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如何做一套高效的地暖系統
 發布日期: 2017-03-24 閱讀量:
1.重視地暖系統的設計、計算與校驗

在系統的設計中,負荷計算是基礎,只有正確的基礎數據才能保證系統設計正確。但是,在“獨立供暖系統”實際應用中,極少有真正經過嚴謹計算和設計的系統,多數都是憑“經驗”或拍腦殼“設計”,成功就只有成為“可能”。

獨立地暖系統需要從熱源、系統、末端、控制等多方面進行設計、計算,確保每一環節的匹配與優化。任何一個環節形成瓶頸都可能影響系統運行的效果。比如因為鍋爐與分水器的位置發生了變化,其系統的數據就會發生相應的變化,所以就需要進行認真的計算和校驗。

為解決計算問題,一些企業設計、開發了模擬計算程序,設計人員只需輸入相關數據就可得出計算結果。即使系統數據變更,也可重新計算、校驗,即時得出數據,大大提升了設計、計算工作效率。

通過熱負荷計算,對每一環節的流量、流速、壓損進行計算確認,計算得出系統管路的管長、管徑,得出壓損數據,選擇循環動力,做到最佳的匹配。校驗每個節點的數據是否符合系統設計要求,確保系統從設計階段開始就能保證成功。

2.地暖熱源選擇與特性的了解和優化

根據當地的能源種類及費用比選擇熱源,合理的配置末端才能達到最佳的使用效果。充分了解新能源、新技術的特點、適用環境與條件。不能僅憑簡單的了解就盲目的推薦客戶使用不成熟或者不適合當地條件的采暖及能源形式,造成應用失敗。這就要求我們掌握更多的專業知識,以負責任的態度對待客戶,也是對自己、對行業負責任。

目前新能源技術層出不窮,如太陽能、空氣源熱泵、地源熱泵、水源熱泵等。包括傳統的電能、燃氣等采暖形式在內,都有其局限性,并非適合所有的使用環境與條件。但遺憾的是,很多時候廠家在推廣其產品時,自身就對其產品的適用條件研究的不夠充分,盲目、不講條件甚至是不負責任的推廣其不成熟的產品、技術。而經銷商的專業能力缺失,不能加以甄別和消化,也無法在系統整合上克服其弊端。

對于各類新能源技術,應報以積極的態度,要認真的學習和研究,進行嚴謹的適用性測試,和理性的結果分析,確定其可用性方可大面積推廣。這需要我們付出相當的努力和代價,以及得到相關的專業機構和行業組織的支持,絕非個別急功近利和投機者能夠有所成就的。

3.多熱源系統組合的設計及優化

不同產品和技術有各自的特征和局限,本著揚長避短、發揮“系統”整合作用的目標,根據一些企業整合多種熱源應用以及結合應用的經驗和相關數據,推薦以下常用混合熱源及系統應用方式:

燃氣鍋爐、太陽能能源結合地暖、散熱器采暖系統應用;燃氣鍋爐與空調、地暖并機系統應用;燃氣鍋爐與熱泵結合地暖、散熱器采暖系統應用;以及燃氣鍋爐、熱泵結合地暖、散熱器采暖、風機盤管除濕和生活熱水供應、泳池加熱等大型綜合系統的應用。

多種熱源組合應用,要對其應用特征了解并優化,系統的控制、聯動尤顯重要,否則會有沖突。如果不能有效控制,系統運行將極不穩定,甚至是安全的隱患,也會造成售后服務工作量的增加。

4.一二次系統設計

在獨立采暖、空調系統的應用中,我們發現傳統的一次大循環系統弊端很多,尤其不適合中國人即開即用“節儉”的使用習慣。

在一些別墅等超大住宅中,由于人少,客戶通常只用極小的局部空間采暖或制冷,然而傳統的一次系統設計不能根據末端變負荷使用有效減少或降低熱量(或冷量)輸出,造成極大的能源浪費,使用費用高,甚為客戶詬病。

針對這樣的問題,我們設計采用“二次系統”,將熱源與末端系統分割,結合“動力分散”系統(后面有介紹),根據末端負荷的變化輸出相應的熱量(或冷量),節能效果非常明顯。

5.動力分散原理及變負荷應用

“動力分散”是我們針對超大住宅末端變負荷使用的情況設計采用的技術。二次側循環動力如若不能根據負荷做相應的變化,也會造成無謂的流量傳輸和電功耗浪費。所以,我們將大型住宅根據熱負荷按照額定的流量進行分區,在這個區域內有采暖需求時輸出相應的流量(熱量),做到需要多少供應多少的原則,有效的控制無謂熱量輸出和電功耗浪費。  

