申國(guó)強(qiáng)

熱水是體現(xiàn)出家庭舒適的一個(gè)重要因素，對(duì)于別墅等高端客戶來(lái)說(shuō)，舒適方便的熱水更是客戶關(guān)注的焦點(diǎn)。但是別墅等用戶家里用水點(diǎn)多，用水量大，同時(shí)我們往往要兼顧熱水和如何給客戶提供一個(gè)具有競(jìng)爭(zhēng)力的熱水方案，也是大家關(guān)注的重點(diǎn)，本期我們聊聊如何設(shè)計(jì)別墅系統(tǒng)熱水方案。

做一個(gè)好的熱水系統(tǒng)需要做好三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：熱水供應(yīng)量要足，隨時(shí)打開(kāi)就有熱水，熱水溫度恒溫穩(wěn)定。

如何保障用戶熱水供應(yīng)的充足？

對(duì)于一般公寓客戶通常只有一個(gè)淋浴室，設(shè)計(jì)熱水時(shí)滿足淋浴需求即可，一臺(tái)普通壁掛爐綽綽有余;但對(duì)別墅客戶不但可能多個(gè)淋浴同時(shí)使用，而且還會(huì)有大浴缸的用水需求，熱源的選擇需要仔細(xì)分析計(jì)算才行。

熱水用量的計(jì)算

熱水使用的特點(diǎn)是總用量不大但使用集中，意味著需要短時(shí)間能夠提供滿足客戶需要的水量，一般設(shè)計(jì)時(shí)按每分鐘需要的最大熱水量計(jì)算加熱功率。

首先我們要知道每個(gè)末端用水點(diǎn)需要的流量：一般常見(jiàn)的淋浴花灑每分鐘流量9升左右，節(jié)水型的5～7升左右，大流量的13～14升/分鐘;一個(gè)水龍頭大概流量10升/分鐘左右;浴缸一般200～300升，大型雙人浴缸能到500～600升，對(duì)于浴缸來(lái)說(shuō)一般能夠20分鐘放滿客戶都可以接受，對(duì)應(yīng)需要即時(shí)流量就是每分鐘10～15升/分鐘，或者25～30升/分鐘。

知道上述數(shù)據(jù)后就可以根據(jù)客戶需要情況計(jì)算出需要的最大熱水即時(shí)流量，然后計(jì)算需要的加熱功率。

例如有一個(gè)四層別墅客戶，建筑面積500平方米，客戶家里有一個(gè)400升的浴缸，5個(gè)衛(wèi)生間和一個(gè)廚房需要用熱水，客戶要求能夠滿足兩個(gè)淋浴同時(shí)使用，或者一個(gè)浴缸注水的時(shí)候不影響另外一個(gè)淋浴使用;淋浴采用大流量花灑，每分鐘14升，那么我們就可以進(jìn)行流量計(jì)算：兩個(gè)淋浴同時(shí)使用需要流量為14+14=28升/分鐘;400升浴缸二十分鐘放滿需要20升/分鐘的流量，花灑需要14升/分鐘，因此同時(shí)使用浴缸和淋浴室需要流量34升/分鐘，按流量大的數(shù)值取值為34升/分鐘。

熱源功率的計(jì)算

熱水的熱源可以分為兩種：一種是壁掛爐或者燃?xì)鉄崴髦惖募礋崾綗嵩?，隨時(shí)需要熱水隨時(shí)加熱，另外一種是容積式落地爐或者壁掛爐加水箱方式，先加熱好一箱水，用水的時(shí)候放出熱水即可，即熱式方式占地小不用水箱，但是需要的功率較大，后者相反。

我們先考慮用即熱式方式作為熱源，計(jì)算一下需要的壁掛爐功率多大：

熱源功率要按照冬季的工況計(jì)算，冬季如果自來(lái)水是地表水溫度按5℃計(jì)算，地下水按15℃計(jì)算，我們這里選擇地表水的5℃作為冷水溫度，洗浴用水溫度40℃左右，所以需要溫升35℃。

