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壁挂炉怎么更省气?水力平衡、气候补偿、防频繁启停与系统水处理

发布日期 :2019.06.14 浏览次数 : 2944 鼎格舒适家官网

谈到壁挂炉的燃气费用,多数经验贴把注意力放在房屋保温与设定温度上。这两项确实重要,但从系统侧看,同样的围护结构、同样的室温设定,账单仍可能相差明显,差别往往出在水力平衡、温度补偿、启停频次与系统水质这几处工程细节。本文只讨论系统侧的省气方向,不承诺具体节气比例,凡涉及数值均给出可核对的标准或样本口径。

一、燃气消耗发生在哪三个环节

壁挂炉的燃气消耗可以拆成三段来看:热源侧的燃烧效率、输配侧的水力与水温、末端侧的散热与室温控制。热源效率由设备本身决定,按产品样本口径,普通(标准)炉热效率约 88 %~92 %,冷凝炉约 96 %~105 %,均为按低位热值计算,冷凝炉回收水蒸气凝结潜热,因此按低位热值计可以大于 100 %。这一类问题在中央空调与地暖知识里还有按工况分开的对照说明。

设备一旦选定,效率的区间就固定了,系统侧能改变的是后两段:让热量按需送到各个房间,并让供水温度随室外温度变化及时下调。若水力失衡、末端过量或供水温度长期偏高,即便热源效率不低,燃气消耗也会被抬高。因此系统侧的省气,本质是减少不必要的输配损失与过量供热。

壁挂炉下方连接的采暖供回水管道与阀门,管路上装有过滤器与温控部件
图注:壁挂炉下方的供回水管路与阀件。系统侧的省气效果,取决于水力平衡、水温调节与水质维护这几处细节是否到位。

二、水力平衡:近端热、远端冷的根因

散热器或地暖各环路的水阻力并不相同,靠近热源的支路阻力小、流量大,远端支路阻力大、流量小,结果是近端房间偏热、远端房间偏冷。为了让远端升温,用户往往把整体供水温度调高,近端于是更热,形成过量供热的循环。这正是水力失衡抬高能耗的机理。

处理方向是让各支路按设计流量分配。做法上依靠分集水器上的调节阀或散热器上的流量调节阀,逐路调整到室温均匀;地暖系统在分水器前应设过滤器,防止杂质堵塞支路后重新造成失衡。调试顺序是从远端向近端逐步调节,每次只动一处,待室温稳定后再处理下一路。

失衡表现常见原因调整方向
近端房间过热、远端偏冷支路阻力不匹配,近端流量过大节流近端支路,按设计流量平衡
单组散热器始终不热内部有空气、阀门未全开先排气,再确认阀门开度
各房间温度普遍偏低供水温度不足或配置偏少核对供水温度与片数配置
调整后反复波动过滤网堵塞,流量不稳定清扫过滤器与除污器

三、分室温控与室外温度补偿曲线

分室温控解决的是按需供热的问题。每个房间独立设置温控,按房间用途设定不同温度,无人时段降低设定值,避免整套房间持续满负荷升温。地暖系统还应利用标准给出的温度差:按 GB 50736—2012 第 3.0.5 条,辐射供暖室内设计温度宜比对流供暖降低 2 ℃。也就是说,地暖房间把设计室温定得比对流供暖低 2 ℃,体感接近而热负荷更低。

室外温度补偿(气候补偿)解决的是供水温度随室外温度浮动的问题。其原理是让供水温度按一条随室外温度下降而上升的曲线自动调整,而不是长期固定在某个高温值。成都冬季供暖室外计算温度按 GB 50736—2012 取 2.7 ℃,室外温度在采暖季内变化并不大,但昼夜与冷暖交替仍存在,补偿曲线能让锅炉在较暖和时段降低供水温度,减少无效的高温供热。曲线需要结合末端形式与房间实际热负荷现场整定,一般由调试人员在采暖季初期调好并观察室温反馈。

补偿曲线的整定应以室温反馈为准,而不是照抄某一组固定数值。做法是把曲线先设在偏低的一档,连续运行一两天后观察各房间室温是否达标;若整体不足,再把曲线整体上移;若只有个别房间偏热或偏冷,说明水力平衡尚未做好,应先调支路流量,再动曲线。曲线的目的是让供水温度匹配当时的实际热负荷,宁可略低于需求、由室温反馈补足,也不宜长期高于需求形成过量供热。

地暖系统的蓄热特性让这条曲线的作用更平缓。由于填充层与地面蓄热较大,供水温度调整后要经过一段时间才能反映到室温,整定时应给每次调整留出足够的观察时间,避免频繁改动使系统长期处在不稳定状态。散热器系统蓄热小、响应快,曲线可以整定得更灵敏一些。

