導讀：隨著(zhù)大家對系統的重視，越來(lái)越多暖通公司在給客戶(hù)設計采暖系統時(shí)，不再簡(jiǎn)單地將壁掛爐和末端連接在一起，而是開(kāi)始注重系統方案。
在壁掛爐帶地暖的方案中，越來(lái)越普遍地用到去耦罐進(jìn)行去耦，或者通過(guò)混水系統進(jìn)行隔離。很多朋友認為兩者作用類(lèi)似，并且去耦罐相對成本更低，因此采用去耦方式的很多，那么這兩者方式究竟有何不同呢？
導讀：隨著(zhù)大家對系統的重視，越來(lái)越多暖通公司在給客戶(hù)設計采暖系統時(shí)，不再簡(jiǎn)單地將壁掛爐和末端連接在一起，而是開(kāi)始注重系統方案。 在壁掛爐帶地暖的方案中，越來(lái)越普遍地用到去耦罐進(jìn)行去耦，或者通過(guò)混水系統進(jìn)行隔離。很多朋友認為兩者作用類(lèi)似，并且去耦罐相對成本更低，因此采用去耦方式的很多，那么這兩者方式究竟有何不同呢？ ◎名詞解釋?zhuān)喝ヱ詈突焖?/span> 在解答引言中的問(wèn)題前，我們先來(lái)了解一下去耦和混水是什么。這是兩個(gè)完全不同的概念，兩者作用完全不同，不可相互替代。 去耦的概念是“消除耦合”，對應去耦罐的作用就是解決系統“耦合”造成的問(wèn)題，而對應的概念就叫耦合。 所謂耦合，是指兩個(gè)事物之間存在相互影響、相互作用的關(guān)系，當一個(gè)因素變化時(shí)必然導致另外一個(gè)因素產(chǎn)生對應的變化。 從定義可以看出，耦合在采暖系統中就是熱源與末端之間的相互影響和作用，當這種影響帶來(lái)不利的影響時(shí)，可以用去耦的方式解決。 在采暖系統中的耦合關(guān)系并不局限于一種，主要有流量耦合、功率耦合、水溫耦合、壓差耦合等關(guān)系，一個(gè)系統設計的復雜性往往是涉及到這些多種耦合關(guān)系的原因。 耦合關(guān)系對系統的影響，主要體現在末端與熱源之間需求不匹配的沖突，從而導致壁掛爐等熱源工作失常。 熱源壁掛爐需要的工況： 常規壁掛爐是一種針對散熱器高溫度、高溫差、小流量特性而設計的采暖設備，正常情況下其流量特性能夠滿(mǎn)足在15℃～25℃溫差時(shí)輸出額定功率。同時(shí)，由于燃燒系統特性的限制，其最小輸出功率一般在30%以上，如一臺輸出功率為24kW的壁掛爐，最小輸出功率為7.2kW。 為了及時(shí)將這些熱量帶走避免換熱器出水超溫，壁掛爐都有最低流量限制，低于這個(gè)流量會(huì )出現超溫保護故障，水流大概在200kg～300kg左右。此外，由于內置水泵的功率限制和換熱器管道等阻力的限制，壁掛爐的最大輸出流量也是有限的，比如24kW的壁掛爐通常水流最大在700kg～1000kg左右。 散熱器采暖系統需要的工況： 對于散熱器來(lái)說(shuō)，由于工作在高溫差、小流量的情況下，水溫越高越好，壁掛爐75℃～85℃的水溫是很合適散熱器的。 通常每臺散熱器需要的流量只有幾十千克到一百多千克，因此一臺壁掛爐帶上十來(lái)組散熱器是沒(méi)有問(wèn)題的，實(shí)際流量在進(jìn)行系統平衡調試的時(shí)候會(huì )由溫控閥進(jìn)行調節。 地暖采暖系統需要的工況： 地暖更適合低溫水，一般在35℃～45℃即可，溫差較小，只有5℃～10℃，所以相對來(lái)說(shuō)，對流量的要求更大。 對于地暖來(lái)說(shuō)，常用的“20管道”理論上每根管道流量在180kg左右比較合適，每120m2大概需要1t流量，如果采暖面積更大，則流量也需要更大，甚至會(huì )超出壁掛爐的供水能力，導致雖然功率足夠但是地暖采暖依舊不熱。 壁掛爐和末端耦合狀態(tài)下的工況： 由上圖可以看出，壁掛爐的出水通過(guò)管道直接供給到末端散熱器。這時(shí)候，由于整個(gè)采暖系統是一個(gè)相對封閉的系統，壁掛爐的流量等于末端所有散熱器的總流量之和，如果散熱器部分關(guān)閉或者通過(guò)恒溫閥的自動(dòng)調節作用導致其流量變化，則壁掛爐流量隨著(zhù)變化。 