摘要：為了讓燃氣采暖熱水爐發揮其穩定和節能的優異性能，需要一個設計合理、安裝科學的采暖系統相配套，如果采暖系統設計、安裝不

摘　要：為了讓燃氣采暖熱水爐發揮其穩定和節能的優異性能，需要一個設計合理、安裝科學的采暖系統相配套，如果采暖系統設計、安裝不合理，保養不及時，在采暖運行過程中可能會造成一系列不良問題，常見問題如系統運行噪音大、循環水泵卡死、主換熱器堵塞、產生冷凝水危害燃氣采暖熱水爐的使用壽命等。

關鍵詞：燃氣采暖熱水爐；采暖系統；噪音；循環水泵卡死；冷凝水

1 引言

隨著國家不斷推進北方地區冬季清潔取暖，進一步優化調整城市供暖結構，全面實施散煤綜合治理，完成以電代煤、以氣代煤300萬戶以上，全部淘汰地級以上城市建成區燃煤小鍋爐的目標。目前，燃氣采暖熱水爐作為清潔供暖的產品，其主要優點有：

（1）良好的舒適性。可以根據用戶的需求對室內溫度進行調節，以獲得最舒適的室內環境。

（2）節能環保。壁掛爐主要以清潔能源天然氣為燃料，它的燃燒產物主要是水蒸汽和二氧化碳，符合當前的環保政策，環保效益好。燃氣采暖熱水爐的市場銷售也迎來了爆炸式增長。

為了讓燃氣采暖熱水爐發揮其穩定和節能的優異性能，則需要一個設計合理、安裝科學的供暖系統相配合，采暖系統是否好用和節能，不是壁掛爐本身一個因素就能完全決定的，與之相適應的管道、散熱末端、控制系統也起了關鍵性的作用。

2 燃氣采暖熱水爐在采暖系統應用中的常見問題

分戶采暖系統主要由各個核心零配件構成，包括燃氣采暖熱水爐、散熱末端、管路及管路控制、循環泵、補水定壓等。

如果采暖零配件系統設計選用不合理、安裝不規范、保養不及時，在采暖運行過程中可能會產生一系列的問題，影響用戶正常采暖，甚至危害燃氣采暖熱水爐的使用壽命等，因此，接下來分析采暖系統應用中出現的常見問題。

2.1 采暖管道噪音大或系統運行噪音大

主要受以下兩種因素影響：

（1）系統管道流速設計不合理，導致采暖管道噪音大，在設計中應確保流體在管內呈紊流狀態。

在設計系統管道流速時，應確保流體在管內呈紊流狀態，流體在管內流動的狀態一般是根據流體的雷諾數Re來判斷，對于在圓管內的流體：

Re＜2000時，流動總是呈層流型態，稱為層流區；Re＞4000時，一般出現紊流型態，稱為紊流區；2000＜Re＜4000時，有時層流，有時紊流，處于不穩定狀態，稱為過渡區；取決于外界干擾條件。

從雷諾數Re的求解公式中，我們可以看出，雷諾數Re與管內的流速，以及管子內徑是成正比的，而與流體的運動粘度成反比，同時，流體的運動粘度又與密度成反比。

目前，地暖常用的采暖管徑有20/16和16/12兩種，也就是內徑分別為16mm和12mm。為了保證換熱效果，我們應確保流體在管內呈紊流狀態。

內徑16mm的管內設計流速應不低于0.2m/s，12mm的管內設計流速應不低于0.27m/s，這也是許多施工規范中提到管內最低流速值的原因。

（2）管道中有氣體，循環不暢。

采暖系統首次注水，應在系統的高點安裝自動排氣裝置。在采暖系統中空氣是最有害的因素，當管道中有空氣積存時，往往會影響采暖系統的正常循環，導致某些部分不熱，造成金屬腐蝕，使水泵產生氣蝕現象，增加噪音或使壁掛爐產生明顯的震動，影響水泵葉輪的使用壽命。

系統排除空氣的情況有三種：

在系統充水階段，整個系統原是空的，充滿了空氣。當自來水由系統下部充入系統時，空氣逐漸被水擠出。充水時系統各最高點的排氣閥都要打開，當排氣閥因水充滿而溢水時則關閉。

在系統開始運行階段。冷水逐漸升溫，冷水中所溶解的空氣逐漸分離出來，通過各排氣閥（手動或自動）排除。

在正常運行階段。冷水中大量的空氣已被基本排除，由于少量補充水而帶入系統的空氣因升溫而分離出來，也要隨時排除。

2.2 水泵卡死與主換熱器堵塞

使用鑄鐵散熱器或原有燃煤小鍋爐的采暖系統，易造成水泵卡死與主換熱器堵塞。

隨著“煤改氣”工程在河北地區大力推進，河北廣大農村地區從使用土（煤）鍋爐采暖方式，更換成更節能環保的燃氣采暖熱水爐。如原有供暖系統一般都使用鐵管與鑄鐵散熱器，系統水含有大量的渣質、鐵銹等異物。如果沒有對原來的供暖系統進行處理，直接安裝燃氣采暖熱水爐后運行，會對壁掛爐造成不良影響，主要表現為以下幾方面：

（1）造成燃氣采暖熱水爐中的循環水泵運行噪音大，甚至卡死或燒壞。

燃氣采暖熱水爐中循環水泵的作用是提供熱水在采暖系統中的循環動力，采用了濕轉子水泵（屏蔽泵），其最大優點是運行噪音低、體積小；其冷卻完全依賴系統采暖水進入水泵的定轉子和動轉子之間，為了保證運行噪音低，水泵定轉子與動轉子之間的間隙都設計得非常小，一般為0.02mm～0.03mm。

