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供暖系统漫谈 | 壁挂炉为什么会频繁启停(上)?
中国壁挂炉网      2019-10-16 16:47     来源:壁挂炉月刊     浏览量:14110

如今,空调成为了家家户户都必备的家用电器,不同季节,对于我们来说,动动手指头就可以调控温度,实现不同功能的切换,但你知道在你按下按钮的同时,空调里发生着怎么样的变化吗?今日,小编就带大家了解一下相关知识。

    要了解空调的运行原理,我们就必须从空调的内部构造入手,我们常用的空调一般为分体式空调,由空调外机和空调内机两部分组成,外机置于室外,里面由冷凝器和压缩机。内机置于室内,里面有蒸发器、膨胀阀以及贯流风扇。需要注意的是,冷凝器与蒸发器实际上都是热交换器,只是根据用途不同被叫做不同名称。

    制冷循环

    在制冷循环中,空调通过膨胀阀降低制冷剂压力,来降低制冷剂的沸点,使制冷剂在室内蒸发器中沸腾变成蒸汽,这些蒸汽流到室外,再通过压缩机加压将它液化并把吸收的热量放出来,之后流回室内,不断的往复循环,室内的热量就被搬运到了室外。

    制热循环

    而在制热循环中,空调使用的四通阀能让制冷剂流向与制冷循环方向相反。具体循环是:压缩机对制冷剂进行加压,并将高压气态的制冷剂送到室内换热器上,制冷剂液化放出热量。

    但冬季,室内外温差较大,国内很多空调压缩都配备电辅热,电辅热跟吹风机差不多,就是在出风口装个发热丝,让吹出来的风变暖和。

    除湿模式

    而对于除湿,空调在制冷时,室内蒸发器因为不断的在吸热,温度会处于一个较低的状态,为了使制冷更加高效,鼓风机不断将室内空气吸入并通过蒸发器以加快换热的过程,空气受冷,空气中的水分变为冷凝水,*汇集到集水器排出室外。所以实际上空调在制冷模式下工作会伴随着一定程度的除湿。除湿模式也正是根据这一原理设计而来的,那么如何才能让这个除湿的过程更加高效使除湿独立成一个功能呢?

    在除湿模式中,工程师通过将压缩机和鼓风机转速调低,让空气中的水汽有足够的时间来凝结,从而提高了除湿效率,使它可以称得上是一个独立的功能。

    既然除湿会伴随着制冷,那么市场上那些高端空调宣称可以恒温除湿是如何做到的呢?

    答案其实很简单,这类空调只是在送风时对冷却后的空气又进行了加热处理,使人们在除湿的同时不会感到温度下降,让除湿功能成为一个一年四季都可以使用的功能。

    需要注意的是,夏季制冷时,温度设置26~27摄氏度,其冷负荷可以减少8%以上;冬季制热时,温度设置低2摄氏度,也可节电10%;人在睡眠时,代谢量减少30%~50%,将空调设于睡眠档,设置温度高2摄氏度,可节电20%。

    实践也证明,对静坐或轻度劳动的人来说,室温保持在28~29摄氏度,相对湿度保持在50%~60%,人就不会感到闷热,也不会出汗,属于舒适范围。

通常我们会给壁挂炉设定一个出水温度,壁挂炉燃烧器产生的热量通过换热器将热量传递给采暖循环水,也就是将回水温度的采暖循环水加热升高到设定温度。如果末端散热量小回水温度升高,导致出水温度升高,壁挂炉控制系统就通过燃气比例阀减少燃气量,从而降低加热功率,将出水温度维持在设定值。

采暖系统刚开始启动的时候,回水温度通常很低,这时候壁挂炉即便全功率运行出水温度也不会超温,所以第一个阶段通常壁挂炉是全功率运行的。随着采暖的持续运行回水温度会逐渐升高,这时需要的加热功率逐渐降低,壁挂炉自动调节加热功率,同时末端由于平均水温的升高散热量也在升高,如果末端散热量足够大,至少能够将壁挂炉最小功率提供的热量散发出去,那么这个系统就可以一直维持下去,壁挂炉不会停止工作,也就不存在壁挂炉启停问题了。

