壁掛爐:地暖系統(tǒng)的核心設(shè)備
隨著地暖在南方地區(qū)的應(yīng)用和發(fā)展,尤其在南方地區(qū)中心城市的大面積推廣和許多二級(jí)城市的發(fā)展,吸引了越來(lái)越多的人投身到“地暖”這個(gè)充滿希望的行業(yè)中來(lái)。作為南方地區(qū)獨(dú)立供暖系統(tǒng)的核心設(shè)備——壁掛爐,自然引起了大家更多的關(guān)注。本文希望通過(guò)對(duì)壁掛爐發(fā)展歷史的回顧以及不同類別壁掛爐性能特點(diǎn)的分析,使大家能正確、深入了解這一核心設(shè)備。
壁掛爐的衍生與發(fā)展
我們通常所稱的燃?xì)獗趻鞝t是小型鍋爐的一種,其標(biāo)準(zhǔn)名稱應(yīng)為“燃?xì)獠膳療崴疇t”。根據(jù)中華人民共和國(guó)城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ/T228-2006《燃?xì)獠膳療崴疇t》的范圍規(guī)定,燃?xì)獠膳療崴疇t的界定為:“額定熱輸入小于70kW,最大采暖工作水壓小于0.3MPa,工作室水溫不大于95℃,采用大氣式燃燒器或風(fēng)機(jī)輔助式大氣式燃燒器或全預(yù)混式燃燒器的采暖熱水兩用的器具,也適用于單采暖器具?!?/DIV>
燃?xì)獗趻鞝t是由燃?xì)饴涞貭t(俗稱大鍋爐)衍生出的產(chǎn)品。以往的大、中型鍋爐由于體積龐大,系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝復(fù)雜,需要專業(yè)人員安裝,加之造價(jià)昂貴,不太適合普通、小戶型民用住宅使用。隨著歐洲五六十年代普通、小型民用住宅的建設(shè)發(fā)展,需要一種結(jié)構(gòu)更緊湊、集成化程度高且安裝、操控簡(jiǎn)單、方便的小型鍋爐。加之歐洲能源結(jié)構(gòu)的改變,燃油、天然氣等清潔能源得到廣泛的應(yīng)用,燃?xì)獗趻鞝t就應(yīng)運(yùn)而生了。
燃?xì)獗趻鞝t主要由燃燒系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及各種安全保護(hù)裝置組成。
為了滿足結(jié)構(gòu)緊湊、體積小巧的要求,壁掛爐將燃燒機(jī)、換熱器、水泵、三通閥、安全閥、補(bǔ)水閥、旁通閥、排氣閥、膨脹罐、換熱水道、燃?xì)獗壤y、點(diǎn)火電極、各類感溫探頭、流量開(kāi)關(guān)、限溫開(kāi)關(guān)、切換開(kāi)關(guān)、電腦板、電源等全部集成到一個(gè)小小的機(jī)體里,為了解決進(jìn)氣與排煙問(wèn)題,還增加了風(fēng)機(jī)和風(fēng)壓差開(kāi)關(guān)等。通常壁掛爐還預(yù)留了外接鍋爐溫控器的接線端,有些高檔的壁掛爐還預(yù)留了能夠根據(jù)室外溫度變化調(diào)整供水溫度的氣候補(bǔ)償器的接線端,還有些甚至預(yù)留了網(wǎng)絡(luò)接口,未來(lái)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)終端與工廠的服務(wù)中心進(jìn)行人機(jī)對(duì)話。
現(xiàn)代壁掛爐更有許多自動(dòng)控制及安全保護(hù)裝置,如:熄火保護(hù)、缺水保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)、煙氣泄漏保護(hù),甚至還有地震感知保護(hù)等,安全等級(jí)非常高。在此次汶川大地震造成的余震中,許多客戶家里的壁掛爐都出現(xiàn)了自動(dòng)鎖機(jī)的保護(hù)措施,說(shuō)明這些安全保護(hù)裝置是有效的。
