【轉(zhuǎn)】壁掛爐月刊原標(biāo)題：燃?xì)獠膳療崴疇t熱水舒適性提升方法探討隨著消費(fèi)升級(jí)，在享受燃?xì)獠膳療崴疇t帶來(lái)的高品質(zhì)采暖體驗(yàn)的同時(shí)，用戶

【轉(zhuǎn)】壁掛爐月刊

原標(biāo)題：燃?xì)獠膳療崴疇t熱水舒適性提升方法探討

隨著消費(fèi)升級(jí)，在享受燃?xì)獠膳療崴疇t帶來(lái)的高品質(zhì)采暖體驗(yàn)的同時(shí)，用戶也越來(lái)越重視生活熱水的使用舒適度。那么，應(yīng)如何評(píng)估燃?xì)獠膳療崴疇t的熱水舒適性？怎樣通過(guò)優(yōu)化燃?xì)獠膳療崴疇t結(jié)構(gòu)及外部系統(tǒng)提升生活熱水穩(wěn)定性，本文展開(kāi)探討！

一. 燃?xì)獠膳療崴疇t熱水舒適性分析

歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 13203-1規(guī)定了六個(gè)評(píng)估熱水舒適性的指標(biāo)，分別為：①加熱時(shí)間tm（s）；②流量變化溫度波動(dòng)?T1（K）；③流量恒定溫度波動(dòng)ΔT2（K）；④水流量變化時(shí)的溫度穩(wěn)定時(shí)間ts（s）；⑤最小額定水流量Dm（L/min）；⑥連續(xù)供應(yīng)期間停水溫升ΔT3（K）。

參考熱水舒適性的其中三個(gè)指標(biāo)：加熱時(shí)間，流量變化引起的溫度波動(dòng)，以及連續(xù)供水周期的溫度波動(dòng)來(lái)分析常規(guī)燃?xì)獠膳療崴疇t的衛(wèi)浴性能，對(duì)常規(guī)燃?xì)獠膳療崴疇t熱水舒適性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試分析。選用的常規(guī)燃?xì)獠膳療崴疇t為板換機(jī)，額定熱輸入為26kW，額定熱輸出為24kW。衛(wèi)浴進(jìn)水溫度為20℃±1℃，熱水溫度取樣點(diǎn)為燃?xì)獠膳療崴疇t衛(wèi)浴出水嘴的溫度，記錄室內(nèi)溫度為22℃，環(huán)境濕度為85%～90%。

1加熱時(shí)間測(cè)試

測(cè)試方法參考GB 25034-2020，并結(jié)合實(shí)際使用情況對(duì)溫升及流量參數(shù)做出相應(yīng)調(diào)整，分別設(shè)置流量7L，溫升35℃，流量10L，溫升25℃（滿足用戶春秋季節(jié)較為舒適的水流量及洗浴溫度）。記錄衛(wèi)生間出水溫度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示?？梢钥闯?，隨著衛(wèi)浴水溫越升越高，流量越大，加熱時(shí)間將更長(zhǎng)。

表1 加熱性能

2連續(xù)供水，開(kāi)關(guān)末端水閥對(duì)水溫波動(dòng)的影響

設(shè)置燃?xì)獠膳療崴疇t進(jìn)水流量為10L，溫升25℃，模擬用戶在使用生活熱水過(guò)程中的任意時(shí)間關(guān)閉熱水末端，記錄熱水溫度變化，測(cè)試結(jié)果如圖1所示：

圖1 常規(guī)燃?xì)獠膳療崴疇t水溫超調(diào)

圖1中，啟停階段最高溫度為47℃（停水生產(chǎn)的最高溫升），最低溫度為27℃，其水溫偏差為＋2℃/－18℃。有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)停水溫升做出限定，主要從安全性方面考慮，保證即使短時(shí)間頻繁開(kāi)啟也不會(huì)出現(xiàn)熱水溫度過(guò)高而危及人身安全的情況。但關(guān)水后再開(kāi)水，水溫大幅突降，降低了燃?xì)獠膳療崴疇t的熱水舒適性。

