供水温度下，不同温差由大到小，散热器表面平均温度△Tp升高，标准状况散热量q增大；散热面积减小、造价降低；温差减小、流量增大、加热侧阻力迅速上升、机外余压迅速减小，而且在每一供水温度段里，对应各温差的流量、阻力、机外余压均相等，且只与温差有关，与供水温度无关。
4.2.2 由上表纵向计算结果表明，供水温度由大到小，依次每两个温度与之相对应的各组温差，中间每隔一个的两个温差对应计算的各值显示，后者与前者的流量、表面温度、散热量、面积、造价相等，说明温差减小到一定程度，由于回水温度升高，增大了散热量，以致达到相等的程度。换言之，供水温度每降低5℃，温差减小10℃，以流量提高两倍、阻力增大3、4倍，余压减少5倍、电耗迅速增加为代价，其散热量与造价，才能与前者相等，这种方法是不可取的。由上看出，供水温度降低，总的发展趋势，散热面积增大，造价上升。
4.2.3综合以上分析，供水温度、温差越大，流量、阻力越小，机外余压越大，所供面积负荷越大，热能输出利用率越高，依靠简单的减小温差，增大流量，取得的效益并不明显。因此供水温度、温差不能过低。选择合适的供水温度、温差，综合效益俱佳。
5 户式供暖系统形式与优化
5.1 上供下回双管式，进、出散热器水温度相等，散热面积有所降低，供水温差大，用高阻型温控阀有利室温调控。但管道裸露多，户式系统不宜采用。
5.2 水平双管式，具备上述优点，水平双管采用塑料管本层暗敷，美观，适宜户式系统个性化，值得利用。
5.3 水平单管顺序式，虽比双管式用管材少，由于每组散热器随之降温，散热面积有所增加。尤其室温调节不可控，不宜采用。
5.4 分集水器放射式，俗称章鱼式，其热工、水力工况与双管式相似，只是到每组散热器连接管暗敷较多，宜与地板辐射系统比较采用。
5.5 地板辐射采暖系统。由于热舒适度高和节能及不占空间、面积其优势均高于以上系统。供水温度受限不得高于60℃，宜采用35～50℃，温差不大于10℃，其流量大。户式系统要充分考虑阻力消耗、机外余压对系统的适应性。一般户式盘管长度控制在80m以内为宜。地暖系统也需要室温调控，由于控制方法多、复杂、成本高，不易实现，户式系统一般通过户式热源定温控制与气候补偿整体控制。在经济、技术条件适宜的情况下是可以实现分室温控的。
5.6 水平单管跨越式（一般不推荐使用）。同样实现室温调控，比双管式系统简洁、造价低。但跨越式组合段需计算散热器进流系数、流量、温降，确定散热面积与出水后的混合水温为下组进水水温。计算复杂、繁多，可通过编制Excel电算软件计算解决。适宜户式系统，值得采用。
5.6.3 三通恒温阀
有文献[5]通过测试表明，三通恒温阀水阻特性不稳定，阻力偏大。测试结果不是呈等百分比变化，使用时要先经过测试，再根据测试结果使用，因此在无测试结果时不推荐使用。
结语
源自欧洲先进技术集成的燃气壁挂炉，是户式个性化供热设施的理想产品。通过对其性能、技术参数解读与应用，针对设备及其本源技术、引导技术完善及其户式供热系统设计，应当注意本源技术的完善性引导与应用及其全面解决方案。应用时应关注和获取机组加热侧阻力、循环水泵全压及其机外余压，对直机式与扩展式应用机外供热系统的影响与热能最大利用率；有的放矢合理选择供热参数及其系统形式，对舒适性、降低造价、节能至关重要，使壁挂炉及其户式供热系统应用与设计达到尽善尽美。
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只看楼主 我来说两句 抢板凳