户式燃气热水炉

刊于《暖通空调》2004年8期户式燃气热水炉应用中的一些问题北京市建筑设计研究院张锡虎☆北京市新厦建筑设计研究所金培1应用户式燃气热水炉的可行性户式燃气热水炉在我国应用于住宅采暖，已经有多年的实践，作为集中供暖的补充，相对于集中供暖，有利于供暖收费制度的改革，有利于用户自主选择采暖标准（采暖期和采暖温度等），在实施节能标准（尤其是北京即将推行的第三步节能目标）的住宅中使用，用户所实际支出的采暖费用，会明显低于采用燃气、油、电等“清洁能源”集中供暖的采暖费用，有利于将建筑节能的效益体现为用户的直接利益。如果应用得当，应该认为是成功的多元化供暖方式之一。今年年初，北京某媒体在显要版面发表一条消息称：“政府不提倡一家一户燃气采暖”。随即，北京市供热的政府主管部门——市政管理委员会在官方网站上声明：上述报道“是没有根据的，市市政管委领导没有在任何场合、时间接受过记者对上述问题的采访。目前，我市民用供热方式有大型集中供热、中小型区域供热和清洁能源分户自采暖，此外，还有平房煤炉自采暖。北京作为全国开展城镇供热体制改革试点城市之一，按照2003年7月21日建设部等八部委局《关于城镇供热体制改革试点工作的指导意见》的精神，继续发展和完善以集中供热为主导、多种方式相结合的城镇供热采暖系统。”户式燃气热水炉采暖，就是属于“多种方式的城镇供热采暖系统”之一。户式燃气热水炉是西欧家用采暖的主要产品。美国的民用建筑几乎不使用集中供热，分户供热的热源50%为天然气。[1]因此，没有必要从某种商业的片面性出发，去人为地加以排斥，而是应该正视户式燃气热水采暖炉在应用过程中的一些问题和缺陷，切实加以改善。其中许多问题，与对这种设备特性的认识和理解上的盲目性有关，以下探讨这些问题。2关于采暖费用供热体制改革的核心问题，是变“福利供暖”为用热的商品化。供热体制改革将越来越使供暖费用的高低，成为住宅采暖方式优化选择至关重要的因素。对于户式燃气热水采暖炉采暖费用的高低，有不同的说法：“拥”之者曰低，“攻”之者曰高。其实，影响采暖费用高低的因素有五个：当地天然气的价格和热值；采暖建筑的保温性能和采暖耗热量指标；公寓式集合住宅中某一用户的周边热环境；采暖炉的实际运行热效率；是否采用合理的运行方式。可以用现行《民用建筑节能设计标准》[2]所规定的耗热量指标限值，作为同一标准加以比较。以北京地区为例，普通住宅的耗热量指标限值是20.6W/m2建筑面积,按采暖期125天、每天24小时计算，全采暖期总耗热量为61.8kWh/m2建筑面积。户式燃气热水采暖炉的平均热效率如取80%，热值8400kcal/Hm3的天然气耗量应为7.9m3/m2建筑面积，按1.9元/Hm3计算，天然气费用共15.03元/m2建筑面积，再加上循环水泵电费和十年左右的设备折旧费，即使不考虑用户自主调节可以节省的费用，总费用一般也不会超过25元/m2建筑面积。如果按照实施第三步节能目标的能耗量计算，天然气费用则可进一步减少为10.69元/m2建筑面积。而北京地区燃气锅炉房集中供暖现行供暖费标准是30元/m2建筑面积。因此，在正常的条件下，户式燃气热水采暖炉应该低于燃气锅炉房集中供暖的采暖费用。当然，不能直接将按照节能设计标准规定的计算条件计算所得的总耗热量，当作所有住宅的实际耗热量。例如：当取较高采暖温度和延长采暖期时，全年采暖能耗当然会要增加。即使这样，采暖费用也不会超过燃气锅炉房集中供暖的现行供暖费标准。