3 水流量波動(dòng)引起的溫度變化

設(shè)置燃?xì)獠膳療崴疇t初始進(jìn)水流量為10L，待熱水溫度達(dá)到目標(biāo)溫度穩(wěn)定后，流量迅速變化至7L，待溫度趨向穩(wěn)定，再將水流量迅速提升到10L，記錄整個(gè)周期熱水出水溫度的變化情況。

從圖1水流波動(dòng)階段，當(dāng)水流量在7L與10L波動(dòng)時(shí)，溫度變化范圍47.4℃～41.2℃，偏離目標(biāo)溫度＋2.4℃/－3.8℃，當(dāng)水溫變化超出2℃時(shí)，用戶將感覺(jué)到明顯的忽冷忽熱。目前國(guó)內(nèi)普遍采用PID控制方式及模糊控制算法，對(duì)調(diào)節(jié)過(guò)程穩(wěn)定性有較好的作用，但由于恒溫系統(tǒng)具有非線性和滯后性的特點(diǎn)，PID參數(shù)難以確定，對(duì)于燃?xì)獠膳療崴疇t啟停和水流量較大波動(dòng)時(shí)，響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，單從恒溫控制程序來(lái)改善加熱時(shí)間和水溫超調(diào)作用不大。

二. 燃?xì)獠膳療崴疇t熱水系統(tǒng)優(yōu)化

為實(shí)現(xiàn)即開(kāi)即熱，熱水溫度恒定，一方面可從燃?xì)獠膳療崴疇t自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)上改善，另一方面可對(duì)外部系統(tǒng)管道進(jìn)行優(yōu)化。

1 采用水比例控制方案分析

對(duì)具有水比例調(diào)節(jié)功能的燃?xì)獠膳療崴疇t進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用水比例控制技術(shù)具備以下優(yōu)點(diǎn)：

①啟動(dòng)時(shí)，其會(huì)自動(dòng)降低水流量以加快出熱水速度，綜合加熱速度較傳統(tǒng)燃?xì)獠膳療崴疇t提升30%以上。②在使用過(guò)程中，當(dāng)進(jìn)水流量發(fā)生變化時(shí)，會(huì)自動(dòng)修正進(jìn)入機(jī)器內(nèi)的水流量，以減少水溫波動(dòng)；③當(dāng)因冬天進(jìn)水溫度過(guò)低，燃?xì)饬髁恳堰_(dá)最大值時(shí)，溫度仍無(wú)法滿足沐浴需求，其會(huì)自動(dòng)修正水流量以使出水溫度達(dá)到需求值。④在用氣高峰，因用氣量過(guò)大而造成供給不足時(shí)，溫度達(dá)不到需求，會(huì)自動(dòng)修正水流量確保溫度不變。

2采用內(nèi)置儲(chǔ)水罐方案分析

縮短燃?xì)獠膳療崴疇t由啟動(dòng)到恒溫整個(gè)緩慢加熱過(guò)程，可以在燃?xì)獠膳療崴疇t內(nèi)部增加一個(gè)小體積帶盤(pán)管的儲(chǔ)水罐，當(dāng)儲(chǔ)水罐內(nèi)部水溫低于啟動(dòng)溫度時(shí)，燃?xì)獠膳療崴疇t由外部供暖狀態(tài)，通過(guò)電動(dòng)三通閥將供暖水切換到水罐盤(pán)管回路，以水罐內(nèi)的儲(chǔ)水進(jìn)行換熱。

當(dāng)達(dá)到所設(shè)定溫度后，自動(dòng)轉(zhuǎn)為外部供暖狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)到有使用生活熱水時(shí)，且儲(chǔ)水罐水溫低于啟動(dòng)溫度，燃?xì)獠膳療崴疇t優(yōu)先加熱衛(wèi)浴水?？紤]到儲(chǔ)水罐內(nèi)的盤(pán)管面積小，加熱能力有限，因此機(jī)器正常使用生活熱水通過(guò)板式換熱器來(lái)?yè)Q熱。

