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地暖混水降溫裝置漫談

文字:[大][中][小] 2013-5-25  瀏覽次數:2207

    一、地暖混水降溫裝置的作用


    我們平常所說的地暖是“低溫熱水地面輻射供暖系統”的簡稱,與傳統的散熱器采暖方式相比具有舒適、節能、健康的特點。但地暖對水溫有 比較嚴格的要求:地面采用地板磚的系統,熱水最高溫度60℃;采用復合木地板的地暖系統一般要求水溫在45℃以下;實木地板要求水溫不高于35℃。而目前我國集中供熱或小區集中供熱系統的大都是針對散熱器采暖用戶設計的,一般供給用戶的水溫在80℃-90℃,遠高于地暖要求的水溫,因此不能直接用于地暖。這使得很多集中供熱用戶望地暖興嘆,同時地暖供應商也不得不將大量用戶拒之門外。壁掛爐采暖雖然可以調節水溫到地暖使用溫度,但其設計溫度和流量通常是按照散熱器采暖進行的,直接用于地暖存在換熱器表面結露影響壽命、循環水流量不夠導致供熱功率下降等問題,而與地暖混水降溫系統配合將會達到更好的效果。

    混水降溫裝置對于集中供熱地暖用戶來說,其主要作用是提高地暖使用的安全性和舒適性,節能效果是次要的;即使有節能效果,也是通過控制室溫不超過需要溫度而實現的,混水降溫裝置本身只是一種水溫混合裝置,是一種將高溫差小流量的熱水轉換成低溫差大流量的循環水的裝置,本身并沒有任何節能作用。

   采用混水降溫裝置之后,可以給集中供熱用戶提供合適的低溫大流量地暖循環水,滿足地暖對與安全性和舒適性的要求,其依據可以從地暖規程上找到:   《地面輻射供暖技術規程》(JGJ142-2004)中對于水溫的規定主要有以下幾點:

   第3.1.1條低溫熱水地面輻射供暖系統的供、回水溫度應由計算確定。民用建筑供水溫度宜采用35-50℃,不應超過60℃,供、回水溫差宜小于或等于10℃。

   筆者認為:最高水溫不易超過60℃是影響地暖使用安全性的最主要參數,為了保證地暖的使用壽命,應嚴格遵守;對于地暖管,溫度對其使用壽命和老化性能具有非常大的影響,比如PE-RT管材使用壽命在60℃以下可達50年,70℃降低到10年,80℃只有兩年,90℃則只有一年。上面這些數據從相關管材生產企業提供的壽命曲線圖中都能看到,因此控制水溫對于地暖長時間安全工作具有非常重要的意義。

   現在很多廠家資料給用戶有誤導之嫌:產品資料或者宣傳資料里給出了通過110℃、1.9MPa、8720小時測試的數據,好像給用戶的感覺是地暖管道根本不怕熱水,完全可以直接用在水溫高達90℃的集中供熱供水環境中;對于保障長期穩定工作的實際水溫要求,只是籠統的說按照地暖規范要求施工可以保證50年工作壽命,普通用戶所不知道的是這里所指的50年是60℃以下水溫的使用壽命。而當用戶在誤導下直接用在高溫環境出了問題,管材廠家則可以冠冕堂皇的說用戶沒有按照地暖規范施工,責任不在廠家,這實際是一種不負責任的做法。

  第3.1.2條采用低溫熱水地面輻射供暖方式時,地面的表面平均溫度應符合表3.1.2的規定。 

  表3.1.2 地面的表面平均溫度(℃)

  區域特征              適宜范圍    最高限值

  人員經常停留區            24-26            28

  人員短期停留區            28-30            32

  無人停留區                    35-40            42

  浴室及游泳池                30-33            33

   35-50℃的供水溫度范圍具體確定依據是室溫和地面平均溫度,主要是提高使用的舒適性方面的;供回水溫差10℃以內是保持地面溫度均勻性和較高的能量利用率,具有節能、提高舒適性和避免溫差過大對地面材料形成的熱應力等幾方面的考慮;據我們的經驗,中原地區很多用戶水溫達到40℃左右即可達到很好的效果,水溫過高反而導致地暖溫度太高、室內干燥等問題。

   第3.8.4條低溫熱水地面輻射供暖系統應在熱源處設置供熱溫度調節控制裝置。

   此條規定明確了集中供熱等用戶使用地暖時應使用地暖混水系統等溫度調節裝置,注意,這里提到的是“供熱溫度調節裝置”而不是“供熱流量調節裝置”,因此用流量調節閥進行控制并非合適的方式。

   筆者認為:上述規定是保證地暖舒適性的一個關鍵因素,有的地暖用戶需要開著窗戶睡覺,主要是地面溫度沒有控制好,而控制地面溫度最好的方式就是調節供水溫度,而不是調節供水流量。

   二、地暖混水降溫裝置的工作原理

   地暖混水降溫系統是目前解決高溫水源地暖用水的優選方式,無論何種結構的混水降溫系統都是利用地暖散熱后的低溫回水與高溫進水相混合以提供適當溫度的采暖供水,與其他降溫方式相比具有簡單、方便、節能、溫度穩定的突出優點,因此得到廣泛的應用。

