申國強(qiáng)

壁掛爐到底費(fèi)不費(fèi)氣這是每個(gè)消費(fèi)者關(guān)心的問題，但對(duì)這個(gè)問題很難用一句話來說清楚。貴州一個(gè)用戶只用了一組暖氣片卻發(fā)現(xiàn)每個(gè)月燃?xì)赓M(fèi)高達(dá)1500元，后來開了三組暖氣費(fèi)用反而更低，這是為什么呢？我們這一講談?wù)劚澈蟮脑蛞约叭绾巫霰趻鞝t的系統(tǒng)方案才能讓系統(tǒng)更節(jié)能。

有些朋友可能有疑問：為什么自己做的客戶面積差不多，用的爐子末端等也差不多，但客戶反映耗氣量相差很大？

一個(gè)典型的例子就是某個(gè)用戶家里安裝了一臺(tái)壁掛爐帶6組暖氣片的簡單采暖系統(tǒng)，用戶反映在12月份一個(gè)月耗氣費(fèi)用是800元，到了1月份突然變成2800元，找暖通公司說壁掛爐壞了，要求更換一臺(tái)壁掛爐，暖通公司認(rèn)為不可能，因?yàn)楸趻鞝t的效率90%左右，再怎么出問題也不可能把效率降低到20%呀，但用戶家里確實(shí)用了那么多燃?xì)?，沒辦法給客戶解釋，只好同意換爐子，結(jié)果是換了同樣型號(hào)的新壁掛爐上去后耗氣量還是一樣大。用戶家里采暖面積沒變，散熱器也沒變，爐子也沒問題怎么會(huì)耗氣量相差3.5倍呢？

上面這個(gè)問題的根源在于我們沒有分清楚壁掛爐的設(shè)備效率和系統(tǒng)效率的差別，壁掛爐的設(shè)備效率沒變，各個(gè)品牌合格的產(chǎn)品都幾乎差不多，但是系統(tǒng)效率可能相差數(shù)倍之多，而這個(gè)案例中的原因就是系統(tǒng)效率發(fā)生變化造成的。

設(shè)備效率：設(shè)備效率是在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試工況下壁掛爐有效利用的熱量的能力。

在壁掛爐上我們都可以看到這樣一個(gè)標(biāo)簽，上面標(biāo)稱不同級(jí)別的能效。

燃?xì)獗趻戾仩t效率的定義公式是：

η=Q1/B×QDWy×100（%）

效率=鍋爐有效利用熱÷輸入鍋爐的熱量的百分?jǐn)?shù)。

式中，Q1表示鍋爐有效熱，B表示燃料的消耗量，QDWy表示燃料的應(yīng)用基低位發(fā)熱量，其中Q表示燃料的發(fā)熱量。

壁掛爐效率是在穩(wěn)定工況下測(cè)試得到，代表壁掛爐燃燒效率和吸收輸配效率。這個(gè)效率在能效測(cè)試報(bào)告中已經(jīng)提供給我們了，即使三級(jí)能效至少要達(dá)到82%效率，北京強(qiáng)制的一級(jí)能效，效率達(dá)到95%以上。不同品牌的壁掛爐在設(shè)備效率上相差不大，同一臺(tái)壁掛爐短時(shí)間內(nèi)設(shè)備效率也很難有劇烈的變化。

有些細(xì)心的朋友會(huì)發(fā)現(xiàn)，上面有一個(gè)標(biāo)簽的效率標(biāo)識(shí)是100.7%，意味著壁掛爐利用的熱量比天然氣蘊(yùn)含的熱量還多，是不是標(biāo)錯(cuò)了呢？其實(shí)沒有標(biāo)錯(cuò)，因?yàn)槲覀冞M(jìn)行效率標(biāo)注的時(shí)候依據(jù)的是天然氣的低位發(fā)熱值為基礎(chǔ)的，相對(duì)于高位發(fā)熱值肯定任何鍋爐效率都是低于100%的，但對(duì)低位發(fā)熱值可以超過100%，理論上冷凝爐最高效率110%左右。