燃?xì)獗趻鞝t的特點(diǎn)是造價(jià)低、集成度高、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便,能夠?yàn)橹行⌒兔裼米≌峁┆?dú)立的采暖與生活熱水供應(yīng),推動(dòng)了獨(dú)立供暖技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。
通過(guò)數(shù)十年的應(yīng)用與發(fā)展,壁掛爐技術(shù)及其配套件質(zhì)量都得到了很大的提高,世界級(jí)品牌的產(chǎn)品品質(zhì)都非常可靠。近年來(lái),隨著節(jié)能、環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),壁掛爐更是向著更加智能化與節(jié)能化方向發(fā)展,各種新技術(shù)不斷被應(yīng)用到壁掛爐上,如煙氣預(yù)混技術(shù)、冷凝式技術(shù)的應(yīng)用,使壁掛爐的科技水平大幅提高。
壁掛爐成為城市中、小型住宅分戶式采暖系統(tǒng)的重要熱源設(shè)備,壁掛爐的產(chǎn)生推動(dòng)了分戶式采暖系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用,使得獨(dú)立供暖成為一種流行的采暖形式,“地暖”這種舒適生活形式從歐洲到韓日,后來(lái)進(jìn)入中國(guó)。90年代,壁掛爐進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng),由于其能夠分戶采暖、計(jì)量,特別適合房產(chǎn)開(kāi)發(fā)商的要求,無(wú)需搞復(fù)雜的集中供熱系統(tǒng)和小區(qū)換熱站建設(shè),降低了開(kāi)發(fā)商的初投資,也無(wú)需進(jìn)行供熱系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)、管理,還回避了由于供熱矛盾造成的采暖收費(fèi)困難等等問(wèn)題,很快被大量應(yīng)用,得到快速發(fā)展。
在長(zhǎng)江流域傳統(tǒng)的非采暖地區(qū),由于燃?xì)赓Y源豐富,壁掛爐以其方便、智能,能夠分戶供熱等待而受到追捧,進(jìn)而使得采暖成為南方地區(qū)新型、時(shí)尚的生活方式。近年來(lái),壁掛爐的應(yīng)用更推動(dòng)了南方地區(qū)采暖文化的普及,使得采暖已經(jīng)不再僅是“北方人”的專利,甚至南方部分地區(qū)出現(xiàn)了沒(méi)有安裝“地暖系統(tǒng)”的住宅就不能稱為“豪宅”的定義,可見(jiàn)壁掛爐對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)的非采暖地區(qū)采暖文化發(fā)展的深遠(yuǎn)影響。
燃?xì)獗趻鞝t的工作原理及過(guò)程
燃?xì)獗趻鞝t主要是通過(guò)將燃?xì)馀c空氣預(yù)混后點(diǎn)火燃燒,通過(guò)換熱系統(tǒng)將熱媒水(或生活熱水加熱),再通過(guò)散熱末端加熱空氣用以采暖或供熱的一個(gè)過(guò)程。
燃?xì)獗趻鞝t的工作過(guò)程是:在鍋爐待機(jī)工作狀態(tài)下,當(dāng)鍋爐感知到有采暖需求時(shí),風(fēng)機(jī)啟動(dòng),開(kāi)始30秒的“前吹掃”,形成燃燒倉(cāng)負(fù)壓,空氣進(jìn)入燃燒倉(cāng);風(fēng)壓差開(kāi)關(guān)啟動(dòng),打開(kāi)燃?xì)怆姶砰y,燃?xì)膺M(jìn)入燃燒倉(cāng)與空氣預(yù)混;循環(huán)水泵開(kāi)始工作;同時(shí)點(diǎn)火電極開(kāi)始放電形成電弧將燃?xì)恻c(diǎn)燃,燃?xì)馊紵蠡鹧鎸⒅鲹Q熱器中的鍋爐爐水加熱用于熱交換,循環(huán)水泵將熱水送出與二次系統(tǒng)熱交換用于采暖或供熱。
