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  • 气候补偿技术在燃气采暖壁挂炉的应用

  • 来源:  发布时间:2015-02-11  浏览:2666
  • 摘 要:针对供暖系统普遍存在室外温度高于室内设置温度时,不能及时根据室内外温度情况调节供热量,产生室内温度过高而造成能源浪费问题,充分考虑用户的室温需求及环境温度变化因素,目前普遍在供暖系统中增加气候补偿器及附带装置,来解决此温度引起的能源浪费问题,但同时也对用户增加了额外的费用。针对此问题,本文介绍了具有气候补偿技术的燃气采暖壁挂炉,并阐述了气候补偿控制技术在燃气采暖壁挂炉中的控制方案及工作原理。

    关键词:壁挂炉;气候补偿;温度传感器;旁通阀;分时段调节

     

    1 前言

    气候补偿技术是基于将与天气因素有关的控制过程自动进行补偿相应调节供热量,达到节能目的的控制技术。此技术能按照室内采暖的实际需求及室外环境温度的变化,对燃气采暖壁挂炉的供热量进行有效的调节,更有利于供热节能。

    目前气候补偿技术主要应用在锅炉以外的供暖系统水路中,主要表现有直供式气候补偿和间供式气候补偿两种控制模式,分别见图1、图2。

    直供式气候补偿工作原理:如图1所示,在锅炉供热管网的供、回水管路之间增加一条带有电动三通阀门的旁通管路,使锅炉和用户原来的一个供热系统变成两个系统。根据室内、外传感器,锅炉供、回水传感器测量到的温度,经过智能自动化气候补偿器的系统管理,对电动三通阀进行调控,大部分水经过旁通管的电动三通阀进入供水管,一部分水回到锅炉中加热,使回水温度相应升高,在锅炉出水温度不变的同时,使锅炉负荷相应降低,减少能耗。然而达到供水温度不变,供水流量相应减少,使末端供暖系统得到适合的供水温度,在一定范围内缓解了锅炉负荷输出大于末端热量需求的矛盾。

    间供式气候补偿工作原理:基于供热量调节的气候补偿器是通过检测在二次出水管道上安装的水温
    传感器和室外温度传感器的温度,随时根据室外温度通过气候补偿器调节板式换热器一次供水入口的电动三通阀开度,改变板式换热器一次供水流量,自动调节二次供水温度,使末端供暖系统得到适合的供水温度,缓解了锅炉负荷输出大于末端热量需求的现象。如图2所示,当室外温度降低时,为了维持原有的室内温度稳定,采暖用户的二次供水温度应适当提高,此时气候补偿器会自动加大电动三通阀一次供水入口的开度,进入板式换热器的热水流量相应增加,通过板式换热器换热后,采暖用户的二次供水温度会相应升高。

    当室外温度上升时,应适当降低采暖用户的供水温度以免产生室内过热现象,此时系统将适当减小电动三通阀一次供水入口的开度,直接从电动三通阀分水管线回至锅炉的热水相应增多,使进入板式换热器的热水流量相应减少,采暖用户的二次供水温度会相应下降,然而又使锅炉的回水温度升高,降低锅炉的输出负荷,达到节能运行的目的。

    考虑到此控制模式需额外增加费用,大部分用户并不愿意配备以上配置在供暖系统中,导致在实际的使用过程中,还是普遍存在热量浪费现象,主要表现在无法根据实际的温度需求及室外环境温度的变化,自动调节供热量。

    为了节省额外增加的费用,把气候补偿技术直接植入燃气采暖壁挂炉设备当中,让燃气采暖壁挂炉自身具有气候补偿功能,保证室内温度在不同室外温度情况下能相对稳定,实现按需供热,也是供热量有效调节实现节能的有力手段。因此,本文对气候补偿技术在燃气采暖壁挂炉的应用展开探讨。

     

    2 气候补偿技术在燃气壁挂炉的控制方案

    2.1供暖出水温度调节控制

    供暖出水温度调节控制方式是通过一个室外温度传感器对室外的温度变化进行反馈,壁挂炉能根据反馈得到的信息按设定的运行曲线,智能自动化对供暖出水温度调节,实现按需供热及节能效果。