此機(jī)型的最大優(yōu)點(diǎn)在于提供即熱恒溫?zé)崴s短了燃?xì)獠膳療崴疇t由啟動(dòng)到恒溫的緩慢加熱過(guò)程，單使用少量熱水時(shí)，可直接從儲(chǔ)水罐放出少量的水滿足需求，而無(wú)需啟動(dòng)采暖熱水爐，避免了機(jī)器頻繁啟動(dòng)，減少能耗浪費(fèi)。但此類燃?xì)獠膳療崴疇t采用的儲(chǔ)水罐體積一般為25L～30L，整機(jī)體積增加接近一倍，占用較大安裝空間。

3采用熱循環(huán)零冷水系統(tǒng)分析

熱循環(huán)零冷水系統(tǒng)對(duì)燃?xì)獠膳療崴疇t內(nèi)部熱水管道及外部輸水管道上的冷水進(jìn)行預(yù)熱達(dá)到目標(biāo)溫度，用戶開(kāi)水閥時(shí)迅速出熱水。實(shí)現(xiàn)該功能需在燃?xì)獠膳療崴疇t內(nèi)部熱水系統(tǒng)中增加高揚(yáng)程直流循環(huán)水泵以及恒溫緩沖水罐。由于熱循環(huán)零冷水系統(tǒng)需對(duì)管道水提前預(yù)熱，因此很好解決了燃?xì)獠膳療崴疇t熱水加熱時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)水閥即開(kāi)即熱，有效避免管道冷水的浪費(fèi)，節(jié)約水資源。

測(cè)試條件與方法按上述2和3，將測(cè)試數(shù)據(jù)整理如表2，并與常規(guī)燃?xì)獠膳療崴疇t熱水性能進(jìn)行對(duì)比分析。

表2 水溫超調(diào)對(duì)比

通過(guò)表2可以了解到采用熱循環(huán)零冷水技術(shù)，對(duì)用戶開(kāi)關(guān)熱水末端閥門(mén)以及水流量波動(dòng)引起的溫度變化有較大的改善。

對(duì)熱循環(huán)零冷水系統(tǒng)，當(dāng)水壓波動(dòng)時(shí)，經(jīng)過(guò)熱交換器一次換熱后的水溫發(fā)生變化（與設(shè)定溫度存在一定的溫差），通過(guò)與內(nèi)置的緩沖水罐中的恒溫水充分換熱后，溫差必然會(huì)減少，洗浴過(guò)程中感覺(jué)不到水溫明顯變化。緩沖水罐容積大小直接影響二次加熱恒溫效果，容積越大，恒溫效果越佳，但同時(shí)還要結(jié)合整機(jī)空間結(jié)構(gòu)布局，以最終確定容積，以上測(cè)試選用了1.2L的恒溫水箱。

三. 對(duì)比與總結(jié)

通過(guò)優(yōu)化常規(guī)燃?xì)獠膳療崴疇t自身結(jié)構(gòu)及外部系統(tǒng)提升熱水舒適性，結(jié)果表明各項(xiàng)解決方案在改善熱水舒適性上存在差異，具體如表3所示。

表3 方案性能對(duì)比

從表3可以看出，常規(guī)燃?xì)獠膳療崴疇t增加水比例閥控制以及采用熱循環(huán)零冷水系統(tǒng)后，均有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，若將兩者方案結(jié)合進(jìn)行設(shè)計(jì)，便能實(shí)現(xiàn)即開(kāi)即熱，讓消費(fèi)者告別熱水等待和浪費(fèi)，有效緩解洗浴過(guò)程中水流忽冷忽熱的現(xiàn)象，且成本低，不增加額外的安裝空間，解決困擾用戶多年的痛點(diǎn)，提升常規(guī)燃?xì)獠膳療崴疇t的適應(yīng)性及舒適性。