冷凝壁挂炉与常规壁挂炉的区别及应用(三)

   日期:2019-08-06     来源:南方采暖微信公众号    作者:申国强    浏览:2892    
核心提示: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。
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。
 

编辑:暖立方王丹

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