壁挂炉采暖的方案设计 常见家用采暖系统设计的问题与改进 Dec, 2009 PM&E XUJY.

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1 壁挂炉采暖的方案设计 常见家用采暖系统设计的问题与改进 Dec, 2009 PM&E XUJY

2 壁挂炉分户采暖的优势 ◇ 热效率高，无外管线热损失； ◇ 节能环保； ◇ 控制灵活，它可以在不同的时间设定不同的温度；
◇ 有效做到了“分户计量” ◇ 系统高度集成，安装方便

3 现有分户采暖系统出现的问题 ◇ 管道噪音； 增加能耗，舒适性差 ◇ 建筑面积比较大时，安全阀泄水；
◇ 末端为地板辐射采暖时，采用常规壁挂炉直供，地面温度过高； ◇ 或锅炉设定低温，产生冷凝水，影响设备使用效率及寿命 ◇ 选用外置泵时，与壁挂炉的内置泵之间产生影响 ◇ 缺乏必要的地面，墙体及管道保温，影响系统使用效率

4 分户采暖系统优化改进的目的 ◇ 节约能源，提高系统的效率 ◇ 提高采暖的舒适度

5 典型分户采暖系统的构成: ◇ 热源 ◇ 散热末端 ◇ 管路及管路控制 ◇ 循环泵 ◇ 补水定压 ◇ 系统保温　

6 典型壁挂炉采暖系统的设计示意—散热器 常规壁挂炉适合高温供水，大温差，散热器的的散热特点正好与之满足，因此壁挂炉+散热器的供暖系统是最为常见的采暖形式。

7 系统优化一：管道噪音 ☆水泵流速过高 根据供暖系统供回水温差，选择水泵合适档位。壁挂炉温差应按照20℃选择，壁挂炉内流速不能超过0.8m/s
☆管道选择不合理 选择合适管径，由于壁挂炉内置水泵功率较小，因此在选用管道时，应尽量选取稍大型号的管径以减小系统管道的延程阻力。 ☆管道中有气体，循环不畅 由于管路中的气体始终存在，应在系统的高点安装自动排气装置。 系统初次运行时应该对壁挂炉内置循环泵排气。 合理的水泵流速与系统管路选型，可以提高系统约5%以上的效率，减少气蚀现象并延长设备及系统使用寿命。

8 系统优化二：建筑面积较大时，安全阀泄水 壁挂炉内置膨胀水箱，一般配置的是6-8L，威能壁挂炉最大配置10L，可以满足稍大的供暖系统。
充气口 壁挂炉内置膨胀水箱，以8L为例，安全阀设定3Bar,补水压力1Bar，膨胀罐预充压力1Bar，膨胀水箱的可用容积为4L,可以满足总容水量约140L以下的系统;当补水压力为1.5Bar或膨胀罐预充压力为0.8Bar时, 膨胀水箱的可用容积减少20%-50%,因此，当系统升温时，会造成安全阀泄压。 水温安装80℃计算 入水口

9 解决办法： 1、在系统中单独增加膨胀水箱 通过计算系统需要的总的膨胀水箱容积，减去壁挂炉配置的膨胀水箱容积后，得到需要增加的型号。
2、注意系统补水的压力 根据计算，壁挂炉的补水压力易在 Bar，过小或过大都将影响系统的运行。 3、检查膨胀水箱的预充压力 此项检查非常重要，膨胀水箱的预充压力会随着时间的延长而减少，注意在检查时，应将壁挂炉内的水放掉，不然会影响检测的准确性。 预充压力一般在 Bar。

10 案例: 以36KW的壁挂炉为例，可以为400㎡的建筑面积供暖，当末端采用地板采暖时，系统的容水量大约在260L,根据膨胀水箱容积的计算公式
计算得系统水加热膨胀所需膨胀罐约为15升，一般壁挂炉配置的膨胀水箱容积为8L-10L，因此还需要在系统中单配一个5L左右的膨胀水箱。 选择配备合适的膨胀罐，可以避免因经常补水导致的热交换器水垢增加，额外加热的需要和5-20%左右的热效率下降。也会导致系统部件的氧腐蚀，降低使用寿命。

11 系统优化三：常规壁挂炉直供地暖： ☆.常规壁挂炉适合供高温水，若回水温度过低会产生冷凝水，同时也会影 响热效率。
☆ 按照地暖设计规范(JGJ142—2004）及国外经验，地暖的供水温度在35℃-50 ℃可以满足供暖要求，地面温度控制在28℃。 ☆ 常规壁挂炉的额定温差为20℃，地板采暖的设计温差为10℃，不能同时满足。

12 解决办法： 1、系统设计时，选用冷凝炉供地暖系统 2、在常规壁挂炉系统中增加电动三通混水阀，单独控制地暖的供水温度
3、系统选用去藕罐，使壁挂炉和系统末端各自按照设计工况运行。