6.熱源、末端及系統的控制

在“多熱源系統”、“一二次系統”及“動力分散系統”的應用中,控制系統非常重要,如果不能解決這個問題,會有沖突,并不能充分發揮系統整合的優勢。

而這樣的控制是較為復雜的,譬如,多點探測、多頭控制,模擬計算和邏輯關系的設置都需要認真的考慮。由于“獨立供暖系統”的“獨立性”,很少有通用型的控制類產品供我們選擇,這使得我們在解決控制的問題時動了不少腦筋。

建議各自控產品企業關注“系統”應用技術的發展,積極參與其研發,未來一定會在“地暖系統”提升的過程中占得先機。

7.總線溫控系統

地暖的熱墮性決定了很難實行即時控溫,所以時間預約控制是較好的選擇。

可以設計采用“總線溫控方式”來實現對“地暖系統”的控制,即:系統及房間控制系統為總線型,當用戶開啟任意房間,鍋爐即啟動,其相關聯區域循環動力啟動;當全部房間達到設定溫度值即關閉所有房間水路,所有循環動力及鍋爐停止運行。

8.系統各階段壓損、流速、流量的計算等

根據不同的末端形式,如低溫熱水地板采暖、散熱器采暖,或者風機盤管采暖形式的不同運行工況,確定不同的系統相關數據。

在一個大的流體系統中,各部分的特征與要求是不同的,相對應的數據需要掌握并精確控制。

根據末端負荷數進行負荷計算并設備選型,確定系統形式,然后根據各管段流體流量、流速計算壓損值及閥門、組件壓損值,疊加總壓損,確定各管段管徑和需要的系統壓頭,選擇循環動力。

校驗計算的數據和結果,如果系統設計不夠合理就重新配置。力求系統在最合理的流量、流速、壓損和循環動力下運行,保證最好的運行效果和節能效果。

9.末端盤管的設計、計算和選擇力的控制

通常地暖盤管的管徑、管長和排管行距都是根據“經驗”或“規范”來定的。我們在實際應用中發現這樣的結果并不科學,或者不能適應南方獨立供暖形式的需要。很多機械的套用“經驗”或“規范”的案例效果比較差。

可以根據分室控溫的需要進行盤管,無需保證管長差距,甚至是在一個系統中采用不同管徑的盤管,個別小房間也可以做獨立的環路。對于可能超長的管路通過我們設計專用分路器分路,有效的控制環路壓損不超過可控范圍,又方便控溫,并不增加成本。匹配適合的熱源與循環動力,得到最佳的運行和節能效果。

現在業界已經可以非常熟練的計算、掌握和控制流量、流速和壓損,確保系統的最佳效果。并在此基礎上研究、開發新的“細管地暖系統”。未來可以提供適用于各類環境的地暖。

10.系統的水力平衡

系統的水力平衡要在設計階段就要認真考慮。通過嚴謹的計算與控制,確保水力平衡。這對系統正常運行非常重要。

控制水力平衡的方式很多。在國外參觀、學習,并與國外同仁的交流中了解到,他們對水力平衡非常重視,研究的也很透徹。無論是控制方式,還是檢測設備都很專業。但也覺得他們的方法不太適合中國的國情。譬如,國外更多的依賴“機械”,“系統”中大量的采用平衡閥,而平衡閥價格很高,造成“系統”成本增大。

國內的實際情況是,即不重視系統水力平衡,也沒有解決水力平衡的方法,更接受不了使用平衡閥的高昂造價。所以,在實際應用中水力失調的情況很嚴重,當然不會有好的運行效果。

目前行業的水準基本可以保證在設計階段就保證流體水力平衡,控制水力失調。通過上面介紹的管路設計、計算,結合管路布置方式,以及“二次系統”和“動力分散”原理就可以實現。

11.不同末端形式混裝及混水系統的應用

在南方的“獨立采暖系統”中,混裝的情況經常出現,不同末端形式所需的工況不同,就需要根據其工況提供相應的流量和循環動力。

散熱器采暖通常是小流量、大溫差形式;低溫熱水地板采暖通常是大流量、小溫差形式;而風機盤管則是更大的流量與更小的溫差。所以在混裝系統中要非常注意根據其特征,合理的匹配系統,才能保證好的運行效果。在了解到的實際應用中,失敗的案例比較多。

由于不同末端不同工況和供水溫度的不同,系統混水是非常重要的。這方面的產品很多,魚龍混雜,要注意甄別和選擇。好的地暖混水產品應該能夠保證良好的工作特性和穩定、可靠的流量、溫度值,并能提供專業的流量、溫度曲線和KV數據。
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