但是我们通常会给一百多平方米甚至几十平方米的家庭配置一台这样的壁挂炉——除了升温初期,一百平方米的节能建筑实际需要的平均能耗远远达不到壁挂炉最低输出功率,这时候回水温度持续上升,直到出水温度高于设定值后壁挂炉停炉,等到水温降低到一定值后壁挂炉再次启动,反复循环,从而使得壁挂炉处于间断工作状态。

从上面可以看出,末端负荷越小,加热时回水温度升高越快,壁挂炉启动时间越短,所以从该层面来讲,负荷越小壁挂炉启停次数越多的说法是正确的。

容水量对壁挂炉启停次数的影响

除壁挂炉最小功率和末端功率不匹配导致壁挂炉启停外,系统容水量是影响壁挂炉启停的重要因素。所谓系统容水量,是指在系统管网及末端水箱等所有水道中存储的采暖水容量,采暖系统在工作中要将这些水都通过壁挂炉进行循环加热。

当末端散热量低于壁挂炉最低功率时,壁挂炉送出的热量不能被发散掉,将会有一部分通过回水管返回壁挂炉。对于容水量小的系统来说,高温水将很快通过回水管返回壁挂炉,导致壁挂炉很快因超温停炉。但对于容水量大的系统来说,一部分高温水会存于系统中,从而延缓回水温度的上升。

同样,当回水温度过高引起出水温度升高以致壁挂炉停炉后,容水量小的系统中因为存水量小,温度很快就降低到壁挂炉启动温度以下,从而导致壁挂炉再次启动,而容水量大的系统由于系统中还有较多的热水,冷却速度要慢一些,将等到整个系统中的热水都冷却后才会重新启动。

壁挂炉采暖系统配置的散热器不尽相同,即使配置的散热器散热功率相同,系统工作状态也会不同。如一个散热器为铜铝复合材质的,系统容水量很小,另一个为低碳钢材质的,系统容水量数倍于铜铝复合散热器,两者本身的散热量是一样的,但铜铝复合散热器系统如果没有采取特殊措施降低壁挂炉的启停次数,耗气量可能会高于低碳钢散热器系统。

当然,若散热器的散热量一直大于壁挂炉最小加热功率,则壁挂炉在稳定工作时热量能实现平衡,壁挂炉不会停机,这种情况下两者工况是一样的。

在这里需要强调一下:散热器本身并不存在效率高低的问题!任何散热器的散热效率都是100%,但不同的散热器于系统中使用时会导致系统效率的不同,因此散热器本身不存在高低效率之分,但散热器系统有高效和低效之分。从这个方面来说,我更建议壁挂炉在选择所带散热器时,选用容水量大的低碳钢之类产品。因为在一般应用中,用户家实际负荷都是小于壁挂炉最小功率的,采用低碳钢散热器,容水量远远大于钢制板式散热器,壁挂炉启停次数也远远少于采用钢制板式散热器的系统。

我的观点好像和大家平常认同的观点不同:比如现在南方普遍使用钢制板式散热器做壁挂炉采暖,欧洲也是以钢制板式为主流,我们给客户说的卖点是钢制板式水容量小、热得快、效率高、用起来更省气,实际情况可能正好相反。

特殊情况下,散热量小的末端如果蓄热量大,同样可以使启停次数更少。比如当系统整体容水量小,但热源和末端不匹配,或者末端是大范围变负荷变流的状态,可以在系统中增加一个蓄能水箱来提高容水量,末端负荷越小启停反而次数越少,从而提高系统的效率。就系统蓄热能力、系统循环量过小、系统失衡等对壁挂炉启停的影响,下期继续为大家讲解。

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