1升水升高1℃需要1.163瓦時(shí)的熱量，那么每分鐘將34升水升溫35℃需要提供熱量：34x35x1.163=1384瓦時(shí)=1.384千瓦時(shí)，因?yàn)槲覀冞@是一分鐘需要的熱量，換算到壁掛爐按小時(shí)計(jì)算的輸出功率：1.384x60=83千瓦;國(guó)內(nèi)壁掛爐是按輸入功率標(biāo)注的，效率大概90%左右，因此需要選擇壁掛爐功率為83/0.9=92.3千瓦，按實(shí)際型號(hào)選擇99千瓦壁掛爐即可。

熱源選型核驗(yàn)

且慢，我們需要進(jìn)一步思考這種方式是否可行。

上面我們是按照客戶要求的最大應(yīng)用情況選擇的熱源，如果夏天只使用一個(gè)淋浴時(shí)需要加熱功率是：假設(shè)夏季自來(lái)水溫度30℃，加熱到40℃溫升10℃，當(dāng)一個(gè)人淋浴時(shí)需要的加熱功率是：14x10x1.163x60/1000=9.77千瓦/時(shí)，而常規(guī)壁掛爐最小功率大概是額定功率的30%～40%，冷凝爐是10%～20%，顯然如果選用的是常規(guī)鍋爐最小功率在30～40千瓦，夏季洗浴時(shí)是無(wú)法穩(wěn)定工作和提供穩(wěn)定的熱水供應(yīng);如果選擇冷凝爐也要最小穩(wěn)定輸出功率能達(dá)到10%的才能穩(wěn)定工作。

由于用戶家里多層并有多個(gè)衛(wèi)生間，熱水管道很長(zhǎng)，冬季用水的時(shí)候需要放掉大量冷水，因此我們需要給客戶配置熱水循環(huán)裝置，當(dāng)循環(huán)裝置流量較低的時(shí)候大功率的壁掛爐也不能穩(wěn)定工作。

當(dāng)然對(duì)于500平方米采暖來(lái)說(shuō)這個(gè)功率也太大了，特別是當(dāng)用戶冬季只開(kāi)啟部分區(qū)域采暖時(shí)需要的實(shí)際功率低于壁掛爐的最小穩(wěn)定工作功率。

根據(jù)上述分析，雖然我們計(jì)算出用戶需要的最大熱水功率92.3千瓦，但并不能簡(jiǎn)單地選擇一個(gè)鍋爐接上水管來(lái)解決問(wèn)題。

那么我們可以換一些思路考慮：

1.我們用一個(gè)緩沖水箱，在空閑時(shí)間將水箱加熱備用，這樣可以用小功率較長(zhǎng)時(shí)間來(lái)加熱熱水，集中用水時(shí)由水箱提供，熱源不需要配置很大，滿足采暖需求有適當(dāng)余量即可;同時(shí)采用緩沖水箱后熱水循環(huán)工作時(shí)不需要壁掛爐介入，客戶體驗(yàn)會(huì)更好。

這種方法主要的問(wèn)題在于當(dāng)用戶用水量大的時(shí)候需要配置一個(gè)足夠容量的水箱，占地方是一方面，好的保溫水箱價(jià)格也很貴。

如果選擇這種方式，本例可以選擇一個(gè)300升的水箱，水箱中保持65℃的水溫，實(shí)際使用時(shí)可以利用水箱80%的容量：釋放240升65℃的熱水，與5℃的冷水能夠混合出410升40℃的熱水，足夠滿足浴缸與淋浴的需求，這時(shí)壁掛爐根據(jù)采暖需求適當(dāng)放大選擇，32千瓦就足夠了。當(dāng)然在大量用水的時(shí)候壁掛爐可以切換到熱水供應(yīng)模式，持續(xù)提供補(bǔ)充熱水供應(yīng)。