若系統中使用鐵管與鑄鐵散熱器，系統水中極易產生渣質、鐵銹等異物，極容易進入水泵定轉子與動轉子之間的間隙，造成水泵運行噪音大，甚至卡死或燒壞。

（2）造成主換熱器換熱運行噪音大、堵塞甚至爆裂。

燃氣采暖熱水爐的主換熱器為了強化傳熱，常在主換熱器的流道中安裝擾流片或金屬螺旋彈簧，見圖2。讓管內的采暖水產生明顯的螺旋運動，由層流轉變為湍流。當系統中使用鐵管與鑄鐵散熱器產生的渣質、鐵銹等異物進入主換熱器的管內時，水中的鐵銹等雜質易卡在擾流片內，從而導致主換熱器運行中產生較大的噪音，甚至造成堵塞現象。如果系統的水無法把燃燒的熱量帶走，就會導致燃氣采暖熱水爐出現嚴重的故障。

其解決方案主要有以下幾點：

在燃氣采暖熱水爐安裝之前，建議使用0.8MPa的壓力來壓縮空氣或者用高壓水將管道中的雜物清除干凈，尤其是采用鑄鐵散熱器的系統須多次清洗管道。

采暖回水管必須安裝過濾器，應使用磁性阻垢過濾器，把渣質分離后沉淀在除污器的儲污艙內，可允許較長周期的清洗，在系統運行時也可正常排出雜質，結構如圖4所示。

當地水質很硬或腐蝕性較強時，為了防止主換熱器堵塞或老化，須考慮在暖氣系統管路中預留補軟化水的接口，并加入軟化水。

為了保持壁掛爐正常運行，在每次采暖季運行時，應清洗過濾器一次以上。

采暖和熱水系統應采用環保型管道，如鋁塑管、PPX管、銅管等。

（3）燃氣采暖熱水爐設定低溫，產生冷凝水，影響設備使用效率及壽命。

對于大氣式的燃氣采暖熱水爐來說，由于其設計參數供/回水溫度一般為80/60，因此，如果長期工作在40/30的供/回水溫度下（用于地板采暖，設置過低的溫度），在燃氣采暖熱水爐換熱器上將會產生冷凝水，對換熱器造成腐蝕，影響壁掛爐的使用壽命。為了避免在主換熱器上出現冷凝現象，可考慮以下解決辦法：

在系統中增加電動三通混水閥，單獨控制地暖供水溫度。

采用間接連接的方式，在系統中增加板式換熱器把系統分成熱源側與末端側。

為大氣式燃氣采暖熱水爐配置專用地板采暖模塊。

系統設計時，要盡量選用冷凝爐來供應地暖系統。

（4）選用外置泵時，與壁掛爐的內置泵之間產生影響。

注：系統外置水泵，主要分為水泵并聯運行與水泵串聯運行。

并聯運行：水泵的流量并非只增加一倍，這是由于流量增加會導致系統阻力上升，從而使所需揚程增加造成的，

串聯運行：流量增加，揚程增加，但不是相加的關系，只有在保證系統流量一樣的情況下，揚程才是疊加的。

在多機并聯中，當一個供暖系統中一次循環及二次多回路循環同時存在，一次循環有自身的循環泵，二次的各回路循環系統帶有各自的循環泵時，循環泵之間相互影響，會造成流量及揚程的不正常。在采暖系統中主要產生的危害有以下形式：

a.供回水之間壓差過大。

b.各水泵均會偏離工作點，造成系統運行的不確定性。

c.不能保證燃氣采暖熱水爐，以及末端的額定溫差。

d.不僅增加系統能耗，而且采暖舒適性差。

為了解決以上幾種不良影響，一般需要在系統中的一次側Q1與二次側Q2中安裝去耦罐，使其水力工況互不影響，因為去耦罐的工作原理就是通過創造一個壓損近乎為0的區域，讓水泵實現各自的循環，互不干擾，實現熱量的無損失傳遞。

因此，二次系統熱量Q2的變化對壁掛爐系統流量沒有任何影響。

去耦罐選型：為了起到水力系統之間去耦的作用，需要根據系統中的流量特征確認去耦罐的口徑。每個口徑入口對應各自的最大流量值，選擇口徑時應該從一次或二次系統的流量最大值為標準。

3 總結

燃氣采暖熱水爐的特點是集燃燒、換熱、控制于一體，而且該產品具有一定的復雜性，因此在各生產廠家把好質量關的同時，更重要的是把燃氣采暖熱水爐在采暖系統應用中常見的各種問題解決好，如此，才能為廣大用戶提供一個既舒適又節能的單戶采暖系統。

主要通過以下措施：

（1）合理計算管道流速，確保系統流體在管內呈紊流狀態，排除系統管路中的空氣，可以有效降低燃氣采暖熱水爐運行的噪音。

（2）在使用鑄鐵散熱器或者原有燃煤小鍋爐的采暖系統中安裝燃氣采暖熱水爐后需要采用相應的過濾措施。

（3）大氣式燃氣采暖熱水爐如果應用于地暖系統或設定低溫供暖系統中，必須采用增加混水三通閥等措施，以提高回水溫度，防止產生的冷凝水對壁掛爐造成危害。

（4）在系統中增加外置水泵時，必須考慮對系統內置泵產生的影響。