關鍵詞:高效節能全預混冷凝式傳熱系數地板采暖0
引言進入新世紀以來,中國城鎮供熱體制改革成為社會經濟發展的需求,并且在中國已經形成繼房改以來的第二次改制浪潮。2000年建設部以76號文件頒發了《民用住宅節能管理規定》,提出了分戶熱劑量的方向性問題,發出了供暖改革的信號。分戶式獨立供熱產品在中國市場逐步推廣應用,這種供熱系統的熱源由低熱值技術的普通壁掛爐、末端由散熱器或低溫輻射地板采暖組成,大約占據中國分戶供熱市場份額的95%以上,其主要優點在于可同時滿足家庭采暖需求和生活熱水需求,較集中供暖相比更節能不受傳統的采暖時間限制,用戶可以自主控制室內溫度便于計量收費,供熱費用轉化為燃氣費、電費、水費,解決了物業管理收費難的問題。這種系統同時存在一些需要改進的方面,如用戶最關心的運行費用、壁掛爐的煙氣排放對環境的影響、系統的運行穩定性等。
隨著壁掛爐技術的發展,行業將從傳統的普通燃燒技術的壁掛爐將逐步向高熱值冷凝技術的壁掛爐轉變。
1全預混冷凝壁掛爐與普通壁掛爐對比介紹針對當前市場上的燃氣壁掛爐,從其技術特點、燃燒方式、工藝材料等方面,大致可分為兩類產品,其主要性能對比如下:

1.1普通燃燒技術的壁掛爐燃燒方式:采用比例調節燃燒器即燃氣量可調、進風量不可調的比例調節方式。由于壁掛爐在工作狀態下燃氣與空氣是按比例混合燃燒的,因此,壁掛爐是否可以達到完全燃燒的混合比是至關重要的。在這種完全燃燒的混合比的工況下工作,其燃燒效率高、污染排放指標低。普通燃燒技術壁掛爐的弊端就是由于燃氣與空氣無法達到完全燃燒的混合比,過量空氣系數在部分負荷情況下偏高,因此造成煙氣帶走的熱損失偏大,污染排放物指標較高、熱效率在部分負荷下較滿負荷工況下偏低。國產產品通常在滿負荷下其熱效率可在90%左右,小負荷下熱效率在85%左右。此類產品排煙溫度都在120℃以上,煙氣中有害物氮氧化物(NOx)含量約為150~200mg/kWh、一氧化碳(CO)含量約為120~200mg/kWh。普通壁掛爐主要材質多為銅加鋁翅片,使用壽命為10年~15年。由于其技術含量及材料等原因,價格較為適中。目前國內大部分壁掛爐需求用戶因其價格和燃氣適應性因素,大多采用這類產品。
1.2全預混冷凝技術的壁掛爐這類壁掛爐是使用目前世界上先進的冷凝技術,即將煙氣中的余熱回收利用,其燃燒方式為全預混的比例調節。另外,冷凝壁掛爐的排煙溫度最低可降到40℃左右,煙氣中水蒸氣潛熱基本被充分吸收和利用,故其熱效率可大于100%,最高可達109%。燃燒更完全,使得能耗很低,環保指標非常好。壁掛爐燃燒室選用不銹鋼或硅鋁合金材料制造,可以克服酸性腐蝕問題,因此,對壁掛爐回水溫度無限制,使用壽命更高達20年以上,環保與節能性能極好。由于材料具有抗腐蝕性,因此可適用于任何采暖系統:散熱器、地板采暖、風機盤管。這種產品在西歐市場的使用率在60%左右。此類壁掛爐滿足歐洲最嚴格的環保排放藍天使標準:(NOx60mg/kWhCO60mg/kWh)
1.3全預混冷凝壁掛爐與普通壁掛爐主要性能對照
2地板采暖和常規散熱器采暖的技術特點對比分析
2.1地板采暖技術特點
2.1.1高效節能,運營成本低。
(1)該系統熱媒由于采用低溫熱水(一般在60℃以下),在輸送過程中熱量損失小。(2)該系統可利用余熱水、利用電廠等余熱或地熱能量,有著良好的經濟效益。
(3)輻射采暖方式較對流采暖方式熱效率高,若按16℃參數設計,可達到20℃的供熱效果。
2.1.2采暖舒適衛生,熱穩定性好。
(1)采用地面輻射散熱方式,不使污濁空氣對流,特別適用于對室內衛生條件要求高的場所。
(2)由于地面層及混凝土層蓄熱量大,熱穩定性好,因此在間歇供暖的條件下,室內溫度變化緩慢,供電實行分時計價后,可節約費用。
