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如何选择户式空调系统中的燃气壁挂炉
如何选择户式空调系统中的燃气壁挂炉
来源:中制冷设备网    2009-9-21
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摘要: 在户式空调系统中采用燃气壁挂炉供暖,才能使系统的户式意义在全年内都得以体现。燃气壁挂炉的选择要特别注意两点:一是其功率的确定;另一是炉内循环水泵的流量与扬程的匹配。由于壁挂炉具有供暖及供生活用热水两种功能,因此其功率取两者中所需之大者,当居住面积不太大,低于300平方米,尤其当水源为地表水的寒冷地区,其功率取决于生活用热水的功率,而不是供暖的功率;而水泵有600~900L/h的流量,0.8~1.6m的扬程,在楼内入住率100?全楼各户都正常采暖时就可满足需要,如果考虑间歇供暖以及入住不足,或上、下、前、后、左、右邻居采暖不同步的影响,水泵流量应为1000~2000L/h,扬程为2.5~10m才更安全些。

关键词: 户式空调系统 燃气壁挂炉 双热源风机盘管

 

随着社会经济、技术的发展,以及社会政治的进步,一种新型的户式空调系统在我国房地产开发中已大量推广使用,顾名思义,就是解决房间冷、暖的系统是每户独立自主的。本公司2003年在某个项目中建成两栋27层共425户近六万平方米的住宅中,就采用了户式空调系统。系统中包括一拖多MRV热泵式冷媒系统(本系统既可在夏季制冷,又可在冬初、冬末时制热、甚至也可在严冬时制热)和冬季主要用的壁挂炉供暖系统。在厅和卧室等主要房间内系统的末端装置选用双热源风机盘管(冷媒、热水各走各的盘管),但在厨房、厕所只考虑用散热器冬季取暖。

 

该系统之所以推广如此之快,就是因其有以下的优点:

最突出一点就是为住户提供了居住舒适的自主权——制冷、制热的开启、停止时间、室内温度的高低均有自己决定;其次是室内系统管路(包括冷媒、热水各两根和冷凝水管一根)均在屋顶下布置,地面上无管道,便于房间内的布置;再者是室外机一户一个,同户型的型号、大小上下统一,且少去分体空调排凝结水管(凝结水管在室内集中排入卫生间),因此,安装好后,建筑物外立面非常整齐、美观;还有,简化了管道建设安装——室外小区和楼内到各户省去了两根供回热水管道,只有煤气、自来水管各一根即可。这样,不仅减少了管道安装量,而且减少日后管道维修量;最可贵的是解决了采暖收费困难的问题。在这种系统内,制冷、采暖用电和煤气都用磁卡计费,只有先交费买了电、煤气,插卡后系统才能运行,否则,系统将无法运行。

户式空调系统涉及到空调室外机、室内机、燃气壁挂炉、散热器以及系统管材、管件等的选择问题。户式空调系统在冬季也可实行集中供暖,这时其“户式”意义却大为失色,只有采用壁挂炉供暖,才使其“户式”的意义在全年内都得以体现。因此只有正确选择燃气壁挂炉才能充分展示户式空调系统的优点,在此,本文仅介绍如何选择壁挂炉。工程实践证明,选择壁挂炉要突出注意两方面:一是其功率,二是其所配循环水泵的流量与扬程。

 

壁挂炉的功率确定
由于燃气壁挂炉均具有供暖和供生活用热水的双重功能,因此其功率取两者所需的大者。近几年来居住建筑都严格执行节能标准,外围护物保温性能明显提高,采暖热指标显著下降,一般一百多平方米三居室的功率10KW采暖用绰绰有余,然而生活用热水所需功率却很大,特别是当水源为地表水时,水温随室外温度变化而变化,在冬季最冷时水温接近0℃,如北京使用密云水库水作水源的区域,冬季洗菜时很扎手,比地下水的10~15℃低很多,8L/min产热水量所需功率为

N=L·C·(tk-t0)/60----(1)

式(1)中,N—壁挂炉加热生活用水所需功率,KW;L—壁挂炉每分钟产热水量,L/min,取L=8;C—水的比热,kj/kg·℃,取C=4.19;tk—热水温度,住宅内带有淋浴器的浴盆水温要求40℃[1];t0—自来水温度,当水源为地下水时,取t0=10~15℃,地表水t0=0~4℃;60—一分钟的秒数。将上述各值代入式中得:当水源为地下水时N=14~17KW;水源为地表水时N=20~22KW。考虑住户使用浴盆,加热热水需要一段时间,因此壁挂炉功率选择的比计算值还要大些,为24KW。

当户型面积在300平方米以上时,为稳妥起见,还应对采暖所需功率进行计算,与上述结果进行比较,然后取其中大者。但也可以上述结果用采暖负荷指标验算其结果是否满足采暖。验算公式如下:

q=N×1000/F·K1·K2·K3----(2)

式(2)中,N—已计算出生活用热水所需的功率,KW,在本工程实践中选N=24KW;F—住户的套内面积,㎡,本人实践过工程中最大户型L,套内面积F=113.4㎡;K1—对于套内面积所要考虑公摊面积的系数,对于多层住宅取1.1~1.2,而对高层取1.2~1.35;K2—考虑间歇供暖的安全系数,取1.2~1.25;K3—由于使用了户式空调系统,所以应考虑上、下、前、后、左、右邻居采暖不同步的安全系数,该取值波动范围很大,尤其当邻居出门在外根本不取暖时,其值有可能大到2~3。将上述各值代入式(2)中得出结果,负荷指标q值在45~70W/㎡之内或大于70W/㎡时(q值见参考文献[2]、[3]、[4]),壁挂炉的功率即可按式(1)计算的结果选择。当采用采暖负荷计算结果同热水供应的结果比较时,应该是采暖计算负荷要乘以上述三个安全系数的值。总之,在选择壁挂炉的功率时,决不能冒然以采暖计算负荷的结果来确定,否则很有可能不能满足生活用热水。