2.用多臺(tái)熱源，根據(jù)需要進(jìn)行切換和組合，這種方案的好處是在低功率或者采暖時(shí)系統(tǒng)更容易平衡，容易將整體系統(tǒng)穩(wěn)定性做好，并且不需要單獨(dú)配置水箱，也是我推薦的方案。

可以用多臺(tái)壁掛爐組合，但為了提供更好的熱水體驗(yàn)我推薦采用一臺(tái)壁掛爐和一臺(tái)容積爐的方式（如果能放得下的話），好處是容積爐本身有水箱，水溫穩(wěn)定并且可以非常方便地配置熱水循環(huán)、恒溫控制等方案，兩者組合具有很好的體驗(yàn)。

如左圖所示，容積爐作為正常情況下的熱水供應(yīng)設(shè)施，壁掛爐作為采暖熱源;容積爐上可以方便地配置熱水循環(huán)等裝置，水溫穩(wěn)定并不會(huì)因?yàn)闊崴h(huán)的工作頻繁啟停，可以給用戶提供良好的使用體驗(yàn);壁掛爐平時(shí)只負(fù)責(zé)采暖系統(tǒng)供給，當(dāng)客戶需要給浴缸注水時(shí)壁掛爐切換到熱水工作模式，與容積爐同時(shí)向浴缸注水，可以滿足更快的注水需求。這時(shí)候如果用戶開(kāi)啟一個(gè)淋浴裝置，容積爐優(yōu)先給淋浴供水，當(dāng)熱水管道較粗的時(shí)候也不影響浴缸的注水工作。

下圖中需要注意的是兩個(gè)熱水管道上的止回閥必須安裝，否則在使用生活熱水的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)壁掛爐也啟動(dòng)熱水模式，導(dǎo)致系統(tǒng)更不穩(wěn)定。

關(guān)于熱水循環(huán)裝置的使用

為了解決用戶冬季打開(kāi)熱水龍頭卻需要放半天冷水的問(wèn)題，現(xiàn)在越來(lái)越多的暖通公司給客戶推薦熱水循環(huán)裝置，但是在實(shí)際應(yīng)用中卻發(fā)現(xiàn)很多熱水循環(huán)裝置工作并沒(méi)有達(dá)到想要的效果，反而造成不必要的麻煩。

采用熱水循環(huán)的時(shí)候要注意下面幾個(gè)問(wèn)題：

1.熱水循環(huán)在工作的時(shí)候會(huì)導(dǎo)致壁掛爐或熱水啟動(dòng)工作，因此如果是即熱式熱水器不適合用在恒溫模式下，定時(shí)模式也不宜工作較長(zhǎng)時(shí)間，建議采用水流觸發(fā)模式更好。

2.推薦采用容積式鍋爐配合熱水循環(huán)裝置工作，或者設(shè)置熱水緩沖水箱，這樣熱水循環(huán)工作將更加穩(wěn)定可靠。

3.熱水循環(huán)盡可能選擇單獨(dú)回水管的連接方式，無(wú)回水管道方式很難穩(wěn)定運(yùn)行，無(wú)論是時(shí)間控制方式還是溫度控制方式，客戶使用時(shí)都有可能熱水進(jìn)入冷水管道，當(dāng)客戶開(kāi)始使用熱水是冷熱水管道都是熱水，然后隨著冷水管熱水放完后溫度快速降低，不但不安全而且可能使用體驗(yàn)非常不好。

4.一定要對(duì)熱水管道進(jìn)行保溫，否則一方面管道降溫較快導(dǎo)致循環(huán)裝置頻繁工作，另一方面使用熱水的時(shí)候溫降較大，用戶使用水溫不穩(wěn)定。

5.由于使用熱水時(shí)出水是直接對(duì)大氣排放，系統(tǒng)壓差大，因此流量會(huì)比較大，但是熱水循環(huán)裝置工作的時(shí)候是閉環(huán)狀態(tài)，循環(huán)動(dòng)力由水泵的壓差提供，當(dāng)管道較長(zhǎng)的時(shí)候流量可能較低，一方面不能觸發(fā)熱水模式工作，或者循環(huán)很慢，用戶還需要等待較長(zhǎng)時(shí)間，因此配置熱水循環(huán)時(shí)要注意管道口徑不能太小，同時(shí)避免長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，或者增加循環(huán)泵的揚(yáng)程。

