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工程案例答疑

摘 要:實際工程中我們會遇到各種問題, 有些朋友可能會多問幾個為什麼, 本文就和朋友們分享兩個問題。 一位朋友問為什麼一開暖氣閥門壁掛爐就啟動;另一位朋友問的是小戶型地暖是否可以使用DN20的入戶管。

關鍵字:壁掛爐採暖;地暖管徑

經常有《地暖月刊》的讀者朋友通過電話、郵件向安安諮詢問題。 在這裡, 安安首先要感謝朋友們長久以來的信任和陪伴, 朋友們的問題我會盡我所能地回復。 還是那句話, 之所以站出來講, 並不代表我的水準比誰高, 而是因為我樂於分享, 和你們一樣, 我也是一線的勞動者。 下麵切入正題:

問題1:諮詢一個百思不得其解的問題, 使用壁掛爐採暖時, 為什麼打開散熱器上的恒溫閥, 本來是待機狀態的壁掛爐就會立即啟動呢?我家是壁掛爐採暖, 末端全為散熱器, 散熱器安裝有恒溫閥。 早上離開家時將恒溫閥關閉到“0”,
壁掛爐停止工作, 處於待機狀態。 晚上回家打開書房的散熱片恒溫閥, 壁掛爐很快就啟動並開始供暖。 壁掛爐是收到了什麼信號才使它啟動的呢?

安安找來如下的壁掛爐結構原理圖, 大家一起看一下:

燃氣壁掛爐結構原理圖

我想是這樣的:當你把恒溫閥關閉到“0”,

壁掛爐還是會啟動, 只不過採暖水幾乎不流動, 當達到一定溫度, 壁掛爐停止工作。 事實上, 此狀態下壁掛爐並不是一直處於待機狀態, 而是處於頻繁啟動狀態。 當暖氣片閥門打開, 採暖水溫度低於設定溫度(每家設定的採暖溫度不同)時, 壁掛爐便開始啟動。

專業的說法是這樣的:壁掛爐處於待機狀態, 當打開閥門且水路通暢時, 主控板啟動水泵推動採暖媒介水流動, 啟動風機進行清掃, 並檢測各種安全裝置是否正常。 在各種安全裝置正常的情況下進行點火, 再分別打開一、二級閥門, 燃氣進入燃燒器後, 在電火花的作用下, 燃氣進行燃燒(在點火的過程中, 風機一般為半速運轉或斷電靠慣性運轉。

待點著火拼燃燒之後, 對於使用燃氣比例閥的機型而言, 比例閥分設點火電流、最小電流、最大電流, 並分別可以調節), 通過離子感焰技術使火焰正常燃燒, 加熱媒介通過散熱器散發到空氣中或輻射出來, 達到供暖的目的, 如此反復迴圈。

以某採暖壁掛爐為例, 看看整個系統是怎樣運行的:當供暖溫度探測器所感應的溫度高於供暖設定溫度6℃~7℃時, 主控板控制電磁閥關閉, 燃燒系統停止燃燒;而此時迴圈水泵繼續運轉, 熱水仍在散熱器中迴圈, 發出熱量, 所以熱水溫度逐漸下降。 當供暖溫度探測器所感應的溫度低於供暖設定溫度6℃~7℃時, 主控板控制點火器打火, 電磁閥開啟, 燃燒系統繼續燃燒, 供暖系統的水又被加熱,

如此反復加熱→散熱器散熱→加熱, 使室內溫度達到室內溫控器設定溫度。

當室內溫度高於室內溫控器設定值的上限值時, 主控板控制電磁閥閉合, 燃燒系統停止燃燒, 迴圈水泵仍繼續運轉幾秒鐘後停止運行(為了使主熱交換器中水管內的水溫均勻)。 室內溫度隨著損耗而逐漸下降,當室內溫度降至低於室內溫控器設定的下限值時,主控板控制迴圈水泵運轉、點火器點火、電磁閥開啟,繼續燃燒,將水加熱。迴圈水泵將加熱的水流到散熱器中發出熱量,使室內溫度上升,室內溫度如此反復上升→下降→上升,始終保持在室內溫控器控制的溫度範圍內(室溫控制溫差根據室內溫控器的精度而定)。

