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浅谈燃气壁挂炉的应用及配套燃气管道设计参数选取

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浅谈 燃气 壁挂炉 应用 配套 管道 设计 参数 选取
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1浅谈燃气壁挂炉的应用及配套燃气管道设计参数选取燃气壁挂炉是家庭独立采暖中的一种个性化的采暖热输出设备,具有安全、可靠、节能、卫生、环保以及使用方便、投资少等特点,在欧洲发达国家已有几十年历史,普及率达 60%以上。燃气壁挂炉在我国随着人们生活水平提高和分户供暖的深入,近年来已在国内许多新建住宅小区中采用,壁挂炉采暖作为一种时尚越来越受到欢迎。一、燃气壁挂炉的应用燃气壁挂锅炉是小型锅炉的一种,简称燃气壁挂炉,最早出现于上个世纪三十年代的欧洲,随着当时欧美国家经济的快速发展,能源结构形式转变成以油、气等清洁能源为主,人们对于生活环境和生活质量的要求不断提高,在一些大型公寓和居民建筑开始采用壁挂锅炉。早期的壁挂锅炉主要用于供暖,如今的壁挂锅炉已发展成为供暖和供应生活热水两用换热设备。燃气壁挂锅炉结构形式比较简单,简单地说由三部分组成:燃烧设备、换热设备、自动控制和安全保护装置。燃气壁挂炉的工作原理:主要是通过将燃气与空气预混后点火燃烧,通过换热系统将热媒水(或生活热水加热) ,再通过散热末端加热空气用以采暖或供热的一个过程。 燃气壁挂炉的工作过程是:在锅炉待机工作状态下,当锅炉感知到有2采暖需求时,风机启动,开始 30 秒的“前吹扫” ,形成燃烧仓负压,空气进入燃烧仓;风压差开关启动,打开燃气电磁阀,燃气进入燃烧仓与空气预混;循环水泵开始工作;同时点火电极开始放电形成电弧将燃气点燃,燃气燃烧后火焰将主换热器中的锅炉炉水加热用于热交换,循环水泵将热水送出与二次系统热交换用于采暖或供热。 当有生活热水需求时,生活热水流量开关启动并切换电磁三通阀,锅炉炉水通过换热器将生活热水换热,然后供应生活热水。燃气壁挂炉的应用主要以别墅、公寓和复式的小高层等高档住房为主,随着经济的发展及人们对舒适度要求的提高,燃气壁挂炉市场发展会很迅速,因此针对不同类型的建筑,适当的考虑一定比例的用户使用燃气壁挂炉采暖是很有必要的。由于燃气壁挂炉采暖是近年来新出现的产物,在以往的燃气管道设计中尚未考虑该部分的用气量,随着越来越多的燃气壁挂炉的投入使用,给我们燃气管道的设计提出了新的要求。下面针对燃气壁挂炉配套燃气管道的设计进行分析和探讨。二、耗气量计算方法:通过对燃气壁挂炉的原理分析,常用燃气壁挂炉有两个功能,一采暖;二是洗浴。国家标准规程中尚无针对燃气分户供热工艺计算的规定。结合此类工3程设计的经验,燃气管道计算流量按照《城镇燃气设计规范》定的同时工作系数法计算。通常情况下,按照《城镇燃气设计规范》录 F 中给出的居民双眼灶的同时工作系数,先计算出居民双眼灶的耗气量,然后在根据《家用燃气燃烧器具安装及验收规程》出的采暖炉同时工作系数计算出壁挂炉的用气量,再将两个耗气量累加起来。但是这种方法计算出的用气量会很大,与现实生活中使用的用气量相差很多。另一种方法:首先按照《城镇燃气设计规范》录 灶具负荷和住宅热水热负荷,计算管道燃气满足灶具和燃气壁挂炉热水供应功能的耗气量;然后按照《家用燃气燃烧器具安装及验收规程》出的采暖炉同时工作系数。用住宅采暖热负荷计算管道燃气满足燃气壁挂炉供暖功能的耗气量;二者叠加,作为燃气管道计算流量。1、计算公式及同时工作系数:(1)计算公式h——燃气管道计算流量(m 3/h);k——燃具同时工作系数;4N——户数;燃具的额定流量(m 3/h)。2、同时工作系数居民双眼灶和快速热水器的同时工作系数详见《城镇燃气设计规范》录 F。采暖炉的同时工作系数:N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10K 1 12 13 14 15 16 17 18 19 20 ﹥20K 负荷估算1)采暖热负荷:由于采暖热负荷的计算比较复杂、繁琐,另外有时很难得到建筑物热负荷的资料。因此,通常是采用概算指标法来确定各类热用户的热负荷。供暖设计热负荷的概算,常用方法可采用体积或面积热指标法来计算。a.体积热指标法:建筑物的供暖设计热负荷可按下式进行概算。Qn=×(W) 式中,建筑物的供暖设计热负荷,W;V——建筑物的外围体积,供暖室内计算温度,℃;供暖室外计算温度,℃;建筑物的供暖体积热指标,W/m 3•℃ ,它表示各类建筑物,在室内外温度差为 1℃时,每 1筑物外围体积的供暖热负荷。