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無錫威能鍋爐

發布者:無錫明俊冷暖設備有限公司 發布時間:2016/4/24 8:55:31 點擊次數: 關閉

無錫威能鍋爐
小系統,散熱器,壁掛爐,儲水箱,分段燃燒,階梯功率燃燒
前言:近年來,以壁掛爐為核心,末端由散熱器或低溫輻射地板采暖組成分戶獨立采暖系統,以其突出的節能環保優勢逐漸受到消費者的關注,成為分戶供暖系統的主力軍。同時受天然氣價格影響,用戶最為關心的壁掛爐運行費用,為降低采暖費用,用戶往往會通過行為節能,例如用戶白天主要是在客廳活動,習慣性把閑置房間暖氣減小或關掉,而晚上睡覺前,會把客廳暖氣關掉,壁掛爐與整個房子供暖系統的平衡時不時被打破。因此受系統安裝不規范以及用戶使用行為影響,壁掛爐與未端小系統出現匹配不佳,引起機器頻繁起停,房間忽冷忽熱,耗氣量增大等問題,大大降低壁掛爐采暖的舒適性。因此有必要對現有采暖爐及系統進行優化設計,調整系統的工作參數及狀態,以達到最佳匹配。
1小系統測試分析
模擬用戶家里實際使用情況,通過在實驗室組建三組散熱器與常規壁掛爐連成的供暖系統如圖1進行測試,通過實時檢測采暖出水及回水溫度,系統流量,壓差等參數以分析壁掛爐供暖狀況。
所選用的常規壁掛爐,其額定熱輸入為26Kw,最小熱輸入9Kw,水泵最大揚程5m,散熱器為鋼制柱式,供管道為¢20*2。記錄室內溫度為10.5℃,室外溫度為5℃,環境濕度85~90%:
圖1 散熱器采暖系統連接圖
設置供暖溫度為78℃,供暖出水溫度高于5℃時壁掛爐熄火,溫度低于15℃時,壁掛爐重新點火啟動,分別測試三組,單組散熱器供暖,記錄采暖供回水溫度,壓差及水流量變化,實驗結果如圖2,表1
達到供暖穩定平衡后,從點火開始,當采暖供水溫度達到高于設置溫度5℃時熄火,待供水溫度降低至設置溫度的15℃時,壁掛爐再次啟動點火時設置為一個供熱啟停周期。根據表格1測試數據,當三組散熱器全開供暖時,一個供暖周期時間為12:56min,而把其中兩組關掉,只保留第一組散熱器供暖時,穩定后一個供熱周期為7:30min,時間縮短了42%,1小時內啟停周期由4.6次相應增加到8次,因此頻繁的起停更加明顯,主要原因是散熱器供熱從三組變成單組后,系統水流容量將減少41%,儲熱量相應減少41%,由于阻力增大,水流量減少18%,因此壁掛爐燃燒供熱時間大大縮短,從圖2可以看出,由于散熱器固有散熱功率不變,壁掛爐熄火后散熱時間基本保持不變。
根據壁掛爐程序設定,壁掛爐熄火后將進行后清掃1min,風機在運轉過程中通過煙管帶走供暖系統熱量,每次清掃熱損失多達80KJ,若單位時間內頻繁啟動次數越多,熱損失越大,使用單組散熱器其排煙損失要比三組增加74%。壁掛爐頻繁啟停燃燒,會導致室內供暖溫度不穩定,出現忽冷忽熱現象,縮短機器使用壽命。因此減少壁掛爐頻繁啟停,可提供高供暖舒適性,減少能耗損失,同時也有利于壁掛爐穩定運作。
2系統分析與優化
根據以上分析,壁掛爐啟停周期受系統水容量,儲熱量,流速,壁掛爐燃燒功率等因素影響,從多組散熱器供暖的大系統轉變為單組散熱器的小系統供暖時,如何減少壁掛爐的啟停次數,增加持續供熱時間,下面從幾方面進行實驗分析。
2.1水泵揚程對供熱周期影響
保持單組散熱器處于供暖狀態,壁掛爐所先配的水泵分三檔如圖3,第三檔揚程為7m,第二檔楊程為6m,第一檔為5m,通過改變水泵檔位,來改變系統水流速,分別記錄采暖出水、回水溫度實時變化以及系統流量,壓差,如圖4,表2。
