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浅谈采暖│如何提高暖气片供暖系统的舒适性?上

2018-3-20 18:23| 发布者: 乌龟| 查看: 81| 评论: 0|原作者: xm50589051

摘要: 之前探讨了地暖客户如何得到舒适的室内温度,通过混水换热装置和温控器可以实现室温控制,但是暖气片和地暖是不同性质的供暖系统,简单来说地暖适宜采用“质调节方式”,而暖气片适合采用“量调节方式”,这些特点决 ...
之前探讨了地暖客户如何得到舒适的室内温度,通过混水换热装置和温控器可以实现室温控制,但是暖气片和地暖是不同性质的供暖系统,简单来说地暖适宜采用“质调节方式”,而暖气片适合采用“量调节方式”,这些特点决定了暖气片控制方式的不同。

暖气片是一种主要通过对流加热空气方式散热的末端,而地暖是一种主要以热辐射方式散热的末端。暖气片的散热包括对流散热和辐射散热,其中对流散热是通过暖气片表面加热与之接触的空气,当空气温度升高后密度降低使其上浮,而这时下部冷空气补充进来形成对流循环,从而提高房间内的空气温度。另外,暖气片的表面也是通过热辐射将热量散发到房间中,而且不同类型的暖气片之间的比例也不同,但通常对流散热量大于辐射散热量。

散热量与水温的关系

当暖气片出厂后其散热特性已经确定,使用中的实际散热量由其工况决定。通常可以用一个和暖气片平均水温与房间空气温度差值成指数关系的函数进行表示:
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Q=a(Δt)n,其中Q为暖气片散热量,a是常数,与暖气片本身特性有关,Δt是平均温差,指暖气片平均水温减去房间室温,Δt=(tg-th)/2,n是指数,与暖气片本身特性相关。

从函数可以看出散热量与平均温差不是线性关系,并且不同的指数特性其散热量的变化也不一样。下图是几种不同幂指数下暖气片的散热量指数图。



图中横坐标是平均温差,纵坐标是实际散热量,不同颜色的曲线代表不同幂指数的散热曲线;幂指数越高散热量与温差关系越显著;地暖可以看作幂指数为1的暖气片。

从图中可以看出,当暖气片出厂以后,散热量只与Δt有关,而Δt是平均水温与室温的温差,当进水温度不变,改变流量,可以降低回水温度,从而降低Δt和散热量,因此可以在进水温度不变的情况下通过调整暖气片流量来调节散热量。

散热量与流量的关系

下图是散热量与流量之间的关系,横坐标是实际流量与额定流量之比,纵坐标是实际散热量与标准散热量之比。

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从图中可以看出,散热量与流量相关,但是对流量的要求宽容度很高,当流量增加1倍的时候散热量只增加10%,而流量降低到一半的时候散热量还有80%;另外,可以看出有效控制散热量的流量范围在10%~50%之间,对应实际流量可能每小时只有十几公斤甚至几十公斤;流量超过额定值能够增加的散热量是非常有限的,采用暖气片供暖做好系统平衡是关键,否则多占流量的房间不会很热,但流量严重不足的房间温度会大幅度降低。

暖气片正常工作需要多少流量

暖气片工作需要的流量是由房间需热量决定的,可以根据以下公式估算出流量:q=Q/Δt/1.163。

其中,q为需要的流量,单位是L/h;Q为散热量,单位是W;Δt为温差,单位是℃。

目前符合国家65%节能标准的建筑能耗只有20W/㎡~30W/㎡左右,实际供暖需要40W/㎡~50W/㎡,一间20㎡的房间需热量不超过1kW,按供水温度60℃、回水温度45℃、温差15℃计算,该房间暖气片需要流量为:1000/15/1.163=57㎏/h。其实暖气片需要的流量都不大,最大的也只有200㎏/h左右,正常情况下,一台24kW的壁挂炉供水量约为800㎏/h~900㎏/h,如果流量分配合理可以带10~20组暖气片,并且不需要另外加水泵。

暖气片供暖系统的温度控制方式

目前,常用的暖气片室温控制方式有三种:手动温控阀方式、暖气片恒温阀方式、温控器方式。

手动温控阀是通过调节暖气片流量进行室温控制的,并不能直接控制室温,但这种方式具有成本低、简单可靠、工作稳定、系统工况稳定等优点,仍有广泛的应用,特别是在集中供热环境下的应用更加普遍。
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其中,温控阀是通过流量调节室温的,必须通过调节获得适合暖气片工作的流量,但目前大多数手动温控阀并没有针对暖气片工况进行设计,导致流量过大或者难以调节,还有暖气片失衡问题比较普遍,增加了很多售后麻烦。为此博容研发了虎牢关调节型温控阀,可以轻松将每组暖气片流量控制到适合的几十公斤,利于多组暖气片平衡,基本可实现异程并联方式十组暖气片免调试控制。

暖气片恒温阀是一种可以自动调节流量、保持房间温度在设定值内的装置,由恒温控制器、流量调节阀组成,其中恒温控制器核心部件是温包,温包可以感应周围环境的温度变化,并将温度变化转换成阀头位移,带动调节阀阀芯动作,进而调节供暖系统水量来改变暖气片的散热量;当实际室温低于设定室温时则自动开大流量,反之则关小流量,以保持室温在设定值内。
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采用暖气片恒温阀可以直接设置室温,以及根据环境温度自动调节流量,从理论上来说无论是舒适性还是节能性都优于手动阀,但需要注意恒温阀发挥作用的前提是散热末端实际提供的热量能够满足房间需求,并且通过降低散热量来维持室温稳定,但无法提高散热量。当暖气片恒温阀用于集中供热时,由于现在供水温度较低,导致暖气片采暖用户家里的室温不足,这时恒温阀并不起作用,甚至可能由于阻力较大导致进一步恶化使用效果。

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壁挂炉做热源时供水温度可以保障,但恒温阀会根据室温自动调节流量,当室温接近设定值后流量自动降低,因此整个供暖系统是变流量特性。壁挂炉可能因为流量过低导致工作失常,反而影响到正常使用,因此设计系统方案时需要考虑上述因素。

责任编辑:先牧暖通网络部
版权所有:http://www..xianmu88.com(先牧暖气片)转载请注明出处




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