6.有些客戶發(fā)現(xiàn)熱水循環(huán)冬季使用還行，夏天好像不怎么好用，原因在于夏天水溫本身較高，熱水循環(huán)的流量不夠的時(shí)候壁掛爐點(diǎn)火后熱量不能及時(shí)帶走，就會(huì)很快超溫熄火，導(dǎo)致不能連續(xù)提供熱水給熱水管道，而當(dāng)打開(kāi)花灑的時(shí)候流量較大能夠滿足壁掛爐工作需求，這種情況還是需要通過(guò)增加流量的方式來(lái)解決。

恒溫龍頭的選擇

前面我們探討了熱源選擇配置的問(wèn)題，可以給客戶提供充足的熱水量，還有通過(guò)熱水循環(huán)裝置解決使用熱水的等待問(wèn)題和放水浪費(fèi)問(wèn)題，但是這些措施并不能保證客戶使用溫度的穩(wěn)定。

雖然現(xiàn)在壁掛爐熱水穩(wěn)定性越來(lái)越好，但當(dāng)從壁掛爐到用戶用水點(diǎn)距離較長(zhǎng)的時(shí)候水溫會(huì)有降低，并且對(duì)別墅客戶來(lái)說(shuō)不同的用水點(diǎn)降溫幅度不同，冬天和夏天降溫幅度也不同，而在洗浴過(guò)程中有時(shí)候不需要持續(xù)放水，停止用水后水溫會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，所以很難通過(guò)壁掛爐本身的溫度來(lái)滿足用戶使用溫度穩(wěn)定的要求，需要設(shè)定壁掛爐出水溫度較高，然后通過(guò)末端進(jìn)行混水控溫，這也是目前大家普遍采用的方式。

但目前末端混水控溫一般用手動(dòng)混水的方式，所有人都知道這種方式有時(shí)候能讓人抓狂，特別是當(dāng)熱水溫度本身也不穩(wěn)定的時(shí)候問(wèn)題更加嚴(yán)重，顯然這種方式是無(wú)法滿足用戶對(duì)水溫穩(wěn)定、舒適、安全的需求的。

為解決這個(gè)問(wèn)題市場(chǎng)上有很多人用恒溫混水閥方式，一般是石蠟感溫包的混水閥，單獨(dú)使用或者集成在混水閥上，使用比較方便，能夠很好地提升客戶使用體驗(yàn)。

石蠟溫包這種控制方式為自力式控制，成本較低，短時(shí)間工作比較穩(wěn)定，主要問(wèn)題在于當(dāng)水垢比較嚴(yán)重時(shí)容易卡澀，使用一段時(shí)間后失去恒溫控制作用，另外對(duì)水溫穩(wěn)定的速度也相對(duì)較慢，也是這個(gè)原因?qū)е逻@種產(chǎn)品應(yīng)用不夠廣泛。

另外一種恒溫混水方式是采用電控方式，特別是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的混水方式，具有控溫精準(zhǔn)，反應(yīng)速度更快的優(yōu)勢(shì)，也不容易結(jié)垢卡澀，應(yīng)該是以后恒溫控制的發(fā)展方向。

除了上面這些方式之外還有采用熱泵熱水器、太陽(yáng)能熱水器、電熱水器等方式，但相對(duì)而言燃?xì)忮仩t還是可以短時(shí)間為客戶提供大量熱水的首選方式，在穩(wěn)定性、可靠性方面有突出優(yōu)勢(shì)，特別是同時(shí)為客戶提供采暖和熱水的方案應(yīng)該是首選，希望通過(guò)本講內(nèi)容幫助大家為用戶提供一個(gè)更舒適更穩(wěn)定的熱水方案。

（作者單位：鄭州博容節(jié)能設(shè)備有限公司）