燃?xì)飧呶话l(fā)熱值：所謂高位熱值是指一標(biāo)準(zhǔn)立方米CH4完全燃燒后其煙氣被冷卻至原始溫度，而其中的水蒸氣以凝結(jié)水狀態(tài)排出時(shí)所放出的熱量QH= 890943kJ/kmol，其熱值為39842kJ/Nm3。

燃?xì)獾臀话l(fā)熱值：所謂低位熱值是指一標(biāo)準(zhǔn)立方米CH4完全燃燒后其煙氣被冷卻至原始溫度，但煙氣中的水蒸氣仍為蒸氣狀態(tài)時(shí)所放出的熱量Q L= 802932kJ/kmol，其熱值為35906kJ/Nm3。

燃?xì)獾母呶粺嶂翟跀?shù)值上大于其低位熱值，差值3936kJ/Nm3為水蒸氣的汽化潛熱。 在工業(yè)與民用燃?xì)鈶?yīng)用設(shè)備中，燃?xì)庵械乃魵馔ǔＪ且詺怏w狀態(tài)排出，因此實(shí)際應(yīng)用工程中常用燃?xì)獾臀粺嶂颠M(jìn)行計(jì)算。

冷凝鍋爐由于采用低溫回水將煙氣中的水蒸氣進(jìn)行冷凝，將其中蘊(yùn)含的汽化潛熱進(jìn)行回收利用，因此效率比普通鍋爐更高，通常在99%-109%之間，而普通鍋爐不進(jìn)行煙氣冷凝回收，因此效率一般最高不超過95%。

壁掛爐的真實(shí)效率：如果按燃?xì)獾母呶话l(fā)熱值為基礎(chǔ)的話，冷凝爐真正效率大概在90%-95%左右，常規(guī)爐的效率在75%-85%左右。

但是需要注意的是冷凝鍋爐采用特殊材質(zhì)的換熱器及冷凝水搜集器等方式可以允許冷凝產(chǎn)生，但普通壁掛爐沒有這些措施，是需要嚴(yán)格防止冷凝現(xiàn)象的產(chǎn)生，否則會(huì)對(duì)換熱器和壁掛爐火排等部件產(chǎn)生嚴(yán)重危害。避免普通壁掛爐產(chǎn)生冷凝的最重要手段是控制回水溫度不低于55℃。這也是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要考慮的問題。

系統(tǒng)效率：系統(tǒng)效率是在實(shí)際應(yīng)用工況下通過末端散發(fā)到用戶室內(nèi)的有效熱量。

η”=Q2/B×QDWy×100（%）

效率=系統(tǒng)有效利用熱÷輸入鍋爐的熱量的百分?jǐn)?shù)。

式中Q2表示系統(tǒng)有效熱，B表示燃料的消耗量，QDWy表示燃料的應(yīng)用基低位發(fā)熱量，其中Q表示燃料的發(fā)熱量。

系統(tǒng)效率是將熱源、傳輸控制、末端結(jié)合在一起，動(dòng)態(tài)工況情況下系統(tǒng)獲得的真實(shí)效率。

系統(tǒng)效率才是對(duì)用戶有意義的，和表征系統(tǒng)是否高效節(jié)能的。

那么有個(gè)問題：如果壁掛爐設(shè)備效率90%，系統(tǒng)效率怎會(huì)很低？天然氣燃燒的熱量去哪里了呢？

系統(tǒng)效率最低可能是0，那么我們用下面這個(gè)例子說明一下壁掛爐的系統(tǒng)效率問題：

圖中壁掛爐通過一個(gè)板換與二次側(cè)散熱器構(gòu)成一個(gè)采暖系統(tǒng)，正常工作的時(shí)候壁掛爐產(chǎn)生的熱量通過換熱器進(jìn)入二次系統(tǒng)，然后通過散熱器散發(fā)到房間里，不考慮管道熱損失的情況下，系統(tǒng)效率等于壁掛爐本身的設(shè)備效率，但是我們將二次側(cè)水泵關(guān)閉，則末端不再散熱，進(jìn)入采暖系統(tǒng)的熱量是0，但是壁掛爐還是會(huì)根據(jù)回水溫度降低到一定程度。壁掛爐執(zhí)行前吹掃然后開始點(diǎn)火，但是由于輸出的熱水經(jīng)過板換后沒有降溫就回到壁掛爐中，壁掛爐很快就會(huì)超溫熄火，然后執(zhí)行后吹掃，如此反復(fù)點(diǎn)火熄火。