通過表2可以看出,水泵楊程從5m加大到7m,系統水流量及阻力均有影響,但供熱周期變化不明顯,因此壁掛爐水泵揚程在一定范圍內變化,對影響壁掛爐啟停頻率影響不明顯。
2.2分段燃燒對供熱周期影響
選用額定功率為26Kw常規壁掛爐,通過增加分段閥及更改燃燒器實現分段,負荷比由原來的1:3增大到1:6,通過對比測試帶分段燃燒與不帶分段燃燒對供熱周期的影響。
通過上圖5,表3可以看出,進入平衡供熱后,無分段壁掛爐基本以最小負荷9Kw維持燃燒,由于散熱器散熱功率小于壁掛爐最小輸出功率,系統水不斷升溫達到目標溫度的+5℃后,壁掛爐熄火,當壁掛爐采用分段后以最小負荷4.2Kw維持燃燒,此時單組散熱器散熱功率大于或等于壁掛爐最小輸出功率,因此壁掛爐一直保持燃燒,有效的避免了壁掛爐頻繁熄火啟停帶來的問題。同時通過理論計算及實測壁掛爐采用分段燃燒后,主換熱器及排煙道未出現冷凝水。
2.3供暖階梯燃燒對供熱周期影響
目前供暖水溫控制常見的一種方法是控制主要是通計算設置溫度與實測采暖水初始溫度差距,以提供所需要的供暖負荷,如設置溫度為78℃時,而采暖水初始溫度為15℃,壁掛爐以最大功率燃燒,使采暖出水溫度迅速達到目標溫度78℃或超于1~2℃再將進入部分負荷或最小負荷燃燒,以維持設置溫度。
該按制方法的優點在于可以讓較低溫度的采暖水迅速升溫,以達到目標溫度如圖6右側,缺點是由于只開單組散熱器時,系統且力大,水流速度慢,且系統水容量較小的情況下,熱量還未來得及傳送到散熱器或回水側時,采暖出水溫度高于設置溫度5℃時,壁掛爐熄火,此時壁掛爐的回水溫度依然很低,散熱器未能被加熱。
另一種控制方式所為階梯燃燒即通過調整控制板程序,當供暖狀態下檢測到火焰后,切換到最小功率燃燒,然后緩慢上升到最大功率,通過階梯燃燒設置,首次點火后切換最小功率燃燒,系統水將緩慢加熱,避免壁掛爐在一開始階段頻繁的啟停。
第一種控制方法,經過頻繁啟停1-3個周期后,系統水在水泵的傳輸下,攪拌下,平均溫度已經上升,很快進入平穩加熱過程。兩種控制方法區別在于開始啟動階段,很快進入平穩加熱后,由于均采用最小負荷維持燃燒,供熱周期基本一致。
2.4系統增加儲水箱對供熱周期影響
散熱器由多組供暖改為單組供暖后,系統水容量及儲熱能力大幅降低,壁掛爐頻繁啟停更加明顯,通過在供暖系統增加一個30L的儲水箱如圖7,目的增加系統水容量,測試增加儲水箱前后的壁掛爐的供熱周期變化。
采用單組散熱器供暖模式下增加水箱之后,供暖啟停周期由7:30min增加到11:37min,每小時啟停次數由8次降低至5.2次,接近同時開三組散熱器供熱周期。圖8可以看出,增加儲水箱后,相當于增加系統的水容量,因此壁掛爐燃燒維持時間加長,同時由于系統存儲熱量增加,而單組散熱器散熱功率不變,在壁掛爐熄火后,有足夠的熱量提供緩慢散發,從而能使系統延長啟停時間,以達到節能及體驗更舒服。
3對比與總結
以單組散熱器為未端的小系統供暖,為降低壁掛爐頻繁啟停,較佳的解決方案是擴大常規壁掛爐負荷比,可通過分段燃燒實現,或在系統增儲水箱以增加水容量。從經濟性角度,壁掛爐采用分段燃燒所帶來的成本增加較少,而增加儲水箱成本較高,如從市場的靈活性,增加儲水箱更合適,儲水箱可做為一個選配,需要時才加安裝。


 

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