13 燃气与空气的比例直接影响燃烧和冷凝水产生的效率
冷凝技术原理 公式计算 露点：烟气中的水蒸气转变为液态水的温度。一般情况下，露点温度为55℃。 常规壁挂炉燃烧状态下（无冷凝水回收） 1m3 CH kJ/ 8200 kCal （低热值） 冷凝过程中，水由气态变成液态会放出一定的热量。 1m3 H2O kJ/ 450 kCal 冷凝壁挂炉燃烧状态下 1m3 CH4＋ 2m3 H2O ＋2×1885＝38037 kJ/ 9099 kCal（高热值） 1885 kJ 氮气 8 m3 CO2 1 m3 水蒸汽 2 m3 热量 空气 10 m3 燃气 Bildunterschrift 燃气与空气的比例直接影响燃烧和冷凝水产生的效率

14 冷凝技术原理 效率的提高 常规壁挂炉（无冷凝水） 冷凝水式壁挂炉 使用冷凝技术的壁挂炉，低温运行时其效率最高提升16％。 水蒸气
Text 常规壁挂炉（无冷凝水） 水蒸气 可利用的潜热 不可利用的潜热 潜热损失 烟气中的显热 烟气中的显热损失 冷凝水式壁挂炉 Bildunterschrift 使用冷凝技术的壁挂炉，低温运行时其效率最高提升16％。

15 ecoTEC产品介绍 冷凝炉内部结构 – 35/46kW ecoTEC 80/125烟道连接口 冷凝换热室（1x4） 燃烧器（不锈钢）
冷凝水存水弯/ 排放管 空/燃预混仓 风机（ 35kw：24V 46kw：220V） 供回NTC 燃气阀 流量计 自动排气阀 压力传感器 气水分离器 水泵（8m） 安全阀接口（1/2”） 膨胀罐接口（1”） 回水接口（11/2”） 供水接口（11/2”） 燃气接口（Ø20） 包装内置压紧接头

16 典型冷凝壁挂炉采暖系统的设计示意—地板辐射采暖
冷凝型壁挂炉采暖系统，需要单独配置膨胀水箱、安全阀和去藕罐。 与常规炉相比，冷凝炉可节能15-20%， 温度设计范围也可直接应用于地暖系统。

17 典型非冷凝壁挂炉采暖系统设计示意—地板辐射采暖
普通型壁挂炉供地板辐射采暖时，要用三通混水阀保证供水温度 WHBnc 去藕罐保证了壁挂炉和地板采暖的设计温差，以及两个水泵之间的循环。 去藕罐二次混水系统保证锅炉和系统都是最佳工况，高效运行，减少高温导致的散热损失和地板损坏更换。

18 无去藕罐的危害: 1、供回水之间压差过大 2、各水泵均会偏离工作点，造成系统运行的不确定性 3、不能保证壁挂炉及末端的额定温差
4、不仅增加系统能耗，而且采暖舒适性差

19 去藕罐的功能 通过创造一个压损近乎为 0 的区域，让水泵实现各自的循环，互不干扰，实现热量的无损失传递。 锅炉 系统
Primary System Secondary system

20 去藕罐的工作状态: Gpr < Gsec Gpr = Gsec Gpr > Gsec
如图所示，二次系统流量的变化对壁挂炉系统流量没有任何影响。

21 系统优化四：内外水泵的相互影响 水泵串联情况 当户型面积较大并采用散热器采暖时，系统需要配外置泵，可以通过串联水泵解决。但是应注意：
1、如图所示，1+1≠2，选用两个水泵的性能参数不能相差很大，否则很难确定水泵的工作点； 2、将外置泵与壁挂炉内置泵进行同步控制，否则可能造成壁挂炉内置泵过流量，并造成设备的损坏和5-10%的热量损失。

22 多台壁挂炉并联及多个末端循环 当选用2台及以上的壁挂炉和末端多个水泵循环时，必须采用去藕罐。

23 当户型面积较大并采用地板辐射采暖时，系统需要配外置泵或多个循环支路，这种情况下必须选用去藕罐。
无去藕罐，单泵运行图示

24 无去藕罐，双泵运行图示 无去藕罐，三泵运行图示 主要说明多个循环泵同时开启时，实际流量均小于设计流量，并且供回水之间的压差增加

25 去藕罐的工作图示: 通过安装去藕罐，壁挂炉和末端多个水泵都可以按设计工况运行。系统效率和舒适度提高10%以上。

26 典型壁挂炉采暖系统的设计示意—风机盘管 风机盘管空调系统的设计同样需要去藕罐和三通混水阀。
1、普通型壁挂炉供风机盘管空调系统采暖时，要用三通混水阀保证供水温度 2、去藕罐保证了壁挂炉和风机盘管的设计温差，以及两个水泵之间的循环。 风机盘管系统供回水温度：60/50℃ 风机盘管空调系统的设计同样需要去藕罐和三通混水阀。

27 系统优化五： 良好适当的墙体，底面与管路保温非常必要 ◇ 采暖系统管路和地面及墙体无保温，增加热量损失
◇ 热水管路没有保温，或安装环路供水后无保温，增加用水消耗，和循环热损耗。 按照规程CECS 215:2006，节能建筑热指标比保温性能不好的建筑采暖热指标要低近50% 节能建筑热指标： 非节能建筑热指标： 间歇供暖时，1.2倍 良好适当的墙体，底面与管路保温非常必要

28 选择威能 选择舒适 选择放心

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