壁掛爐暖氣系統(tǒng)節(jié)能降耗技術(shù)研究
2018-11-04
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摘要 針對建筑能耗逐年增加、能源狀況日益緊張的現(xiàn)狀，美景舒適家針對采暖系統(tǒng)中的熱源——燃?xì)獗趻鞝t的節(jié)能措施展開技術(shù)研究。本文對燃?xì)獗趻鞝t采暖系統(tǒng)在不同控制方式下的節(jié)能效果進(jìn)行了理論與實踐的研究，分別分析了燃?xì)獠膳趻鞝t運行在自身不同的控制方式下及搭配外部配件輔助控制對整體耗氣量的影響。
此外，美景舒適家總結(jié)了一些經(jīng)驗，把握當(dāng)前燃?xì)獗趻鞝t采暖系統(tǒng)在耗能方面存在的具體問題和實際情況，并通過實踐研究得到了壁掛爐熱水采暖方面的有效節(jié)能途徑和節(jié)能方式。
壁掛爐自身控制方式改善的節(jié)能分析
隨著人們生活水平的提高，對采暖的認(rèn)識也在發(fā)生變化，對于溫度、濕度、噪音，以及空氣清新度等也越來越重視。
以燃?xì)狻㈦姙橹饕茉吹男乱淮?jié)能型供熱、供暖兩用式壁掛爐，一家一戶自成系統(tǒng)，同時解決供熱、供暖需求，做到一機兩用，這種新型采暖方式已被廣大消費者和開發(fā)商所接受，并呈高速發(fā)展的趨勢。
雖然燃?xì)獗趻鞝t這種采暖設(shè)備在我國發(fā)展已有十余年的歷史，但是目前市面上大部分的燃?xì)獗趻鞝t采用的采暖燃燒方式都是按壁掛爐端的采暖管道出水溫度達(dá)到比設(shè)定的溫度超5℃后就熄火待機運行的形式。
例如：用戶把采暖出水溫度設(shè)置為60℃，那么此時壁掛爐就會點火運行直到采暖出水溫度達(dá)到66℃后才會熄火關(guān)閉。
而實際的運行中，一般都是當(dāng)壁掛爐的采暖出水溫度達(dá)到用戶設(shè)定的溫度后就會轉(zhuǎn)為最小火燃燒，
在采暖系統(tǒng)散熱面積不變的情況下，壁掛爐就會持續(xù)地燃燒，同時房間的溫度也會不斷地升高，直到用戶感到體感不適，這一過程不但沒有給用戶帶來舒適的采暖效果，還造成了能源的極大浪費。
針對燃?xì)獗趻鞝t在上述使用過程中存在的問題，我們可以從改善壁掛爐的燃燒方式入手——燃?xì)獗趻鞝t采用的采暖燃燒方式，由按壁掛爐端的采暖管道出水溫度達(dá)到比設(shè)定的溫度超5℃后熄火的形式改為按采暖出水溫度達(dá)到設(shè)定的溫度后延時一定時間（該時間可由用戶根據(jù)實際情況設(shè)置）后就熄火的形式。
為驗證上述改善方法的節(jié)能效果，于是我們在成都某小區(qū)的一個三室一廳居室，進(jìn)行了壁掛爐按采暖出水溫度達(dá)到比設(shè)定的溫度超5℃后就熄火和按采暖出水溫度達(dá)到設(shè)定的溫度后延時一定時間就熄火，這兩種運行模式的對比測試。
這兩種運行模式的測試皆在以下相同的條件下進(jìn)行：
①天氣情況：氣溫范圍為-5℃～-2℃，室外濕度66%，房間濕度33%，室內(nèi)穩(wěn)定的初始溫度為20℃。
②測試設(shè)備：小松鼠SL24-M1。
③終端系統(tǒng)：散熱器。
④燃?xì)獗趻鞝t的設(shè)置溫度為70℃，啟動溫差為15℃。
⑤壁掛爐熄火后系統(tǒng)循環(huán)水泵運行4min，停4min。
（1）超過設(shè)定采暖出水溫度5℃就熄火時，采暖出水溫度及室內(nèi)溫度變化詳見圖1以及圖2。
（2）達(dá)到設(shè)定的溫度后延時一定時間（本試驗設(shè)置延時時間為3min）就熄火時，采暖出水溫度及室內(nèi)溫度變化詳見圖3和圖4。
上述的兩種采暖運行模式的測試數(shù)據(jù)對比詳見表1。
通過表1的數(shù)據(jù)，可以知道在相同的測試時間12小時內(nèi)，采用超5℃熄火的運行模式時平均室溫可達(dá)26℃（體感舒適溫度為23.5℃），耗氣量達(dá)11.748m3。
而采用延時3min熄火的運行模式時平均室溫為25℃（體感舒適溫度為23.5℃），耗氣量為9.009m3，相比超5℃熄火的運行模式節(jié)約了23.3%的能源。
綜上所述，我們可以看出，超5℃熄火的運行模式不但使得室內(nèi)溫度過高體感不適，還造成了天然氣的白白浪費，而延時一定時間熄火的運行模式既提升了采暖的舒適感又大大地節(jié)約了能源。