   在混水降溫裝置中有兩個核心部件:一是用于提供采暖散熱后低溫水與高溫進水混合的動力裝置,一般家用通常使用屏蔽泵;另外一個是用戶控制高溫進水與低溫回水混合比例以維持混合水溫度穩定的混水部件,可以有多種不同結構和方式,比如電子溫控或者自力式溫控裝置等。上面這些是每一個恒溫混水裝置必須具備的部件,其他部件根據產品不同有所不同,例如:過濾器、止回閥、壓力開關、溫控器等。
    圖中,高溫采暖供水從上面進入系統,與經過地暖盤管降溫后的較低溫度的地暖回水在混水部件中進行混合;混合出合適溫度的水經過增壓泵后進入分水器,然后通過地暖盤管散熱采暖;增壓泵用于提供混合水的動力;在混水系統中,混水部件要具備控制混合水溫度在設定值的功能,避免隨著供水溫度變化混水溫度也不穩定;混水部件在不同產品中有不同的形式,比如自力式遠傳溫控閥、恒溫混水閥、電動三通閥等,非自力式產品需要配合相應的電動溫控器等配件配合工作,達到能自動恒溫的效果。

    三、對于市面上常見的幾種混水系統特點的分析

    隨著地暖行業的蓬勃發展和用戶對地暖認識的加深,越來越多用戶和地暖公司認識到,給地暖提供一個合適的溫度對于地暖運行的安全性和舒適性至關重要。集中供熱做地暖是否需要降溫裝置已經是一個不爭的事實,而混水降溫類型的產品與其他結構產品相比具有工作穩定可靠、控溫方便、占地小、成本低等優點,在市場中脫穎而出,居于主流地位。在這種情況下,地暖混水降溫裝置市場也得到蓬勃的發展,與之相對的是各種不同品牌、結構和檔次的地暖混水降溫裝置大量上市。面對眾多產品,地暖公司和用戶有眼花繚亂的感覺,這些不同結構和類型的產品各有什么優缺點?應該如何選擇適合自己的產品困擾很多朋友。筆者接觸的這類產品比較多,對市面上常見的各種結構混水降溫裝置有一些了解,在此談一下自己的觀點,不當之處還望各位老師前輩多多指正。

   目前市面上常見的地暖混水降溫裝置大概可以分為以下幾種:

   3.1:采用自力式遠傳溫控閥作為溫控核心的類型,此結構的產品較多,比較典型的如下圖產品。
    這種類型的混水裝置利用自力式遠傳溫控閥的感溫元件檢測混合水溫度,并根據水溫變化控制安裝在高溫采暖進水通道中的閥體開度,從而改變高溫進水量,達到自動恒溫控制的目的。當然也可以反向控制:即通過控制回水量達到間接控制進水的目的。此類產品具有結構簡單,成本較低,工作可靠的優點。并且因為采用自力式溫控閥作為溫度控制裝置,即使運行時停電,溫控部分仍然起作用,可以避免高溫熱水直接進入地暖系統,起到很好的保護作用。

    下面說說此類結構的不足之處。

    常用的自力式溫控閥原本是設計用在散熱器采暖控制中,控制一個散熱器的過水量,因此流量系數較小,典型常用的DN20閥體KV值大概只有0.8左右(聲明,上述數據僅是對常規產品的數據,如果混水器廠家采用的是特制增加流量的自力式恒溫閥,上述數據無效),這意味著此溫控閥在全開狀態下、閥門前后壓差10kPa時過水量為每小時0.8噸,而實際工作中即使循環泵啟動溫控閥前后的壓差也很難達到10kPa,大多只能在5kPa或者更低壓差下運行,也就是這種情況下閥門全開的過水量只有0.3-0.4噸。在采暖面積較小和采暖水溫較高的情況下,地暖循環水中的高溫水比較小也可維持混水溫度,正常工作;但是當高溫水溫較低時采暖熱水進水量有限,而循環水量較大,必然因為較多低溫循環水進入混合水而導致水溫降低和房間溫度下降;也正是這個原因在這種結構產品的回水循環管道中設有手動循環水流量調節閥,當水溫較低無法維持混合水溫度時關小或者關閉手動循環水流量調節閥,強制減小循環水比例,提高供水溫度。這種情況下需要手動操作,因此這種系統算是半自動恒溫控制吧。當然,這時地暖管總的循環水量降低,進水量有限,進回水溫差增大,對采暖效果還是有所影響的。

    自力式遠傳溫控閥方式,測溫頭部分需要插接在混合水通道中,并且需要的地方較大,在有的產品只能安裝在分水器的另外一側,對于很多帶有流量控制閥的分水器來說無法安裝,限制了其廣泛的應用。當然也有將測溫點放到混合水處的設計,但這種方式由于混合處水溫還未充分均勻,測溫不準確和不穩定。

    因此,如果不是采用特制增加流量的自力式遠傳溫控閥的本類型產品,比較適合采暖供水溫度較高,使用面積較小或者房屋保溫效果好的用戶使用,不太適合供水溫度本來只有六七十度的用戶或者采暖面積太大的用戶使用。

    另外遠傳自力式溫控閥閥芯動作距離較小,容易發生雜質堵塞也是一個缺點,但這個問題可以通過在進水通道增加效果較好的過濾器解決,不是無法克服之問題。
 
 
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