要想達到出門後壁掛爐就待機的目的,最好的方法是採用室內溫度控制器設定室內溫度,而不是設定暖氣片上面的恒溫閥。

安安友情提醒使用壁掛爐採暖的朋友:請注意保養設備,並經常檢查煤氣、煙氣管道,以排除隱患。

問題2:請教地暖入戶管徑的選擇問題。我看大多數是DN25,一般的小戶型(60㎡以下)選DN20實際效果怎麼樣?頂層的管徑是不是要加大一號?

地暖管徑的選用是採暖的一個重要技術問題。現在普通住宅(樓中樓除外)的普遍做法是選用DN25的入戶管,很少考慮DN20的管徑。安安家大概85㎡的樣子,是自己改的地暖,就是用DN20的管徑(De25,S3.2PPR管,實際內徑18mm),運行良好。

我們還是用理論資料來指導實踐,一起計算一下吧。

我們取個60㎡的住宅算一算,如果是節能住宅的話,熱指標算下來也就30W/㎡的樣子。考慮到樓上樓下,或者左鄰右舍都不採暖的極端情況,會有很大的戶間傳熱,這裡我們故意把熱指標取大一些,就取50W/㎡:

60㎡×50W/㎡=3000W

我們假設供水45℃,回水35℃。用鴻業水力計算器計算:

我們看到,當熱負荷3000W,供水45℃,回水35℃時,選用DN20的入戶管,比摩阻是41.94Pa/m,流速是0.206m/s。我們知道,根據相關資料介紹,室內經濟比摩阻,推薦的是80Pa/m~120Pa/m;室外經濟比摩阻,推薦的是30Pa/m~70Pa/m。安安的習慣一般是選擇稍小的,室內選70Pa/m左右,會考慮管道結垢、管材厚度(管徑稍大的管子,壁厚一般也大些)等因素。這樣計算下來,無論按哪個標準,對於60㎡的小戶型住宅,DN20的管徑已經夠了。真的夠了嗎?如果其他條件不變,溫差是5℃呢?

我們看到,當熱負荷3000W,供水45℃,回水40℃時,選用DN20的入戶管,比摩阻是157.27Pa/m,流速是0.411m/s。此時的比摩阻會偏大些。大多時候,地暖並非在我們的設計工況中運行,經常會出現“大流量小溫差”的情況。安安曾經實測到溫差只有3℃的情況,我們再一起計算一遍:

我們看到,當熱負荷3000W,供水45℃,回水42℃時,選用DN20的入戶管,比摩阻是423.9Pa/m,流速是0.685m/s,此時的比摩阻已經大得驚人了。如果遇到這種情況,就連DN25入戶管的比摩阻也會偏大。

儘管這種極端溫差的情況是規範所不允許的,我們還是拿出來算算。因為我們只是設計師,管不了供熱運行。經過計算,我們便可預知會發生什麼情況,安安在這裡提出一種假設:如果入戶管很長呢?朋友們可就要權衡考慮啦。

總體上看來,一般的小戶型(60㎡以下)住宅,從管徑到分集水器選用DN20,理論上問題不大。

參閱資料:

[1]《民用建築供暖通風與空氣調節設計規範》(GB 50736-2012)

[2]《輻射供暖供冷技術規程》(JGJ 142-2012)

[3]《嚴寒和寒冷地區居住建築節能設計標準》(JGJ 26-2010)

[4]《民用建築熱工設計規範》(GB 50176-93)