    目前市面上所有的采暖壁挂炉产品都有供暖设置温度功能(即设定供暖出水温度,通常温度范围30℃~80℃)。在开始正常使用时,用户通常把采暖壁挂炉的设置温度调至某一温度,供暖出水温度将一直维持此温度输出,在一定的供暖系统水流量下,室内温度不断上升,并最终维持在某个温度,供暖系统达到热负荷输出平衡状态,当室外温度发生变化时,室内温度则随之发生变化,不能维持在一个舒适的温度,导致出现过冷或过热现象。如图3所示,具有供暖出水温度调节控制的燃气采暖壁挂炉能根据室外气候温度发生变化,而布置在建筑室外的气候补偿温度传感器(Tc)将室外温度信息传递给PCB主控制板总成。壁挂炉的PCB主控制板总成根据其用户固有的室内需求温度及室外的温度变化,按程序储存的供暖最佳运行曲线(图4),智能选择最佳运行状态,自动调整恰当的设置温度,并控制燃气比例阀的输出负荷,对壁挂炉的供暖出水温度进行自动调整,达到满足室内温度实际需求,节省供热量。

     

    2.2电动旁通阀调节控制

    电动旁通阀调节控制方式是对具有自动旁通功能及带有电动调节阀门的电动旁通阀进行智能控制,有效调节旁通水路的水流量,间接控制供暖供水流量及壁挂炉负荷输出,使末端供暖系统得到适合的热量需求。
    在壁挂炉户式采暖系统中,壁挂炉生产厂家在壁挂炉内部会设置一个自动旁通阀,连接于壁挂炉出水管和回水管之间,保护系统管路、设备和系统的稳定性。现把燃气采暖炉供、回水管路之间的自动旁通阀改为具有自动旁通功能及带有电动调节阀门的电动旁通阀(图5所示),当电动调节阀不工作时,电动旁通阀起自动旁通功能,则当阀体两侧的压差高于旁通阀设定的压力,旁通阀自动打开,将压力降至设定值以下,若阀门两侧压差低于旁通阀设定的压力,旁通阀自动关闭。

    当电动调节阀工作时,如图6所示,PCB主控制板能根据室内或室外传感器,经过智能自动化对电动调节阀开度进行调控,使一部分水通过旁通管回到燃气采暖壁挂炉中加热,使回水温度相应升高,在燃气采暖壁挂炉出水温度不变的同时,使锅炉负荷相应降低,减少能耗。达到供水温度不变,供暖供水流量相应减少,使末端供暖系统得到适合的热量需求。

     

    2.3分时段供水温度控制

    分时段供水温度控制方式是在燃气采暖壁挂炉显示板总成的程序中,增加分时段供水温度控制功能,并在显示屏进行模块显示。此分时段控制功能可针对不同时间的室内温度要求,用户按照实际的使用环境情况及使用习惯,可自行设定不同时段的不同供水温度,实现燃气采暖炉供水温度的气候补偿。如图7所示为万和某款燃气采暖壁挂炉显示板总成示意图。

     

    由图8所示,此款机型分时段供水温度控制功能分模式1(mode1)和模式2(mode2),两种模式功能和操作一致,但分别独立设定参数及控制,如把模式1可设定为工作日所需的分时段供水温度,模式2设定为节假日所需的分时段供水温度,用户可以按照实际情况随时进行模式选择及设定。

    如图8所示,分时段供水温度控制一天分六个加热运行时段。00:00为第一个加热运行时段的默认开始时间及第六个运行时段的默认结束时间。此时用户只需任意设置每个时段的结束时间(如用户把第三段的结束时间设置为第六段的默认结束时间,则设备一天只分三个加热时段运行,其他时段设置同理)及加热温度。“模式1(mode1)” 设置时,指示符“及Time period setting”、“Mode 1”字样点亮。“模式2(mode2)”时,指示符“及Time period setting”、“Mode 2”字样点亮。设定完毕时间及温度参数后,进入正常分时段供水温度控制状态运行时,则按实际当前时间及设定的运行时间参数决定在哪一时段运行,同时显示所对应的时段代码(1~6)。使燃气采暖壁挂炉能适应在不同时间所需的不同热量,实现供暖需求的气候补偿。

     

    3 总结

    在燃气采暖壁挂炉上植入供暖出水温度调节控制功能、旁通电动电磁阀调节控制功能、分时段供水温度调节控制功能等气候补偿技术,能更好根据实际的温度需求及室外环境温度的变化,对燃气采暖壁挂炉的供热量进行有效的调节,有利于供热节能。不但减少额外增加的配置费用,在控制方面也非常简单,更能体现产品的节能环保效果及舒适性。

     

    主编点评:

    气候补偿技术现在在集中供热的大锅炉领域应用广泛,本文介绍了具有气候补偿技术的燃气采暖壁挂炉,并阐述了气候补偿控制技术在燃气采暖壁挂炉中的控制方案及工作原理。现在越来越多的壁挂炉采用此项技术提高产品的舒适性,降低能耗。国产壁挂炉产品中基本上都在应用,通过本文的介绍,让更多的代理商和用户了解这项技术,对于推广应用和节约能源意义重大。进口壁挂炉也有部分厂家推出此类产品。

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