這樣將導致兩個(gè)問(wèn)題： 第一，如果末端因為開(kāi)關(guān)調節等原因導致流量降低，壁掛爐流量將隨之降低，當流量低于最低流量后導致壁掛爐不能正常工作，或者雖然能工作但頻繁啟停，運行效率大幅度降低。 第二，當末端需要的流量大于壁掛爐供給能力時(shí)，壁掛爐無(wú)法滿(mǎn)足末端流量需求，會(huì )導致末端散熱器沒(méi)有足夠流量而無(wú)法正常工作。 從以上分析可以看出，因為壁掛爐和末端具有流量耦合關(guān)系，導致壁掛爐工況受到末端工況變化的影響，可能導致壁掛爐無(wú)法正常工作，或者末端受壁掛爐流量影響只能承受較小面積的采暖。 ◎如何解決流量需求不同的矛盾？ 去耦，就是解決這個(gè)問(wèn)題的。 要解決這個(gè)問(wèn)題，我們可以在壁掛爐和末端之間設置一個(gè)去耦罐，二次側再增加一個(gè)循環(huán)泵，就構成二次系統。 去耦罐就是一個(gè)較粗的連通器，在正常過(guò)流情況下，一次側和二次側兩邊的進(jìn)回水端口壓差都接近于零，于是壁掛爐和去耦罐形成一個(gè)一次水流循環(huán)系統，去耦罐和末端形成二次水流循環(huán)系統。這樣一來(lái)，壁掛爐的水流經(jīng)過(guò)去耦罐直接回到回水中，其流量不受二次側流量需求和變化的影響。同樣，二次側需要的流量由獨立的水泵驅動(dòng)，經(jīng)過(guò)去耦罐后直接構成循環(huán)，這也和一次側流量沒(méi)有關(guān)系，兩者互不影響，也就是將相互影響的耦合關(guān)系消除了，故稱(chēng)之為去耦。 當壁掛爐采暖系統中采用去耦罐后，可以解決兩者對水流需求不同的矛盾，帶來(lái)的好處是無(wú)論末端流量大或者小，壁掛爐不會(huì )出現“供血”不足或者由于流量過(guò)小熄火罷工。也正是這個(gè)好處，讓去耦罐在壁掛爐采暖中得以大放光彩，甚至成了“萬(wàn)能靈藥”，好像只要在壁掛爐采暖中加上一個(gè)去耦罐，就是在給客戶(hù)做系統了。 需要明確的是，工況的匹配不僅僅只有流量問(wèn)題，還有溫度耦合造成的問(wèn)題以及功率失衡造成的問(wèn)題沒(méi)有解決。 對于溫度問(wèn)題，很多人表示壁掛爐可以設定水溫35℃～85℃，因此可以直接將水溫設定到低溫區域即可，然而事實(shí)上，對于普通壁掛爐來(lái)說(shuō)并不合適長(cháng)期低溫運行。 因為回水溫度低于55℃的時(shí)候將會(huì )導致?lián)Q熱器表面結露，產(chǎn)生冷凝水，從而腐蝕換熱器和燃燒器，這種情況造成壁掛爐損壞和壽命降低的案例很多，因此常規壁掛爐對于水溫的要求是高溫供水，并且回水溫度不要低于55℃是最好的。 還有朋友認為，對于地暖末端來(lái)說(shuō)，采暖面積大的時(shí)候可以通過(guò)在去耦罐后面增加一個(gè)更大的水泵，讓流量增加，并且當二次流量比較大的時(shí)候，回水將與進(jìn)水混水，從而具有混水降溫的作用，這樣也可以解決壁掛爐水溫高而地暖需要水溫低的問(wèn)題。 這個(gè)說(shuō)法沒(méi)錯，但是不夠全面。 如果二次流量一直大于一次流量，那么確實(shí)可以通過(guò)混水方式降低二次供水溫度，但問(wèn)題在于這種水溫是不可控的。 二次水溫隨著(zhù)一次水溫和二次回水溫度及二次流量而改變，當二次流量小于一次流量時(shí)，一次供水的高溫直接進(jìn)入地暖管道，造成地暖超溫帶來(lái)安全隱患，因此去耦罐雖然在某種特定情況下可以混水降溫，但是并不能被當作混水降溫裝置來(lái)解決水溫不匹配的問(wèn)題。 另外還有一個(gè)問(wèn)題是，壁掛爐的最小功率很可能大于末端散熱量，因此壁掛爐實(shí)際工作時(shí)必然是在間斷啟停狀態(tài)下的。 這意味著(zhù)壁掛爐本身供水溫度是不穩定的，這種不穩定的水溫也會(huì )同步傳遞到二次側，導致二次水溫上下波動(dòng)，以致于管道和分水器、連接件等頻繁熱脹冷縮，最終帶來(lái)漏水隱患。 從上面的分析可以看出，在壁掛爐和地暖之間加上去耦罐并不能解決兩者之間關(guān)于溫度和負荷的矛盾。