但是，当上述五个因素中存在某些不利条件时，当然会形成高额的采暖费用。例如：不节能的建筑由于建筑耗热量过大；节能建筑建成后的使用初期，由于需要逐步加热升温；公寓式集合住宅在入住率较低的阶段，由于户间传热因素。这些情况，在采用分户电热采暖，或集中供暖实行按照分户热计量收费时，同样会发生。除此以外，采暖费用过高的重要原因，是燃气热水炉的实际运行热效率过低以及貌似“节省”其实“浪费”的不合理配置和运行方式。挤3袜模关于容量的合夜理选择唯在许多燃气热聋水炉产品资料骂中提出的战“借热效率植”友，都高造达丧9溪0盒％上下。而工岔程实测资料证桥明，按照建筑随的实际耗热量标和实际燃气用餐量进行热平衡肢验算，柱实际运行阴热效率远不能政达到上述指标耀。根据实态调页查，全采暖期裕的平均热效率题普遍较低。影各响热效率的主悦要因素，是选希型偏大以及与树此密切相关的壤燃烧调节方式鼠。均许多生产厂家圣提供的产品资番料中，往往多晶余地给迷出棋“稠可带多少供暖跨建筑面白积某”优的数据县，很容易造成修对用户容量选计择的误导。众皂所周知，房屋孟的采暖和空调劣负荷，主要取显决于其建筑热晚工性能。对建币筑总体而言，贴朝向、体型系练数、围护结构肺的热阻、太阳说辐射热、窗的神密闭性等，都翠对负荷有很大料的影响。而每税户的负荷，还困与其在建筑中查的所在部位有愉关，建筑面积布并不能直接作碗为容量选择的镇主要依据。低程能耗的节能建竿筑，与旧有的迹、或者不严格宁按照节能设计收标准要求建造钩的不节能建筑辅，以及同一集锯合式住宅内的岭不同部位套型姜，能耗都会有花很大的差异。坝确定燃气热水虚炉所需功率，肤应常规进行采麻暖负荷计算。签如同分户热计猜量的集中供暖温系统确定户内幅采暖设备容量蠢一样，户式采却暖炉也需要适蚁当考虑户间传伏热因素。北京纲市标准虽《新建集中供哲暖住宅分户热率计量设计技术拢规程》码[3]僻滩1.0.道2纹条规定灾：案“坏分户独立热源肚的户内系统相脚应部分的设计惨，也可参照执宗行本规程感。膜”版钓根据工程应用昏实践经验，在蔑设计前期进行徒准确设计计算威以前，也可以祸按照节能水平杆不同住宅的采斥暖负荷估算指僵标增悉加椅4悔0剂％左右，不需瘦再考虑间隙采邪暖因素堵，即在室外温谊度达到设计条颈件时，应该用盖连续供暖来达嗽到设计室温砖。盯应根据不同套旁型，选择与采享暖负荷相适应惕、有适当裕量腔的炉型。春在许多工程中勿，不论套型面船积和采暖负荷型大躲小臣,办意均采用输出功削率远大于房间购设计采暖负荷康的同一型号炉得型，偏大甚至雹达数倍之多。题本来采暖设备磁在奔全采暖期暗绝大部分时间鹰内，都有很大付的裕量，只需跳要部分负荷运财行，虽选型偏大更加共剧了这种运行帖状况耐。碎4常粮关于麦室温控制和叶燃烧调节方式括燃气炉在部分叔负荷燃烧时，暗如果参与燃烧厅的挨、湖按额定负荷确行定的空气量不尾变，就会使过梁剩空气系数和肢排烟热损失过嚷大，使实际热酿效率大幅度降秘低。恒秃多数止户式燃气热水拢采暖炉不配置疲室温控制器，防而需由用户通经过炉子配带的赠旋钮自行设定咳水温以改变供踩热量来间接室干温控制，当循猛环水供水温度乞接近或达到设宋定值时，炉子那开始冤进行燃烧调节旨。循环水温应爪与采暖负荷的占变化所适应，唐仅靠不人为嚼控制水温是很晒难适应负荷变握化的。当负荷缝较小，特别是炸用户希望节省蒸采暖费用时，混一般将水温设型定于较低值，挠这就使炉子需类要进行频繁浪的享燃烧调节。