【地暖】-行业新闻
  • 燃气壁挂炉地暖流速与温差问题

  • 来源:  发布时间:2014-10-09  浏览:6456
  • 本期要目:燃气壁挂炉地暖流速与温差问题。 
     转自安老师文章

    问题一:

    请教燃气壁挂炉地暖流速与温差问题。

    本人在江苏徐州,准备装修,初步选定燃气壁挂炉+地暖。同本地的几家地暖公司聊了下,发现他们设计基本就是布置下管路。我不是业内人,但很担心这样能不能保证地暖管内的流速及温差?从传热学的原理看,这两项数据应该决定了系统的辐射热量。没办法,自己从网上找了JGJ 142-2012《辐射供暖供冷技术规程》及GB50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》看,也不能打消我的疑问,这时拜读了您的两篇文章:2014年06月第110期及07月第111期,但仍有问题不太明白,希望得到您的指教:‍‍‍

    1.地暖管可以通过伯努利方程计算水的流速,或者说根据这样的原理制定经验公式,规程的3.6篇似乎就是这样的计算。您的文章里谈到安装混水、耦合罐等似乎业内并没有通用的规则,那么,怎么设计才能保证‍规程规定的流速及温差呢?正规的设计是不是需要进行3.6篇的计算?

    2.您的文章谈到壁挂炉的设计温度及泵都是按照散热器设计的,那么,壁挂炉在规程规定的较低温度运行有问题吗?
    3.家庭用的壁挂炉完全可以闭式循环,为保证流速,必要时只需要加装外置泵就可以了,还需要加装耦合泵等附件吗?
    谢谢!

    解答专家:

    一名自称发件人给我邮箱发出的一封咨询邮件,内容如上所示。现解答如下:

    1.地暖管可以通过伯努利方程计算水的流速问题。

    在JGJ 142-2012《辐射供暖供冷技术规程》中3.5.10条明确规定:加热供冷管和输配管流速不宜小于0.25m/s。在3.6.7条明确规定:热水地面辐射供暖系统分水器、集水器环路的总阻力损失不宜大于30kPa。供热系统的阻力主要来自两个方面:一是热水在输送管道中流动产生的阻力,叫做沿程阻力;二是由于各种管件和供热设备对水的流动产生的阻力,叫做局部阻力。供热系统最不利环路中的局部阻力和沿程阻力的大小决定了选用循环水泵扬程的大小,循环水泵扬程的大小直接影响着水泵电耗的大小,因此,有必要对供热系统中涉及最不利环路的各种阻力进行仔细的分析。

    2.安装混水、耦合罐等似乎业内并没有通用的规则,那么,怎么设计才能保证‍规程规定的流速及温差呢?正规的设计是不是需要进行3.6篇的计算?

    正规的设计是需要按JGJ 142-2012《辐射供暖供冷技术规程》中3.6章的计算。水系统中的循环水泵配置在地暖供暖系统中必须保证满水条件下的闭式循环。系统内必须全部灌满水。地面供暖系统必须保证有足够的循环水量,每户地面辐射供暖系统的总循环水量,是根据本建筑物的总采暖热负荷除以供、回水温差而求得的,流量计算公式如下:

     

    式中,G为本系统的循环水量;

    ∑Qgi为本系统各采暖房间热负荷的累计值,W;

    △ts为本系统的实际供、回水温差,△ts=tg-th;

    0.86为换算系数。

    从流量计算公式中得知辐射供暖系统流量,流速已知,管道水力计算单位长度比摩阻局部阻力系数可按本规程附录D选用。其实安装混水、耦合罐供暖系统流量计算分为两部分内容,其一是壁挂炉至耦合罐可分一次侧供热系统(高温),一次侧供暖系统管道流量、管径、流速及管道水力计算单位长度比摩阻,其局部阻力系数应满足壁挂炉内循环水泵的技术参数。其二是耦合罐至集分水器及加热管可分二次侧供热系统(低温),二次侧供暖系统管道及加热管的流量、管径、流速及管道水力计算单位长度比摩阻,其局部阻力系数应满足二次侧循环水泵的技术参数。

    3.您的文章谈到壁挂炉的设计温度及泵都是按照散热器设计的,那么,壁挂炉在规程规定的较低温度运行有问题吗?