在上面這個(gè)過程中房間沒有得到一點(diǎn)熱量，但是壁掛爐仍然在消耗燃?xì)?，從整個(gè)系統(tǒng)來說系統(tǒng)效率就是0%。

當(dāng)然這是一個(gè)極端的例子，實(shí)際使用中很少出現(xiàn)這種情況，但是既然系統(tǒng)效率可以是0，那么實(shí)際系統(tǒng)中系統(tǒng)效率是10%、20%、50%等等都不是不可能的，這也可以解釋為什么同一臺(tái)壁掛爐在使用過程中耗氣量會(huì)相差甚遠(yuǎn)的原因。

系統(tǒng)效率是如何降低的？這個(gè)問題要從壁掛爐本身的工作特性說起。

壁掛爐有一個(gè)額定功率，指滿負(fù)荷工作時(shí)能夠輸出的功率，還有一個(gè)最小功率，就是火焰能夠穩(wěn)定燃燒時(shí)輸出的最小功率，對(duì)于常規(guī)鍋爐來說，這個(gè)數(shù)值是額定功率的30%-40%，24千瓦的壁掛爐大概7.2-9.6之間，也就是說壁掛爐只要點(diǎn)火至少要產(chǎn)生這么大的熱量，這些熱量要靠水流及時(shí)帶走，否則會(huì)導(dǎo)致出水溫度過高出現(xiàn)超溫停爐。

一般壁掛爐出水溫度超過設(shè)定值5℃熄火，當(dāng)壁掛爐出水溫度設(shè)定75℃，溫差20℃時(shí)，水溫升高到80℃熄火，回水溫度低于55℃時(shí)點(diǎn)火，如果水流過小點(diǎn)火后水流經(jīng)過換熱器溫升超過25℃出水溫度將達(dá)到80℃，壁掛爐會(huì)直接熄火。

我們計(jì)算一下，按壁掛爐最低負(fù)荷7.2千瓦計(jì)算，則流量小于：7200/1.163/25=247.6升時(shí)，壁掛爐出水溫度直接超溫，則不等熱量送到末端壁掛爐將達(dá)到溫度熄火，執(zhí)行完后吹掃后由于回水溫度較低再次點(diǎn)火，如此反復(fù)頻繁啟停。

為了保證壁掛爐的安全性，每次壁掛爐點(diǎn)火前都要進(jìn)行前吹掃，通過風(fēng)機(jī)對(duì)壁掛爐爐腔進(jìn)行換氣，將里面殘存的燃?xì)鈳ё?，?dāng)然同時(shí)也將熱量帶走;每次熄火后要進(jìn)行后吹掃，將爐腔里殘存的燃?xì)鈳ё?，同時(shí)也將熱量帶走，這些帶走的熱量都沒有進(jìn)入房間，對(duì)于系統(tǒng)效率來說是無效的。

正常情況下壁掛爐的能效標(biāo)識(shí)是在嚴(yán)格限定的條件下測(cè)試滿負(fù)荷、30%負(fù)荷下的效率得到的，測(cè)試狀態(tài)下工況穩(wěn)定，燃燒穩(wěn)定，流量符合要求，沒有擾動(dòng)因素影響，也不會(huì)出現(xiàn)上述頻繁啟停的問題，因此效率相對(duì)穩(wěn)定。但是如果系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理產(chǎn)生上述頻繁啟停后，則導(dǎo)致壁掛爐的熱量根本無法送入系統(tǒng)，都被風(fēng)機(jī)帶走，從而導(dǎo)致房間能夠有效利用的熱量大大降低，壁掛爐非常費(fèi)氣用戶家里還可能不熱。