當(dāng)有生活熱水需求時(shí),生活熱水流量開(kāi)關(guān)啟動(dòng)并切換電磁三通閥,鍋爐爐水通過(guò)換熱器將生活熱水換熱,然后供應(yīng)生活熱水。
燃?xì)獗趻鞝t用于生活熱水供熱的幾種形式
燃?xì)獗趻鞝t用于生活熱水加熱主要有即熱式(瞬間式加熱)和蓄熱式(容積式換熱、蓄熱)兩種形式。
即熱式機(jī)型又分套管機(jī)和板換機(jī)兩種機(jī)型:套管式換熱機(jī)型就是采暖水管道與生活熱水管道之間是大管套小管,生活熱水套在主熱交換器內(nèi)被火直接加熱,其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,水加熱快,缺點(diǎn)是水溫不夠穩(wěn)定,易結(jié)水垢,鍋爐啟動(dòng)頻繁。套管機(jī)相對(duì)造價(jià)較低,俗稱“工程機(jī)”,主要應(yīng)用于工程項(xiàng)目。
板式換熱機(jī)型是通過(guò)一個(gè)板式熱交換器來(lái)進(jìn)行采暖水與生活熱水的熱交換,其優(yōu)點(diǎn)是生活熱水水溫穩(wěn)定,不易結(jié)水垢,并且也方便進(jìn)行后期的維護(hù)與更換,是目前最廣泛應(yīng)用的主流機(jī)型。
蓄熱式機(jī)型:蓄熱式機(jī)型又分為內(nèi)置式換熱水罐和外置式換熱水罐兩種。相對(duì)來(lái)說(shuō),外置式換熱水罐可以提供更大容積的熱水蓄存量,能夠滿足更多的生活熱水需求。
蓄熱式機(jī)型是通過(guò)鍋爐內(nèi)置或者外置的容積式換熱水罐來(lái)?yè)Q熱與蓄熱,其優(yōu)點(diǎn)是換熱效率更高,出熱水更快,生活熱水水溫穩(wěn)定,鍋爐啟、停次數(shù)少,并能滿足更大流量的生活熱水需求,并方便做生活熱水循環(huán)系統(tǒng)。但造價(jià)相對(duì)較高,比較適合別墅或花園洋房等較大面積并有多衛(wèi)浴間的高檔住宅或有大流量生活熱水需求的客戶使用。
壁掛爐的先天缺陷
我們知道,一套標(biāo)準(zhǔn)的鍋爐,其熱源采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有許多技術(shù)要求。譬如,系統(tǒng)中許多設(shè)備的安裝都有距離要求,而這一切,壁掛爐是無(wú)法做到的。由于壁掛爐自身壓損比較大,需要在設(shè)計(jì)中注意克服這些問(wèn)題,所以壁掛爐并非適用于所有環(huán)境和條件。集成化程度高有時(shí)也意味著影響鍋爐穩(wěn)定工作的不確定因素多,所以,壁掛爐對(duì)集成件的質(zhì)量要求更高。由于壁掛爐的集成度高,它的故障率也要比鑄鐵落地爐高許多,通常壁掛爐設(shè)計(jì)壽命只有10年,其使用壽命也無(wú)法像鑄鐵落地爐那樣長(zhǎng)達(dá)50年。壁掛爐僅是一種中小型民用建筑比較“經(jīng)濟(jì)、方便”的選擇。
壁掛爐由于體積小、結(jié)構(gòu)緊湊,內(nèi)部組件多,其內(nèi)部組件安裝空間非常局促,許多部件都是集成式的,所以換件和維修的成本較高。由于各廠家設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)不盡相同,所以配件的通用程度極低,這對(duì)于部分市場(chǎng)份額很小的品牌來(lái)說(shuō),一旦出現(xiàn)問(wèn)題,很難及時(shí)解決。
高度的集成化也使得壁掛爐自身的壓損較大,壁掛爐內(nèi)置泵的動(dòng)力被壁掛爐自身消耗了許多。
壁掛爐部件非常精密,對(duì)使用燃?xì)獾臍赓|(zhì)和燃?xì)鈮毫Χ加休^高的要求,從個(gè)別氣質(zhì)較差地區(qū)應(yīng)用壁掛爐的情況來(lái)看,故障率很高。所以建議壁掛爐廠家應(yīng)針對(duì)不同地區(qū)的市場(chǎng)做好針對(duì)性的研發(fā)工作,防止有瑕疵的產(chǎn)品流入市場(chǎng),進(jìn)而影響整個(gè)壁掛爐行業(yè)乃至地暖行業(yè)的聲譽(yù)。