2.1.3室內溫度均勻,梯度合理。一些大跨度建筑,由于空間尺度大,傳統的暖氣片沿墻布置會帶來房間溫度不均,采用中央空調系統不但增加設備投入又要增加結構的高度,所以采用常規散熱器采暖及空調技術已很難達到預期的效果。
2.1.4使用壽命長,安全可靠,不易滲漏?,F代管材經過長期靜水壓實驗,連續使用壽命可達50年以上,同時在施工中采用整根管鋪設,地下不留接口,消除了滲漏的隱患。
2.1.5不占使用面積,室內無露明管道,便于室內裝修和家具布置。2.2常規散熱器特點常規散熱器為高溫對流散熱,與散熱器的距離不同溫度也不同,人體熱舒適性差。同時因為熱空氣較輕,熱量向上浮,房間屋頂溫度較高,而人體高度處的溫度卻較低。為使人感到同等的溫度,常規散熱器的室內設計溫度需要比地板采暖的室內設計溫度高2℃左右。在保持相同的采暖要求下,使用地板采暖系統的運行費用通??梢员瘸R幧崞鞑膳到y降低12%左右。同時散熱器本身占據房間使用面積,其管路也影響房屋的裝修。
2.3工程造價比較各類散熱器與地板采暖工程造價概算見表2。
3全預混冷凝式壁掛爐與地面采暖高效結合的能耗分析
3.1系統構成如圖1所示,地面輻射供暖系統由:壁掛爐、地面盤管系統(保溫板、反射層、鋼絲網、地暖盤管、固定卡釘、混凝土找平層等)、分集水器、供回水干管、分區溫控系統構成。壁掛爐提供35℃~50℃溫度范圍內的低溫熱水,由干管送到分水器,再由分水器輸送到各個房間的地面盤管系統。熱水在地面盤管內循環流動,將地面加熱至28℃左右,通過熱輻射和空氣熱對流向房間輸送熱量,室內溫度可達到20℃以上。分水器的每一個環路都配置了控制閥門,各個房間設有溫控器,通過控制相應回路的水流來控制室溫,做到最大限度節省能源和運行費用。地暖盤管材料有PEX(交聯聚乙烯)、PERT(耐熱聚乙烯)、PB(聚丁烯)和PEXAL(鋁塑復合管)等。
3.2采暖系統熱效率和節能考慮按照國內壁掛爐的能效標準GB20665-2006供回水溫度為80℃/60℃時,普通壁掛爐滿負荷的效率在90%左右,全預混冷凝式壁掛爐滿負荷則在99%左右而根據EN483在供回冷凝式水溫度為50℃/30℃時,滿負荷效率則為105%左右,最高能達到109%而供回水溫度為50℃/30℃時,剛好滿足地板采暖要求,無需讓冷凝式壁掛爐運行在低效率的高溫段,充分發揮冷凝式壁掛爐的節能作用。單從壁掛爐熱效率來看,全預混冷凝式壁掛爐要比普通壁掛爐的熱效率高出15%~20%。而地板采暖相對于常規散熱器的采暖效率要高出12%左右,全預混冷凝式壁掛爐和地板采暖兩者相結合,比普通壁掛爐和常規散熱器的結合效率要高出30%左右。全預混冷壁掛爐和地板采暖的結合無疑是最為節能的選擇,同時,煙氣等污染物的排放也大大降低。
3.3熱源對采暖系統負荷變化的適應性采暖系統的負荷隨著室外溫度的變化而變化同時因使用人群的采暖要求不同,采暖負荷也不同。普通壁掛爐因其自身的燃氣和空氣調節裝置限制了其負荷的適應范圍,一般在40%~100%,甚至最小負荷更高。剛開始采暖時,采暖的負荷需求較低,而最冷時采暖負荷需求最大。很難選擇一款既能滿足各種負荷需求,又能使平均運行費用最低。而冷凝式壁掛爐則很好地解決了負荷的適應性問題,其全預混結構和寬廣的調節比例范圍更好地適應用戶要求和氣候變化,其負荷范圍一般為30%~100%,最小可以做到20%。冷凝式壁掛爐可以為用戶提供更節能、更環保、更能適應特殊情況的熱源。
4結論近年來,隨著房地產市場的大力發展,許多高級住宅已采用分戶壁掛爐獨立供暖方式,代表了供熱采暖的潮流,是理想的居家采暖和熱水設備,也必將是大多數房產商和消費者的首選并且隨著國家節能減排政策的深入貫徹、冷凝技術的日益完善以及政府對購買冷凝機的補貼使價格趨于合理化,全預混冷凝式壁掛爐與地板采暖系統高效結合將會在中國采暖市場上得到推廣應用。