[5]《實用供熱空調設計手冊》(2008版)陸耀慶 主編

室內溫度隨著損耗而逐漸下降,當室內溫度降至低於室內溫控器設定的下限值時,主控板控制迴圈水泵運轉、點火器點火、電磁閥開啟,繼續燃燒,將水加熱。迴圈水泵將加熱的水流到散熱器中發出熱量,使室內溫度上升,室內溫度如此反復上升→下降→上升,始終保持在室內溫控器控制的溫度範圍內(室溫控制溫差根據室內溫控器的精度而定)。

要想達到出門後壁掛爐就待機的目的,最好的方法是採用室內溫度控制器設定室內溫度,而不是設定暖氣片上面的恒溫閥。

安安友情提醒使用壁掛爐採暖的朋友:請注意保養設備,並經常檢查煤氣、煙氣管道,以排除隱患。

問題2:請教地暖入戶管徑的選擇問題。我看大多數是DN25,一般的小戶型(60㎡以下)選DN20實際效果怎麼樣?頂層的管徑是不是要加大一號?

地暖管徑的選用是採暖的一個重要技術問題。現在普通住宅(樓中樓除外)的普遍做法是選用DN25的入戶管,很少考慮DN20的管徑。安安家大概85㎡的樣子,是自己改的地暖,就是用DN20的管徑(De25,S3.2PPR管,實際內徑18mm),運行良好。

我們還是用理論資料來指導實踐,一起計算一下吧。

我們取個60㎡的住宅算一算,如果是節能住宅的話,熱指標算下來也就30W/㎡的樣子。考慮到樓上樓下,或者左鄰右舍都不採暖的極端情況,會有很大的戶間傳熱,這裡我們故意把熱指標取大一些,就取50W/㎡:

60㎡×50W/㎡=3000W

我們假設供水45℃,回水35℃。用鴻業水力計算器計算:

我們看到,當熱負荷3000W,供水45℃,回水35℃時,選用DN20的入戶管,比摩阻是41.94Pa/m,流速是0.206m/s。我們知道,根據相關資料介紹,室內經濟比摩阻,推薦的是80Pa/m~120Pa/m;室外經濟比摩阻,推薦的是30Pa/m~70Pa/m。安安的習慣一般是選擇稍小的,室內選70Pa/m左右,會考慮管道結垢、管材厚度(管徑稍大的管子,壁厚一般也大些)等因素。這樣計算下來,無論按哪個標準,對於60㎡的小戶型住宅,DN20的管徑已經夠了。真的夠了嗎?如果其他條件不變,溫差是5℃呢?

我們看到,當熱負荷3000W,供水45℃,回水40℃時,選用DN20的入戶管,比摩阻是157.27Pa/m,流速是0.411m/s。此時的比摩阻會偏大些。大多時候,地暖並非在我們的設計工況中運行,經常會出現“大流量小溫差”的情況。安安曾經實測到溫差只有3℃的情況,我們再一起計算一遍:

我們看到,當熱負荷3000W,供水45℃,回水42℃時,選用DN20的入戶管,比摩阻是423.9Pa/m,流速是0.685m/s,此時的比摩阻已經大得驚人了。如果遇到這種情況,就連DN25入戶管的比摩阻也會偏大。

儘管這種極端溫差的情況是規範所不允許的,我們還是拿出來算算。因為我們只是設計師,管不了供熱運行。經過計算,我們便可預知會發生什麼情況,安安在這裡提出一種假設:如果入戶管很長呢?朋友們可就要權衡考慮啦。

總體上看來,一般的小戶型(60㎡以下)住宅,從管徑到分集水器選用DN20,理論上問題不大。

參閱資料:

[1]《民用建築供暖通風與空氣調節設計規範》(GB 50736-2012)

[2]《輻射供暖供冷技術規程》(JGJ 142-2012)

[3]《嚴寒和寒冷地區居住建築節能設計標準》(JGJ 26-2010)

[4]《民用建築熱工設計規範》(GB 50176-93)

[5]《實用供熱空調設計手冊》(2008版)陸耀慶 主編

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