為什么一組散熱器比三組散熱器還費(fèi)氣？

其實(shí)很多實(shí)際應(yīng)用中耗氣量高都是因?yàn)檫@個(gè)原因造成的：有一個(gè)客戶壁掛爐帶了6組暖氣片，暖通公司調(diào)試好之后客戶為了省錢只開啟一組散熱器，但是一個(gè)月下來發(fā)現(xiàn)燃?xì)赓M(fèi)達(dá)到1500元，投訴到暖通公司后派技術(shù)人員去檢查，連續(xù)測(cè)試了幾天發(fā)現(xiàn)都是14小時(shí)耗氣量10立方，簡單換算平均理論輸出功率達(dá)到6千瓦，而這個(gè)房間安裝的散熱器實(shí)際散熱量只有1千瓦左右，也就是每小時(shí)5千瓦的熱量都被浪費(fèi)了，系統(tǒng)效率只有16%。

客戶向博容咨詢后我們建議他開啟三組散熱器后再試試，結(jié)果經(jīng)過幾天的運(yùn)行發(fā)現(xiàn)開啟三組散熱器后每14小時(shí)的耗氣量反而降低到9立方。

上述這個(gè)案例就是典型的流量不足導(dǎo)致的耗氣量異常升高，開啟三組暖氣后避免了壁掛爐頻繁的啟停，提高了系統(tǒng)效率。

如何避免散熱器采暖系統(tǒng)效率過低？

對(duì)于壁掛爐帶散熱器采暖系統(tǒng)來說，通常暖通公司會(huì)給把各組暖氣片調(diào)好，所謂的調(diào)好就是通過回水閥的限制讓每一組暖氣片都能熱起來，調(diào)試的方式是將最遠(yuǎn)的回水閥全開，越靠前開度越小，第一組回水只開啟一點(diǎn)點(diǎn)。調(diào)試完成后告訴用戶回水閥不要?jiǎng)樱绻膫€(gè)房間不用了就把進(jìn)水閥關(guān)閉，用的時(shí)候再開開。

但是恰恰是這個(gè)原因給暖通公司造成大量的售后工作，也讓業(yè)主承受更高的采暖費(fèi)用。

調(diào)試的時(shí)候由于所有暖氣都開啟所以壁掛爐流量是能夠滿足要求的，但是當(dāng)用于使用的時(shí)候關(guān)閉部分房間甚至只開啟一個(gè)房間時(shí)流量就可能低于壁掛爐最小流量，特別是如果用戶只開啟第一組散熱器，回水閥開度很小，過流量嚴(yán)重低于需要流量會(huì)造成頻繁啟停，嚴(yán)重的時(shí)候熱水根本到不了散熱器末端，出現(xiàn)用戶不熱壁掛爐氣耗還很高的現(xiàn)象。

但是如果我們要求用戶不管房間用不用采暖都要一直開著也不合理，解決這個(gè)問題要改變散熱器調(diào)試的方式。

散熱器應(yīng)該采用比例流量調(diào)節(jié)閥進(jìn)行進(jìn)水調(diào)節(jié)：1.選用針對(duì)散熱器流量特性設(shè)計(jì)的比例流量調(diào)節(jié)閥作為進(jìn)水閥調(diào)節(jié)流量平衡，回水閥只做開關(guān)之用，用戶可以根據(jù)開啟散熱器多少改變流量，避免流量過小問題。2.當(dāng)散熱器開啟組數(shù)較多時(shí)適當(dāng)關(guān)小調(diào)節(jié)閥，避免流量失衡冷熱不均;當(dāng)散熱器開啟組數(shù)小于3組時(shí)將調(diào)節(jié)閥全開，即使只開啟一路也是全開保障最小流量的實(shí)現(xiàn)。3.壁掛爐配置一臺(tái)無線溫控器，放置在需要采暖的房間內(nèi)，利用室溫變化比較緩慢的特點(diǎn)，通過溫控器減少壁掛爐的啟停次數(shù)。