 

壁挂炉内水泵流量与扬程的确定
-1、水泵流量由下式计算得

L=3.6·K1·K2·K3·Q/△t·C·r----(3)

在式(3)中,L—水泵的计算流量,l/h;K1、K2、K3同式(2);△t—供回水平均温差,℃,在此取△t=10;C—水的比热,KJ/Kg·℃,其值为4.19;r—水的比重,Kg/l;其值为1;Q—计算户型的采暖计算负荷,W,一般应按采暖负荷计算方法得出结果,当然也可用负荷指标来估算:

Q=q·F----(4)

式(4)中,Q—计算户型的采暖计算负荷,W;F—户型的套内面积,㎡;q—采暖负荷,指标W/㎡,在文献[2]中已阐明q可取45~50 W/㎡。在此以本人实践的工程中最大户型L为例,其套内面积F=113.4㎡,其中包括厅、卧室两个、卫生间两个、书房一个、工人房、厨房各一间。

当K1=1.24,而K2=1.0,1.2,K3=1.0,1.2,1.5,2.0,2.5,3.0不同情况下计算结果列入表1中。

 

2、水泵扬程的确定。

还以L户型为例。该户型的供暖系统从壁挂炉连接各末端装置干管为DN25,而卧室、书房双热源风机盘管KRS-25N,而厅内为KRS-50N,其支管一律为DN20,而厨房、卫生间、工人房散热器支管均为DN15,经计算当系统流量为600L/h时,最不利环路总阻力为7360Pa,其中包括最远端卧室风机盘管KRS-25阻力为915Pa,支管阻力57.70Pa,最不利干管阻力1458Pa,壁挂炉阻力4703.30Pa。因此本系统对于表中不同情况下流量的阻力应为

HX=(LX/L0)2·H0----(5)

式(5)中,L0、H0—当流量L0为600l/h流经该系统时最不利环路的总阻力H0值为7360Pa;

LX、HX—当流量为LX流经该系统时最不利环路的总阻力值为HX。

将按(5)计算结果列入表1中。
 

L户型在K1、K2、K3不同值下,水泵所需流量、扬程表1

计算户型的套内建筑面积采暖计算负荷(W)

Q=F·q-=113.4×50=5760W

考虑邻居采暖不同步的安全系数K3

1.0

1.0

1.2

1.5

2.0

2.5

3.0

考虑间歇供暖的安全系数K2

1.0

1.2

1.2

1.2

1.2

1.2

1.2

考虑公摊面积的安全系数K1

1.24

1.24

1.24

1.24

1.24

1.24

1.24

K1·K2·K3

1.2400

1.4880

1.7856

2.2320

2.9760

3.7200

4.4640

实际采暖负荷(W)

K1·K2·K3·Q

7031

8437

10124

12655

16874

21092

25311

水泵所需流量(l/h)

604

725

870

1087

1450

1812

2175

水泵所需扬程

Pa

mm水柱

7460

761

10743

1095

15470

1578

24172

2465

42972

4382

67144

6847

96687

9859

邻居入住100%且采暖同步。连续供暖

邻居入住100%且采暖同步。间歇采暖

邻居入住100%但采暖个别不同步。间歇供暖

个别邻居没入住或外出而不取暖。间歇供暖

约一半邻居没入住或外出而不取暖。间歇供暖

一多半邻居没入住或外出而不取暖。间歇供暖

邻居几乎没有入住或外出都不取暖。间歇供暖

 

从表1中可以看出:

壁挂炉的功率由生活用热水确定的功率,当户型面积为一百多平方米,楼内100%入住,且都正常供暖时用于采暖绰绰有余,相当于采暖计算负荷的4倍以上。
对于楼内100%入住,且上、下、前、后、左、右邻居同步影响不明显时,水泵流量600~900l/h,扬程为0.8~1.6m水柱,基本能满足要求。而当楼内入住率低上、下、前、后、左、右邻居影响很大时,水泵的流量为1000~2000l/h,扬程2.5~10m时更安全些,而且能将炉内热量充分输送出去,各个风机盘管的额定流量也能满足,可以开高挡风,室温升得快。

 

3、对于外保温的住宅,为减少邻层的不利影响,除外围护物适当做一些内保温外,内隔墙(户之间)两侧也应适当喷涂15~20mm聚氨酯,尤其应在楼板上应铺20~30mm聚氨板或在顶板下喷涂15~20mm聚氨酯。这点对使用户式空调系统的用户尤为重要,该种系统有个致命的缺点,就是主要房间冬天取暖都是风机盘管送热风,热空气飘在上面,当上下邻居都入住,又都正常采暖,该缺点显不出来;一旦上下邻居,尤其是下邻居不正常采暖或不采暖,缺点就凸现出来,既是室内温度达到要求,但由于地板冷,而感觉不舒适。在入住初期,此问题常带来很多麻烦,很容易招致住户投诉。

 

 

参考文献

[1]陈耀宇等主编建筑给水排水设计手册中国建筑工业出版社1999年4月

[2]黄鑫如何合理确定电蓄热供暖蓄热水箱的容积全国暖通空调制冷2000年学术年会资料集

[3]黄鑫居住建筑热指标 全国暖通空调制冷1996年学术年会论文集

[4]全国民用建筑工程技术措施暖通空调·动力中国计划出版社2003年

 

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