也就是說(shuō)，去耦罐只能對流量矛盾去耦脫敏，卻無(wú)法對水溫和負荷問(wèn)題去耦脫敏，并不是一個(gè)合理的解決之道。 ◎簡(jiǎn)單采用混水裝置所帶來(lái)的問(wèn)題 說(shuō)完了去耦罐，再說(shuō)說(shuō)混水裝置。 混水裝置是一種通過(guò)將二次相對較低溫度的回水與一次高溫進(jìn)水進(jìn)行混合，從而獲得需要的二次供水溫度的裝置，其核心作用是對“水溫”進(jìn)行去耦脫敏，讓壁掛爐可以在高溫狀態(tài)工作，地暖在適合的低溫狀態(tài)工作。 那么，是否在壁掛爐和地暖之間安裝一個(gè)混水裝置就可以實(shí)現系統合理呢？ 上圖是一個(gè)實(shí)測的運行狀態(tài)圖，25分鐘之前是安裝普通三通混水裝置，從圖中可以看到，加裝混水裝置之后可以設定二次水溫，但壁掛爐工作狀態(tài)不穩定，一次回水溫度低的時(shí)候周在40℃左右；25分鐘之后將混水設置在壁掛爐混水模式下，系統工作很穩定，壁掛爐在均勻的啟停工作，高溫供水回水的溫度也相對較高，而地暖的供回水溫度都較低，同時(shí)滿(mǎn)足兩者對水溫的需求。 但是如果簡(jiǎn)單的采用這種方式也會(huì )帶來(lái)兩個(gè)嚴重問(wèn)題： 第一，通過(guò)混水裝置供應地暖時(shí)，如果地暖需要的散熱量較小，混水只從壁掛爐索取少量的高溫水即可滿(mǎn)足對功率的需求，則必然導致壁掛爐流量更低，造成壁掛爐的工作異常，上圖中的前面部分狀態(tài)就是這樣的。 第二，采用混水裝置之后，地暖回水直接進(jìn)入壁掛爐中，而由于地暖回水溫度較低，一般遠遠低于55℃的結露點(diǎn)，因此壁掛爐必然工作在高溫輸出供水、低溫回水的狀態(tài)，并不能滿(mǎn)足壁掛爐對回水溫度的需求。 ◎如何同時(shí)解決上述問(wèn)題？ 當然，現在已經(jīng)有人采用在去耦罐之后加混水裝置的方式，同時(shí)解決流量去耦和溫度去耦的問(wèn)題。這種方式是可行的，一部分高溫水將通過(guò)去耦罐回到壁掛爐，與混水裝置的低溫回水混合，從而提高了壁掛爐回水溫度，滿(mǎn)足壁掛爐對水溫的需求。 不過(guò)這種方案的問(wèn)題在于成本較高。 另外一種方式就是采用壁掛爐專(zhuān)用的混水裝置，壁掛爐出水在滿(mǎn)足混水裝置需求的同時(shí)，有控制地讓一部分高溫水直接進(jìn)入回水，從而提高壁掛爐回水溫度，實(shí)現解決上述問(wèn)題的目的。 上面這個(gè)方案中還有一個(gè)問(wèn)題沒(méi)有得到解決，那就是功率匹配問(wèn)題。 如果想要真正地解決功率的匹配問(wèn)題，最好的方式是增加一個(gè)蓄能水箱，將水溫作為壁掛爐的負荷，同時(shí)水箱也是末端的熱源，這樣一來(lái)，末端需要多少熱量從水箱中取得即可，壁掛爐工作的時(shí)候可以穩定工作。 但是這也會(huì )帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題，就是很多情況下用戶(hù)家里沒(méi)有充足的地方去安裝水箱，或者是用戶(hù)不愿意掏錢(qián)買(mǎi)水箱。不過(guò)對地暖來(lái)說(shuō)，可以利用地暖本身的蓄熱能力進(jìn)行緩沖，使那些暫時(shí)用不了的熱量存儲在蓄熱層中。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，濕式地暖更容易做得比較穩定、節能。 對于散熱器來(lái)說(shuō)，選擇容水量更大的散熱器，會(huì )減少壁掛爐的頻繁啟停，也是有利于系統的穩定運行和節能的。 總結： 去耦罐的方式雖然應用很多，但對于普通地暖來(lái)說(shuō)也不是“萬(wàn)能靈藥”，相對而言從壁掛爐專(zhuān)用混水裝置能夠同時(shí)解決水流去耦和溫度去耦的問(wèn)題，個(gè)人更為推薦。 http://wap.reiicc.com/
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