歐洲壁掛爐通常是為了應(yīng)用于散熱器采暖而設(shè)計(jì)的,其內(nèi)置的循環(huán)泵壓頭低、流量小,應(yīng)用于地暖系統(tǒng)往往會(huì)循環(huán)量不足,造成很多地暖應(yīng)用失敗的案例。許多客戶反映的“地暖不熱”或“地暖升溫慢”等問(wèn)題,其實(shí)都是沒(méi)能很好地解決這些問(wèn)題造成的。
鍋爐熱功率與流量匹配的問(wèn)題
壁掛爐的輸出熱功率與系統(tǒng)的流量輸出有密切關(guān)系,如果應(yīng)用于地暖系統(tǒng)的壁掛爐流量不夠,壁掛爐就不能發(fā)揮出他的熱功率。實(shí)踐中,常有人認(rèn)為壁掛爐“循環(huán)不足”,其實(shí)這是系統(tǒng)設(shè)計(jì)造成的問(wèn)題。沒(méi)有良好的系統(tǒng)循環(huán),鍋爐是不可能正常工作的,即使勉強(qiáng)工作,也不會(huì)高效率地發(fā)揮出它的熱功率,當(dāng)然就會(huì)出現(xiàn)無(wú)法正常運(yùn)行、升溫慢或局部不熱的問(wèn)題。由于我們對(duì)壁掛爐產(chǎn)品特征的不了解,很多時(shí)候并沒(méi)有發(fā)揮出鍋爐的充分效應(yīng),使得壁掛爐無(wú)法正常運(yùn)行或在臨界狀態(tài)下運(yùn)行。從某種意義上講,這套系統(tǒng)是不成功的,造成的問(wèn)題就是效率低、能耗高、升溫慢和局部地暖不熱或溫差大等……
韓國(guó)壁掛爐的特點(diǎn)
許多朋友都發(fā)現(xiàn)韓國(guó)壁掛爐應(yīng)用于地暖系統(tǒng)時(shí)“更省氣”,極少有“失敗”的案例。其實(shí),這主要得益于韓國(guó)壁掛爐專為應(yīng)用于地暖系統(tǒng)而研發(fā),能更好地克服地暖系統(tǒng)壓損大的問(wèn)題。
韓國(guó)地暖普及率非常之高,近乎達(dá)到100%%,所以,韓國(guó)企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)的壁掛爐主要應(yīng)用于地暖系統(tǒng)。壁掛爐的熱輸出功率與系統(tǒng)流量匹配較好,能夠提供適合的熱功率和流量,應(yīng)用于小型或中型住宅一次系統(tǒng)的地暖非常適合,極少有不成功的案例。并且韓國(guó)壁掛爐通常都標(biāo)配了鍋爐溫控器,應(yīng)用韓國(guó)壁掛爐的地暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單、系統(tǒng)造價(jià)低,適合一些追求“性價(jià)比”的客戶使用。
韓國(guó)產(chǎn)壁掛爐更注重性價(jià)比,在材料使用和制造工藝上都與歐洲產(chǎn)鍋爐有一定的差距,加之早期韓國(guó)壁掛爐應(yīng)用于部分追求“性價(jià)比”的工程項(xiàng)目上,開(kāi)發(fā)商過(guò)于壓價(jià)的結(jié)果也造成施工單位時(shí)常有“粗制濫造”甚至是偷工減料的情況發(fā)生,難免出現(xiàn)一些問(wèn)題影響了壁掛爐的口碑,阻礙了韓國(guó)壁掛爐在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的發(fā)展。
我個(gè)人認(rèn)為,多數(shù)情況下的問(wèn)題并非是壁掛爐的問(wèn)題,而是系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工不完善造成的,而壁掛爐品牌卻背了“質(zhì)量不行”的黑鍋。我們?cè)谥貞c曾經(jīng)應(yīng)用過(guò)的韓國(guó)壁掛爐都表現(xiàn)出了很好的適應(yīng)性和良好的節(jié)能效果,故障率并不高。