    很多文章在此方面都有论述过,对于壁挂炉的设计温度,现在很多采暖集成公司并没有真正理解其在采暖系统中的合理应用,一般在进行采暖集成系统施工时只知道一味的照搬“锅炉+分水器+地暖盘管”,采暖系统在这种配置之下,燃气锅炉的实际使用率只有60~65%,比如24kW的壁挂炉,按照地暖系统所需的45~50℃水温供水时,其实际功率只有18kW(根据xxxxx炉子测算),这是由壁挂炉自身的特点所决定的,壁挂炉的出水温度越高,它的实际功率就越大。

    有些壁挂炉加地暖系统虽然可以调节水温,但由于其温度和流量通常是按照暖气片系统设计的,直接供应给地暖可能出现频繁启动、低效、循环水流量不够等问题,而与地暖混水降温装置等配合可达到更好的效果。

    壁挂炉采暖,但其设计温度和流量通常是按照散热器采暖进行的,直接用于地暖系统,其水温控制为60℃,存在换热器表面及排气烟管结露影响寿命、循环水流量不够导致供热功率下降等问题。

    4.家庭用的壁挂炉完全可以闭式循环,为保证流速,必要时只需要加装外置泵就可以了,还需要加装耦合泵等附件吗?

    4.1 判定壁挂炉需要加装外置泵的原则

    1.如24kW的壁挂炉,流量为1000l/h时,循环水泵扬程为3m水柱(30kPa),经计算,如果末端为地面加热盘管时,dn20mm,长度为100m时,加热盘管及分集水器总水阻为为3.5m水柱(35kPa)。因此,如选用24kW的壁挂炉,户型建筑面积100m2时,地面每环加热盘管长度应控制在70m以内,总水阻为3m水柱较宜。如果加热盘管超过此范围时应另加循环水泵。

    2.壁挂炉出水温度高温最节能,即要使壁挂炉节能高效运行(自带循环泵,高温差,小流量),另外,“锅炉+分水器+地暖盘管”供暖系统又要满足小温差,大流量要求。

    在此基础上,有人认为串联一个水泵就能满足要求,何必增加混水装置、耦合罐加循环泵混水系统?

    在独立采暖燃气壁挂炉诞生之后,地暖和壁挂炉的搭配成为绝佳的采暖方案。地暖和壁挂炉怎样做到流量的合理结合?我们都知道地暖内部的热水循环是需要有泵运转的,而通常壁挂炉内的水泵设计得比较小,而且速度是恒定的。但一般情况下地暖系统的设计流量比较大,而且流量是随着室内温度的变化而变化的。那么,如何确保可变流量的地暖系统与恒定流量的壁挂炉之间良好结合,就成为问题的关键。

    在欧洲,相关技术人员主要通过采用耦合罐混水系统来解决这一问题:通过耦合罐把壁挂炉循环系统和地暖循环系统分隔开,让两套系统各自循环。这样一来,安装铺设了壁挂炉地暖系统的房间在初期加热时,由于房间温度较低,地暖系统的阀门处于全部开启状态;随着房间温度逐渐升高,阀门会逐渐关小;当房间温度达到设定温度时,阀门关闭。在上述过程中,地暖系统中热水的流量,由一开始大于壁挂炉系统中热水的流量,逐渐过渡到等于壁挂炉系统中热水的流量,最后小于壁挂炉系统中热水的流量。

    当然,为达到更加良好的使用效果,除采用耦合罐之外,还需要增加房间温控器、分集水器、温控阀、地暖循环泵及其控制器等设备。

    总之,对于壁挂炉采暖设计的问题,是一件比较复杂的系统工程,编者通过多年的设计经验进行总结,希望对读者有所帮助。

    5.燃气壁挂炉与地板辐射系统设计时应采取的措施。

    5.1当燃气壁挂炉与地板辐射系统不匹配时,要确保燃气壁挂炉原设计与散热系统的功能及优点,设计时应采取一定的措施。
    措施之一,设混水降温装置。

    设混水降温装置,对于独户燃气壁挂炉供暖而末端采用地暖的用户来说,其主要作用是提高地暖使用的安全性和舒适性,确保燃气壁挂炉安全运行、性能匹配、燃气节能效果显著。

    混水降温装置,简称混水装置。混水降温装置本身只是一种水温混合装置,是将燃气壁挂炉中产出的高温差小流量的热水,转换成低温差大流量的循环水的装置,本身并没有任何节能作用。

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