目前適合用于散熱器流量調(diào)節(jié)的溫控閥不太多，博容公司虎牢關(guān)溫控閥可以實(shí)現(xiàn)上述目的。

在使用散熱器恒溫閥的時(shí)候要特別注意，由于散熱器需要將流量降低到額定流量50%以下時(shí)才能比較有效的降低散熱量，因此恒溫閥起作用的時(shí)候通過的流量很小，一般只有幾十公斤甚至十幾公斤，非常容易導(dǎo)致壁掛爐工作失常，結(jié)果達(dá)不到節(jié)能的效果，因此要謹(jǐn)慎使用，或者做好壓差旁通閥等輔助措施。

如何避免地暖系統(tǒng)效率過低：在地暖中常見的分室溫控會(huì)造成同樣的問題，如果壁掛爐直帶地暖建議不要做分室溫控，或者保留兩路不進(jìn)行控制，避免出現(xiàn)流量過低現(xiàn)象。

常規(guī)壁掛爐如果通過混水系統(tǒng)帶地暖，要特別注意混水系統(tǒng)的流量轉(zhuǎn)換作用會(huì)讓壁掛爐的流量更小，導(dǎo)致問題更加嚴(yán)重，因此要選擇針對(duì)壁掛爐設(shè)計(jì)的專用混水系統(tǒng)，提供足夠的流量保障。

無論對(duì)于散熱器還是地暖如果進(jìn)行分室溫控等變流量變負(fù)荷的控制，推薦中間加裝蓄能水箱，通過水箱的水流去耦和熱量存貯作用，避免壁掛爐出現(xiàn)上述問題，從而提高系統(tǒng)效率。

溫控器對(duì)壁掛爐的節(jié)能作用：無論對(duì)于地暖還是散熱器都強(qiáng)烈推薦加裝溫控器，可以有效地提高效率和室溫舒適性，每個(gè)壁掛爐配置一個(gè)無線溫控器即可。

溫控器的壁掛爐的節(jié)能作用通過三個(gè)方面得到體現(xiàn)：1.室溫每升高1℃房間采暖能耗增加8%左右，通過溫控器控制房間溫度不超過需要溫度，避免室溫過高的浪費(fèi)。2.當(dāng)家里沒人的時(shí)候或者晚上入睡后可以降低室溫獲得節(jié)能，通過定時(shí)自動(dòng)控制提前升溫和降溫，在保障舒適性的前提下降低能耗。3.當(dāng)室溫達(dá)到設(shè)定溫度后，溫控器控制壁掛爐停止工作，由于室溫變化比較慢，直到溫度降低到下限時(shí)才再次啟動(dòng)壁掛爐，避免壁掛爐根據(jù)水溫快速變化而出現(xiàn)的多次啟停，進(jìn)一步降低能耗。

綜合上面三個(gè)方面的作用，一臺(tái)溫控器可以讓壁掛爐實(shí)現(xiàn)30%的節(jié)能效果，是非常有價(jià)值的配件，應(yīng)該作為每個(gè)用戶的標(biāo)準(zhǔn)配置。

小結(jié)：壁掛爐的節(jié)能要從系統(tǒng)考慮提升系統(tǒng)效率。我們往往將壁掛爐是否節(jié)能看作壁掛爐本身的問題，實(shí)際上壁掛爐本身標(biāo)準(zhǔn)工況下的效率相差不大，但是將其放到實(shí)際運(yùn)行中，由于外部工況超出設(shè)計(jì)工況，導(dǎo)致壁掛爐工作異常，整體系統(tǒng)效率大幅度降低，這才是壁掛爐費(fèi)氣的真正原因，責(zé)任不是壁掛爐廠家承擔(dān)，而應(yīng)該是給用戶設(shè)計(jì)和安裝采暖系統(tǒng)的暖通公司承擔(dān)，因此做一個(gè)對(duì)客戶負(fù)責(zé)任的暖通公司必須能夠設(shè)計(jì)高效穩(wěn)定的采暖系統(tǒng)。

（作者單位：鄭州博容節(jié)能設(shè)備有限公司）

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】D

【文章編號(hào)】1671-3362（2020）03-0074-03