未户式燃气热水验采暖炉的燃烧毛调节方式，基险本上有三种：浑一，戒全负荷燃烧和概停止燃烧的简么易两位燃烧调跌节方式；二，站仅调节燃烧量替而不同时调节乘排烟量的燃烧座调节方式；三树，可调节燃烧睛量并可相应改涂变排烟量的燃沾烧调节方式。到据调查，目前据使用最多的是疑貌认似浅“对功能良挥好产”窗、劲实际平均热效掉率最低的第二卧种粒燃烧诸调节方式。这结种方式在大部蚁分时间的处于热部分负荷运行能状态，燃烧量聚减少而空气量摄不变，显然记，揉会因过量空气我系数过大而使令热效率大幅度怠降低。据实测蒜：元在额定输出功剧率负荷条件下甚，过量空气系斤数约源为活1.9页～推2.纹1瓦，排烟温度一栏般不超卖过粗120夏℃腥。当窄调节燃烧量驳即厚“嘱点小赶火浮”扇奏燃烧（例如减队少描到典40沫%确左右的燃烧量仗）时，排烟温宴度会降低售到周80刻～吐9啄0构℃裤，而岂过量空气系数揪可高离达撇5享～择6蹲。坝国外产品中有仇一种配置比较阶完善的炉型，匙可以按照燃气孟和空气捞约血1信∶荒1缝4扭的比例自动调妥节参与燃烧的买空气破量，且其风机摸是变频调速的最。但这种产品凳较为昂贵，开烘发建设单位一冒般不会澡选择趁采用。蓬应选择采用在面不同负荷率时雀均有较高效率找的炉型。蔬当需要节省投快资费用时，还卧不如持采用全负荷燃泻烧和停止燃烧脂的简易两位燃阻烧调节方式的冬炉型奥。拨否则凳，天宜采用能够对晶应于燃烧量改雷变排烟量的炉赛型。驼5雹叉关于配套水泵动常可见到燃气傅热水采暖炉的虑配套循环水泵沉与系统的不合我理匹配。许多叛生产厂的技术食资料中，对配轰套循环水泵特无性的提法模糊枕，不明确流量歼，或将水泵斜“味扬程坝”抚与炉外剩余水辽头混为一谈。临通常，燃气热筋水采暖炉循环离水泵的流量，滤是按照在额定香输出热量条件瓦下，供水和回殃水温差三为般20理℃加或痛2骗5准℃窗配套的，而克骗服了辽额定流量的炉凉内阻力以后的袭炉外剩余水头贸，约欧为廊3.5室m矿左右。铺显然，这种危循环水泵的准典型匹配饺，罗一般可以满足云户内采用散热炼器采暖系统的禽需要。北京市颠标准薪《新建集中供见暖住宅分户热撑计量设计技术联规程》中规定兼：舒“径户内系统包括梁锁闭调节阀门健和户用热量表被在内的计算压呀力损失，宜控蒸制晚在日≤慕30kP涝a炎范围析内承”栗。户式燃气炉拍系统不需要设俊置锁闭调节阀秩门和户用热量侵表，因此计算造压力损失完全胁有可能低沙于哪25kP张a杨。近但是，还是应脖该进行必要的晨水力计算，校染核系统与循环依水泵特性的适蹈应程度。当有饱较大偏离时，砍例如小的住宅北套型选用了较派大的炉型，实溉际运行流量会砌大于需要流量牲，即发生较小赌的供回水温差捕，户内单管串朝联式系统的温讽降计算就应与柱此协调。谣地板辐射采暖普或雨户式左空调水系统，添选用同一炉型以并配套采用相断同的循环水泵永时困，必然会造成尖系统失调糟，字应该采用扑适当的应对措众施。娇6秩晒烟气排除和环骂境影响姥一般产品均配工带平衡式进气优和排烟管，可坝直接接至室外花。题燃气比燃煤虽绘然是相对清洁亿的燃喜料阻,淡蛮但是由于分散坝到多层特别是吸高层住宅的每创家每晒户梯,虹保其燃烧产物如涝二氧化碳、二筐氧化氮和一氧冲化碳楼等冤,国富对于区域空气丢环境质量的影深响是存在的。庆北京曙光小区宏高层住宅曾经舅委托北京市环编境保护科学研确究院进行过测弄试塞,秤结果表明：在虏位于建筑平面动凹槽内的楼层滋中上部，在风谎力不大不易扩融散樱时燃,考氮氧化物浓度张有偏高的趋网势魄,咽最高可超过标最准近两贼倍叉,驾批形成了一道高咱浓度氮氧化物晴烟栋气称“狡墙枝”书。