2.2 壁掛爐配室外溫度傳感器的節(jié)能分析
目前市面上的燃?xì)獗趻鞝t都是需要用戶根據(jù)室外以及室內(nèi)的溫度變化，人為地設(shè)定壁掛爐的運行參數(shù)，從而控制采暖爐的出水溫度以滿足室內(nèi)實際的采暖需求。
但是，通常情況下，室外溫度以及環(huán)境因素是時刻在變化的，而用戶卻不可能時刻地去調(diào)整壁掛爐的運行參數(shù)。
因此，現(xiàn)有的燃?xì)獗趻鞝t在實際使用過程中常常會出現(xiàn)采暖爐的出水溫度設(shè)置得太高的現(xiàn)象，不但使得室內(nèi)溫度過高體感不適，還造成了天然氣的白白浪費。
另一種存在的情況是出現(xiàn)采暖爐的出水溫度設(shè)置得太低導(dǎo)致室內(nèi)溫度過低無法滿足采暖需求。
于是我們提出一種配室外溫度傳感器的壁掛爐，其能夠根據(jù)室外溫度對采暖爐的出水溫度進(jìn)行實時的調(diào)整，從而使得采暖爐在保證正常的采暖需求前提下，避免天然氣的浪費。這樣一來不但方便了用戶的操作使用，而且保證了供暖房間的舒適度，還避免了天然氣的浪費并節(jié)約了能源。
壁掛爐配室外溫度傳感器采用如下的技術(shù)方案：
（1）在沿用壁掛爐延時一定時間熄火的運行模式基礎(chǔ)之上，再在室外配置一個連接于壁掛爐主控板的室外溫度傳感器用于檢測室外溫度。
（2）在程序中加入室外溫度傳感器的程序控制模塊以及運算公式。
為驗證其節(jié)能效果，我們選取了與2.1中所述相近的環(huán)境條件進(jìn)行了壁掛爐配室外溫度傳感器的測試。
其采暖出水溫度及室內(nèi)溫度變化曲線詳見圖5和圖6。
燃?xì)獗趻鞝t配室外溫度傳感器與常規(guī)超5℃熄火的采暖運行模式的測試數(shù)據(jù)對比請詳見表2。
從表2的數(shù)據(jù)可以知道，在相同的測試時間12小時內(nèi)，采用超5℃熄火的運行模式時平均室溫可達(dá)26℃（體感舒適溫度為23.5℃），耗氣量達(dá)11.748m3。采用配室外溫度傳感器的運行模式時平均室溫為23.6℃（體感舒適溫度為23.5℃），耗氣量僅為6.876m3，相比常規(guī)的超5℃熄火的運行模式節(jié)約了41.47%的能源。
通過以上詳細(xì)分析，不難得出結(jié)論：燃?xì)獗趻鞝t配室外溫度傳感器既能保證采暖的舒適感又能大大地節(jié)約能源，其節(jié)能效果顯著，值得推廣。
2.3 壁掛爐配溫控器和室外溫度傳感器的節(jié)能分析
眾所周知，溫控器是目前市場上使用最廣的一款節(jié)能助手。據(jù)統(tǒng)計，使用室內(nèi)溫控器比不使用要節(jié)能25%～30%。
既然使用溫控器和配室外溫度傳感器都能達(dá)到節(jié)能的目的，那么如果我們的壁掛爐在配室外溫度傳感器的基礎(chǔ)上再配上溫控器，理論上也能讓壁掛爐的節(jié)能比更上一個臺階。
為驗證其節(jié)能效果，于是我們選取了與2.1中相近的環(huán)境條件進(jìn)行了壁掛爐配室外溫度傳感器和溫控器的測試。
其采暖出水溫度及室內(nèi)溫度變化曲線詳見圖7和圖8。
燃?xì)獗趻鞝t配室外溫度傳感器和溫控器與常規(guī)超5℃熄火的采暖運行模式的測試數(shù)據(jù)對比詳見表3。
從表3的數(shù)據(jù)可以知道，在相同的測試時間12小時內(nèi)，采用超5℃熄火的運行模式時平均室溫可達(dá)26℃（體感舒適溫度為23.5℃），耗氣量達(dá)11.748m3。
采用壁掛爐配室外溫度傳感器和溫控器的運行模式時平均室溫為23℃（體感舒適溫度為23.5℃），耗氣量僅5.767m3，相比常規(guī)的超5℃熄火的運行模式節(jié)約了50.91%的能源。
由上可以看出，燃?xì)獗趻鞝t配室外溫度傳感器和溫控器同樣是既能保證采暖的舒適感又能極大地節(jié)約能源，其節(jié)能效果也非常顯著，值得推廣。
3 結(jié)語
通過上文實驗數(shù)據(jù)，我們可以看出改善壁掛爐自身的控制方式、壁掛爐配室外溫度傳感器及壁掛爐配溫控器這三種方式都能達(dá)到節(jié)能目的。另外，如果把這三種方式結(jié)合起來使用的話，燃?xì)獠膳趻鞝t的節(jié)能效果更加顯著，值得推廣。
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