供暖体积热指标 大小主要与建筑物的围护结构及外形有关。建筑物围护结构传热系数越大、采光率越大、外部建筑体积越小等 将越大。筑物的供暖设计热负荷可按下式进行概算。On:qf )式中,筑物的供暖设计热负荷,W;F 建筑物的建筑面积,m 2;筑物的供暖面积热指标,W/m 2,它表示每 1筑面积的供暖设计热负荷。必须说明:建筑物的供暖热负荷,主要取决于通过垂直围护结构(墙、门、窗等)向外传递热量,它与建筑物的平面尺寸和层高有关,因而不是直接取决于建筑平面面积。用供暖体积热指标表征建筑物供暖热负荷的大小,物理概念清楚;但采用供暖面积热指标,比体积热指标更易于概算,对于一般民用住宅层高在 3m 以下工程上可采用面积热指标法进行概算。2)生活热水热负荷6燃气壁挂炉的生活热水负荷,是指为了制备生活热水所提供的热量,其计算方法如下:Q=Σρ式中:Q—生活热水的设计供热量(W);具的额定秒流量(L/S),参照《建筑给水排水设计规范 》r—使用时的热水温度(℃),户内若采用双管供热系统,则 55~60℃为宜,户内如果采用单管供水系统,则 般为 35~40℃ ;水温度( ℃),参照 《建筑给水排水设计规范》—水的比热 4187(J/);ρ—热水密度()。3)估算法计算:举例如下:南方某一小区有新住居民 100 户,居民除有用燃气灶具的需求外,还需要安装燃气壁挂炉。一般家用双眼灶的最大小时用气量为0.7 m3/h,燃气壁挂炉的最大小时用气量为 m3/h(根据燃气壁挂炉的功率得出,壁挂炉品牌不一样用气量也不同) ,热水器的最大小时用气量为 m3/h。下面计算该小区的燃气耗气量:单位小时耗气量=100 ×(×00 ×(7×04.9 m3/h。 三、燃气壁挂炉的优点燃气壁挂炉的热量释放和供暖温度稳定,可根据需要灵活调节供热温度,避免了集中供热中调节困难、能量浪费的问题。采暖和生活热水的一体化,使燃气壁挂炉成为家庭的小型能源中心。单户燃气壁挂炉采暖具有很大的调节灵活性,使用完全独立,采暖温度可以自主调节,采暖时间可自行控制,各个房间温度可自如的控制,无锅炉房和外热网热损失,节省外网建设投资。而且减少了占地面积,方便了用户,提高了居民的生活质量。壁挂炉可接驳散热器和地暖,其中使用地暖方式采暖舒适性更好,即室内温度梯度小、温度均匀、易于铺设,可以节省热量,室内易于布置也便于分户温控和计量,比大部分采暖方式节能百分之二十几;能增加 2%室内使用面积,便于摆放家具。单户燃气壁挂炉采暖符合按热量收费的原则,可准确计量耗气量,用气量可由用户自主控制,节约燃气。而且采暖循环的电能消耗低,节省电能,提高燃气管线的利用率和使用经济效益。四、燃气壁挂炉管路系统的安装要求燃气壁挂炉安装管路系统安装最大的要求就是“通畅性” :壁挂炉水容量小,循环动力小,要求出水回水温差不能大(最大不能超过 20℃) 。这就8要求系统水阻力要小,水流速要快,末端即使不热,连续循环热水马上过来,所以要求安装主管道尽量大(6 分管以上) ,拐弯起落尽量少。 “通畅性”三个字是很多安装人员尤其是从安装集中供暖、土暖炉转到安装壁挂炉的安装人员很不容易体会的。加上责任心、素质等更会造成安装壁挂炉时的不规范、不合理现象大量存在。其次是末端的“均衡性 ”:必须是并联安装各个末端,包括地暖和散热片,每个末端能同时热也可以分别调节不同的温度,体现壁挂炉采暖自主调节,个性化温控每个房间。最后是“ 安全性” :壁挂炉与其它供暖形式相比有较多的优势特点,但它的弱点是要求安全性很高。因为这是一台小锅炉装在家里,由用户自己来使用。除了机器出厂自身的各项安全保护功能外,其安装的规范性、可靠性非常重要。从国内外壁挂炉造成事故的情况分析,90%以上是由于现场安装和维护使用问题造成的。燃气进气接驳和排烟管道、烟道的安装必须万无一失。尤其是装惯了普通燃气具的工人容易掉以轻心,要么用装燃气热水器的细胶管(如 Φ9接驳较长,至使壁挂炉这种大功率的燃气具供气不足比例阀调节不灵影响使用;目前新的燃气采暖热水炉应用技术规程(006 )确指出“ 燃气管道与炉体必须用带螺纹接头的金属管道或燃气专用铝塑复合管连接,并应在炉前设置阀门”;要么进排烟管随意加长,使壁挂炉长时间大强度使用排烟不畅,低效率运行和存在漏烟风险。综上所述,燃气壁挂炉作为热源的新型分户式供暖系统也逐渐受到关9注,并以安装简单、使用方便、节能的优势赢得了大量的市场,是未来家庭采暖用具发展的必然趋势,我们作为燃气设计人员也应与时俱进,及时适应市场的需求,总结出与实际相结合的设计方法。同时要严格要求这个行业的安装人员,制定标准的安装制度,保证能够规范的、合理的安装燃气壁挂炉供暖系统,杜绝一切安全隐患。
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