歐洲品牌壁掛爐應(yīng)用于地暖系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題
歐洲品牌的壁掛爐在設(shè)計(jì)時(shí)并不過(guò)多考慮成本問(wèn)題,而是更注重節(jié)能、智能標(biāo)準(zhǔn),以及產(chǎn)品品質(zhì)的可靠和系統(tǒng)設(shè)計(jì)、應(yīng)用的完善。如果我們不了解地暖的系統(tǒng)設(shè)計(jì),就會(huì)以為歐洲壁掛爐流量不足,其實(shí)并非如此簡(jiǎn)單。
近年來(lái),歐洲市場(chǎng)地暖的普及和應(yīng)用也在逐年增高,技術(shù)與研發(fā)也在不斷完善。新的獨(dú)立供暖技術(shù)已經(jīng)非常成熟,如二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)、流量平衡控制、混水溫控中心應(yīng)用、氣候補(bǔ)償裝置、脫氣除氧技術(shù)、系統(tǒng)除污、總線溫控方案等等。這些技術(shù)的應(yīng)用,大幅提高了地暖的技術(shù)含量和節(jié)能、舒適的標(biāo)準(zhǔn)。
簡(jiǎn)易地暖系統(tǒng)通常只是將壁掛爐與分水器、地暖盤管連接而已,對(duì)系統(tǒng)的一些問(wèn)題都沒(méi)有考慮到,當(dāng)然就不會(huì)充分發(fā)揮壁掛爐的效應(yīng)。很多時(shí)候,客戶所反映的壁掛爐不能正常燃燒,或者是耗能、地暖升溫慢等問(wèn)題,往往都是系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工的問(wèn)題。所以,設(shè)計(jì)施工單位應(yīng)該掌握地暖的基本特征和壁掛爐的產(chǎn)品特征,這樣才能更好地應(yīng)用壁掛爐。
那么,歐洲壁掛爐不適合地暖使用嗎?當(dāng)然不是。
對(duì)于獨(dú)立供暖系統(tǒng)來(lái)說(shuō),壁掛爐只是采暖系統(tǒng)中的一個(gè)組成部分,僅僅是系統(tǒng)熱源而已,它同其他的系統(tǒng)熱源一樣,必須與系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)的匹配才能很好地發(fā)揮作用。壁掛爐不是萬(wàn)能的,并不能夠適用于任何環(huán)境和地區(qū),也不能期望僅用一臺(tái)所謂“世界級(jí)”的鍋爐就能“做出”一套“好地暖”,而是需要專業(yè)的設(shè)計(jì)、科學(xué)的匹配、精細(xì)的施工才可能打造出一套科學(xué)、完善的真正意義的“好”的“地暖系統(tǒng)”。
歐洲壁掛爐應(yīng)用于地暖系統(tǒng)時(shí)要注意克服系統(tǒng)常見(jiàn)的頻繁點(diǎn)火、循環(huán)不足、升溫慢、鍋爐小循環(huán)以及地暖局部不熱、過(guò)熱或溫差大等問(wèn)題。
歐洲壁掛爐應(yīng)用于地暖系統(tǒng)時(shí)最好做成二次采暖系統(tǒng),如果地暖與散熱器混裝更應(yīng)如此。一次系統(tǒng)一定要注意能夠發(fā)揮出鍋爐的熱功率,并控制好進(jìn)回水溫差;二次系統(tǒng)要滿足足夠的流量,并注意支路流量的平衡,防止局部的過(guò)流或欠流;混水系統(tǒng)、流量平衡控制、脫氣除氧和系統(tǒng)除污技術(shù)的應(yīng)用能夠更好地提高系統(tǒng)效率和延長(zhǎng)系統(tǒng)壽命,降低系統(tǒng)維護(hù)和售后服務(wù)工作量;總線溫控系統(tǒng)能夠更智能化、人性化使用,增強(qiáng)舒適度、節(jié)能和提高系統(tǒng)檔次
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