四、防频繁启停:最小输出与系统水容

壁挂炉在部分负荷下的效率高于满负荷,但频繁启停会带来额外损失:每次点火都要经历吹扫、点火与升温过程,燃烧不充分时段增多,同时水泵与风机反复启停也消耗电能。房间面积小、末端水容量不足时,锅炉很容易在短时间内达到设定水温而停机,形成短周期启停。

降低启停频率的做法,一是让锅炉在较低供水温度下连续运行,减少达到上限的速度;二是保证系统有足够的水容量作为缓冲,避免水温瞬间跳变;三是合理设置最小输出功率,使低负荷时锅炉能稳定运行而不频繁停火。地暖系统本身蓄热大,缓冲能力强,比散热器系统更不容易频繁启停;散热器系统则更要依靠温控与曲线把负荷拉平。

五、系统清洁与水处理

系统水中的钙镁离子在受热条件下会析出沉积,主要成分是碳酸钙、碳酸镁等难溶盐。水质硬度越高、水温越高,结垢倾向越强。水垢附着在换热器与散热器内壁,形成热阻、阻碍传热,同时缩小水流断面、增大阻力,出现进水热、回水凉或局部不热,最终表现为单位室温需要更多燃气。水垢属于化学沉积,与泥砂、锈渣、生物黏泥造成的机械堵塞不同,普通冲洗难以彻底去除。

对应的处置方向包括:控制补水水质、减少频繁补水,因为补水会带入溶解氧与钙镁离子;成品散热器依靠内防腐涂层降低结垢附着力;系统内加装过滤器拦截杂质。化学清洗必须由专业人员操作,注意材质兼容性,清洗后要充分中和与冲洗,残留会加速腐蚀。管道或散热器内部是否堵塞,可结合 GB 50736—2012 的 75 ℃/50 ℃ 散热器设计水温对照实际供回水温度判断。

六、末端水温与室内温度的口径

水温与室温的设定要有依据。散热器集中供暖系统按 GB 50736—2012 第 5.3.1 条宜按 75 ℃/50 ℃ 连续供暖设计,供水温度不宜大于 85 ℃,供回水温差不宜小于 20 ℃;地面辐射供暖按 JGJ 142—2012 第 3.1.1 条,供水温度不应大于 60 ℃,供回水温差不宜大于 10 ℃ 且不宜小于 5 ℃,民用建筑宜采用 35~45 ℃。两类末端的水温水平相差很大,混装时要分别核定,不能一套水温跑到底。

室温设定方面,按 GB 50736—2012 第 3.0.1 条,夏热冬冷地区主要房间供暖设计温度宜采用 16~22 ℃。把室温长期设在明显高于这个区间的位置,等于持续过量供热。住宅冬季供暖热负荷概算可按成都、围护结构一般的情况取 60~100 W/㎡,这是工程经验概算,不能挂国标名义,它的作用是帮助判断末端是否配置过量。

费用换算可以参考成都居民生活用气口径:中心城区一户一表第一阶梯 0~500 m³/户·年为 2.18 元/m³,第二阶梯 501~660 m³/户·年为 2.59 元/m³,第三阶梯 661 m³ 以上为 3.20 元/m³,以当地当期公布价格为准。燃气用量下降后落到哪一阶梯,直接影响账单,这也是把室温与水温控制在合理区间的一个现实理由。

七、这几类做法要避免

  • 长期把供水温度固定在高温值,靠减少末端水量来降温,会加剧不平衡。
  • 白天长时间关闭采暖又在下班后高温快速升温,短时间内锅炉满负荷运行,反而不利于平稳运行。
  • 频繁向系统补水,每次补水都带入溶解氧与钙镁离子,加速腐蚀与结垢。
  • 只调锅炉温度旋钮而不做分室温控与曲线整定,末端过量供热的问题依然存在。
  • 自行向系统投加未经确认的药剂,可能损伤铝制散热器与锅炉换热器。

八、小结

壁挂炉的燃气费用,热源效率只是其中一段,系统侧的水力平衡、室外温度补偿曲线、启停频次与系统水质同样影响用量。把支路流量调平、按用途设定分室温度、让供水温度随室外温度浮动、减少频繁补水与结垢,是几个互不冲突的方向,可以叠加实施,且都不需要更换设备。成都住宅以地暖与散热器混装的情况不少,两类末端的水温口径不同,宜分别整定。以上技术口径由四川鼎格舒适家暖通工程团队按现行国家标准与本地项目条件整理,具体锅炉参数以所选产品样本与调试记录为准。需要按自家户型和现场条件核定一遍的,可以走免费上门勘测。

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