因略此浊,稻惕在需要防止污降染局部区域环乏境的场合（例辨如排出口位于尖高层建筑平面胸凹进部位），熟应按照《住宅纤设计规范》笛[4]嫌的规定，采取圈设置烟囱集合厌后引至高空排峰放的措施。皱《住宅设计规贵范》交第菌6.2.粱6想条就明确规定床：列“片以煤、薪柴、纺燃油和燃气等慈为燃料，设置趁分散式采暖的到住宅应设烟囱浊；上下层或毗热连房间合用一贺个烟囱时，必渡须采取防止串清烟的措施耍。头”者当设置烟囱排轨放时，应解决铺好防止各层接何口处的烟气回恋流喊措施生，并与燃气采幸暖炉的生产厂仓家协调接口处姐的合理压力值猜，当重力作用窃水头即抽力过贩大时，应有可梦靠的节流措施索。谋7屈关于冷凝式炉典型秀烦冷赢凝水是侦造成海燃气副热水采暖炉腐伶蚀的重要原因境。绳天然气的蹄主要成分是甲鄙烷块（脏CH猾4层），其燃烧产汇物有二氧化碳到、混水蒸汽待、撤氮氧化物和少灵量的一氧化碳勇。洲燃覆烧膏1Hm概3遮天然气拣大约要产桐生柄1.5k屈g巩的水蒸汽。败天然气暮烟气的露点温充度大约净为扫58涨℃昨，扬当回水温度低想于但6寿0箭℃佣时，痒燃烧烟气会遇毙到低于蛙露点温度的骆受热面法而结露，辉随后又蒸发，雹严重影响炉票子歼的使用寿命。鉴户式燃气热水熟采暖炉循环水从常在低温下运奶行，特别是地匹板辐射采暖或芝空调系统的水腊温，一般都执会创低于潮5精0百℃蝶，当散热器配把置较多、而采息暖负荷较小时禁，室温控制也勉要求降低水温至，因此秧结露现象比较她普遍。污应该兆采取一些应对施措施，例如当框水温较低时循汁环水泵箭能随机自动覆停止运转谜等政。剧梅巷需要采用低温吼热媒的系统，至有条件采用灶专门的冷凝式易炉型处。丰冷凝结忍露馆会使烟气中的射潜热量得到回蔑收稼，可以提高热递效率孤。肚冷凝式炉型喉的构造和材质毫不同于普通炉碗型，价格虽然县高于普通炉型腊，但由于其使柜用寿命远比普垫通炉型长，可哲以从折旧回收照和节省的采暖踩费用中得到补棉偿。垒8抚束关于生活热水尺功能醋燃气辽热水采暖炉退通常具有采暖哨及生活热水两届用功能，满可以嘱同时供应生活户热水。在某些弃特定条件下，门这是一种不甚即合理鲜的厉“卖兼搅用微”才功能。陈采暖及生活热钳水两用功能述，展不仅造成选型轰偏大丧（注：按照一贝个淋浴器计算牲，当有贮水箱沈时，加热量约件需圈7kW,售桐当无有贮水箱粱时，加热量约递需偿20k朋W闸）币而降低热效粘率良,织也会因除采暖菠期以外的其它裙季节仍需运行倒以及结垢等原跟因，导致使用浓寿命缩短。而希卫生间距离炉里子较远帝、狼热水输送距离污较长时，水和刚热能量有较多站的浪费，尤其爆在夏季，热损抵失又形成房间康的空调冷负荷弱。在实态调查限时发现，使用屋燃气潜热水采暖炉的扑用户，有许多蜡在卫生间内又轧配置了电热水垄器。布当必须采用危采暖及生活热氧水两用功能时颗，朽应选择具备生叨活热水最高温律度限定功能撤的炉型，将剃生活热水出水阶温度控制杠在密60杏℃是以下，可星减少驶水垢的形成。丑值得注意的是乎：陪水质硬度较高已的地区（例如灿北京），即使厅采用限制胆最高出水温度芳的措施，揉换热器的换热矩表面温度，也采已经超过律60茎℃豆，仍然会夕结垢严重，宜枝改配置容积式齐热交换器，提的高防结垢能力幸和改善除鉴垢臣条件版。参考文献锐1做遗李先瑞：董《燃气壁挂炉麦采暖市场分析胀》（《新暖通顷》腥200青4恨年第一期）久武2扶《民用建筑节辣能设计标准》拥（肢JGJ26-拐95湖）塌3帖诉北京市标准三《新建集中供肿暖住宅分户热啦计量设计技术筒规程