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常見壁掛爐采暖、熱水系統錯誤(03):室溫控制與鍋爐控制沒有有效聯動

發布時間:

這個常見錯誤來到了第三篇,前兩篇的鏈接如下:

常見壁掛爐采暖、熱水系統錯誤(01):壁掛爐采暖系統沒有自動室溫控制措施 - 知乎 (zhihu.com)

常見壁掛爐采暖、熱水系統錯誤(02):沒有根據系統大小選擇合適的室溫控制措施 - 知乎 (zhihu.com)

我們接著聊。

在兩篇里,我們提到了兩個和室溫控制相關的常見錯誤,那么稍微延伸一步就是室溫控制與鍋爐控制的有效聯動。

錯誤描述:

在壁掛爐采暖系統中,雖然設置了房間溫度自動控制裝置,例如地板采暖溫控器或者散熱器恒溫閥,當室溫控制與鍋爐控制之間沒有有效聯動,大白話就是室溫控制與鍋爐控制各自為政,相互割裂。

錯誤分析:

當出現這種割裂的時候,如果天氣寒冷或者大部分房間還需要供暖的時候,室溫控制控制供暖的回路打開的時候,不會出現太大的問題。 但是如果說所有的房間溫控都處于關閉狀態的時候,就會出現嚴重的問題。

可能有的朋友會說,這種所有房間都沒有功能需求的時候,所有房間溫控器都關閉的狀態很少發生,因此即使有后果,也不怕。

但是實際上,這種所有房間都沒有采暖需求,溫控器都關閉的經常發生,而且會在壁掛爐總體運行時間中占有相當比例。 例如:

  1. 在北方由于建筑保溫較好,在室外氣溫不是很低的情況下,很容易所有的房間都到達設定溫度,從而所有的房間溫度器都控制各自供熱回路關閉。 這種情況在地板采暖系統中發生的可能性會更大,因為地面水泥墊層是優良的蓄熱體。
  2. 南方雖然目前建筑保溫條件相對較弱,但隨著近年來建筑結構保溫的改善,很多新建建筑的保溫實際上也已經非常好。 同時隨著南方采暖普及率的提高,對鄰居的戶間傳熱也會越來越小,這也就意味著也會出現類似北方的情況。
  3. 同時南方客戶有間歇使用采暖系統的習慣,人不在家的時候,就不開采暖。 或者是只開有人停留的房間,當這少部分開啟采暖的房間一旦達到溫度,那么就意味著所有的房間都沒有供熱需求了。所有的供暖回路就關閉了。


當所有的房間都沒有供熱需求了,而由于室溫控制和鍋爐控制是割裂的,那么沒有人去通知鍋爐該停止燃燒,鍋爐還在傻燒主管路里的那一點點水,由于沒有熱量傳遞到地暖或者散熱器,所以就會很快到達溫度停機。 而等主管路的水冷卻后,又會重新開始點火燃燒,如此反復點火燃燒。

錯誤危害:

從前面的分析,我們可以得到這個錯誤的第一個危害,就是容易導致頻繁啟停。鍋爐頻繁啟停,會造成能耗上升和鍋爐的使用壽命縮短,以及故障增加。 鍋爐每次啟停,都要進行前吹掃和后吹掃,都會帶來額外的能量損失。 同時是我們家用鍋爐多為低熱容的設計,鍋爐內的水容量有限,鍋爐結構本體本身的熱容也有限,反復啟停會導致鍋爐爐體反復經手熱沖擊,導致爐體的壽命縮短。 我在知乎上也答過一篇,大家可以參考。

如何防止燃氣壁掛爐頻繁啟停 - 知乎 (zhihu.com)


除了以上的危害之外,我們還可以稍微延展一下,這里可以稍微多談一點壁掛爐的溫控邏輯:

壁掛爐通常有三道溫控

  • 第一道溫控是正常溫度控制,例如壁掛爐設定為60度出水溫度,當水溫超過60度一定范圍(各家壁掛爐設定不同,有些壁掛爐可以設置這個超溫幅度)后, 鍋爐就會停機,但不會報故障碼,等水溫下降后,鍋爐會再次點火。
  • 壁掛爐還有第二道溫控,叫做最高溫度限制,例如85度(各家壁掛爐設定不同,有些壁掛爐可以設置這個最高溫度),到達這個溫度后,壁掛爐停機,并會報故障碼,但是這個故障碼在鍋爐水溫下降后,大部分的廠家會設置自動消除,恢復正常工作,這種報故障碼,專業術語叫做易失性鎖定。 這樣設置的初衷是避免頻繁的手工消除故障碼,導致售后量增加。
  • 鍋爐還有最后一道溫控,叫做過熱保護。國家標準規定是不高于110度。當鍋爐水溫到達這個溫度后,鍋爐會報故障碼,這個故障碼必須手動清除,鍋爐才能回復正常運行,專業術語叫非易失性鎖定。 這道溫控是為了保護用戶的人身安全,所以比較嚴格。


如果鍋爐出現傻燒主管段中的水,首先是會到達第一道溫控,出現頻繁啟停。 這個只會帶來能耗和壽命問題。

如果說這時候鍋爐里的流量很小(系統設計不合理,沒有外置壓差旁通或者去耦罐保護鍋爐),那么鍋爐水溫就會沖到第二道溫控,報故障碼。 這時候雖然沒有安全風險,但是少不了要增加終端用戶的困惑,安裝商也要做售后或者費口舌解釋。

如果客戶或者安裝商,這時候沒有等待鍋爐冷卻,就手動消除到達第二道溫控限值所報的故障碼,反復強迫鍋爐燃燒,那么在極端情況下,某些鍋爐就會沖到第三道溫控限制,從而造成一定的風險,很多時候客戶會要求安裝商上門進行售后服務。

我在工作中真碰到過一例,工人師傅在調試的時候,沒有打開系統閥門,鍋爐停機后,不等鍋爐冷卻,又反復強迫鍋爐點火,最后觸發了103度的高溫過熱保護,把工人嚇得夠嗆。

關于如何從系統層面如何防止鍋爐出現這種極端情況,一方面可以從對工人和用戶加強教育或信息傳遞解決,一方面也需要從系統層面解決,這個推薦大家去看我的網課,我們有一個專欄《如何搭建壁掛爐采暖系統,從70到500平方米》,里面對如何從系統構建層面,保護鍋爐,也有詳細的論述。 同時,在后續的這個系列匯總,我也會再寫一篇關于在保護壁掛爐方面常見錯誤的專題。


糾正措施:

如果從總體來說,就是要把室溫控制和壁掛爐有機聯系起來。 實際上,我們可以把壁掛爐采暖系統中的控制理解成三個層面:最外層是室溫控制,中間層是系統控制,內層是鍋爐自身的控制。 中間層起著連接最外層的室溫控制和壁掛爐自身控制的作用。 有了這樣一個結構性的框架,我們就可以按不同大小的系統挨個來說可以采取哪些措施。

小戶型:

  1. 在本系列的上一篇,實際上我們建議小戶型采用分戶溫控,全屋一個總溫控控制鍋爐即可。 那么這個全屋的總溫控,來控制鍋爐,他實際上就是室溫控制和系統控制二合一的。 就解決了這個問題。
  2. 這類全屋總溫控,如果更進一步,將普通的通斷控制on-off控制器(根據室溫簡單控制壁掛爐啟停)改為對鍋爐為數字通訊的溫控器,例如Opentherm溫控器或者部分廠家的私有總線溫控器,那么就可以實現根據室溫以及室溫的變化速率,來調整壁掛爐的出水溫度,那么室溫控制就與鍋爐的內部控制在更深層次上帶來了連接,從而可以實現更低的能耗、更舒適的房間溫度感受。
  3. 小戶型系統示意圖如下:




中等戶型或者大戶型:

通常我建議把36kw作為這類戶型的上限,區分地暖、散熱器和混裝系統,在本系列的上一篇中,我推薦在這類系統中,采用分室溫控,在分式溫控的前提條件下,在我們分情況來說:

  1. 地暖系統:
  • 非常簡單,就是增加一個地暖聯動控制器的事情,這個地暖聯動控制器就是一種最基礎的系統控制,把室溫控制和鍋爐自身控制聯動起來。
  • 具體產品工作原理就不細說。系統圖如下:



2. 散熱器系統:

  • 散熱器系統采用分室溫控,比較常見的做法是每組散熱器都做一個自力式散熱器恒溫閥,而自力式的散熱器恒溫閥,就沒法與鍋爐發生關系。這時候就需要在分室溫控的基礎上,再給鍋爐做個總溫控,這個溫控器可以作為典型房間的溫控器使用,雖然與房間里的自力式恒溫閥,在某種程度上有點沖突,但是它起到了把房間溫度控制和鍋爐內部控制聯系起來的作用。 兩害相權取其輕,在少許的室溫控制矛盾與壁掛爐頻繁啟停之間,對后者進行防止,作用更大,只是稍微有點缺憾罷了。 系統圖示意如下:


  • 那么新一代的電子散熱器恒溫閥出現以后,尤其是帶有無線通訊功能的電子散熱器恒溫閥出現后,那么就可以完美解決上面的缺憾。 年前我測試了一下我自己擔任技術顧問的一家公司的產品(這也是寫文章的利益沖突說明,我也一直秉持這個原則,寫技術文章的時候,如果涉及我自身的利益,有潛在的利益關系時,會特意說明),組了個小方案,也做了個測試的小視頻,一直沒有時間剪輯發布。在這個方案中,用智能的無線電子散熱器恒溫閥和一個無線鍋爐聯動模塊,就實現了室溫控制與鍋爐內部控制的聯動,當所有散熱器恒溫閥都關閉時,聯動鍋爐關閉。
  • 系統圖示意如下:

3. 混裝系統:

  • 地暖部分,仍然采用聯動控制器,解決地暖部分的室溫控制與鍋爐的聯動關系
  • 散熱器部分,如果采用自力式散熱器恒溫閥,那么可以引入一個區域室溫控制器,最后與地暖部分的聯動控制合并起來,一起去聯動控制鍋爐。
  • 當然如果散熱器部分采用前面提到的智能無線散熱器恒溫閥和鍋爐聯動模塊,也可以和地暖部分的聯動控制器合并后,一起去聯動控制鍋爐

這里是華麗的手工分割線,以上部分對于專業讀者和普通消費者,都可以看看。 但是分割線以下內容,對于普通消費者來說,哪怕是技術極客,也有點難度,建議感興趣的專業讀者看。


超大戶型:

通常我建議把>36Kw的系統,采用36kw(不含36kw)以上鍋爐的系統,作為超大戶型來對待。 那么可以有兩種做法:

  1. 如果做比較高端和技術難度較大系統,可以采用鍋爐廠家的專用系統控制器,或者第三方廠家的系統控制器。 這是一種非常歐式的做法。
  • 大的鍋爐廠家,都有這類控制器,或者擴展控制模塊。
  • 市場上也有一家德國第三方控制企業,提供類似產品,我個人很喜歡他們的產品,功能比鍋爐廠家自己的系統控制器或者控制模塊更強大,可玩度更高。
  • 有了這些系統控制器,這些系統控制器都可以連接區域溫控器,并根據區域溫控器所反映的房間溫度,去控制電動三通混水泵站或二次水泵,再進一步去聯動鍋爐啟停,甚至控制鍋爐的出力或者出水溫度。
  • 但是需要指出的是,這種做法一方面是需要增加投資,某些鍋爐廠家的系統控制器或者控制模塊賣得死鬼,而我們國內用戶對于系統的價值沒有認知,所以說服用戶去花錢購買這類系統控制器,是有點難度的,尤其是市場主流是拼價格的時候。
  • 另一方面,這類系統對于安裝商、零售商的技術能力是有要求,設計、安裝、調試都要求對產品和系統有深刻的技術理解,而且能把這種技術的價值傳遞給消費者,這種技術能力在我們現在的市場環境下是稀缺的。我前幾年推了不少這類系統,但是后來基本都是我們廠家在調試,安裝商做不了,給我們造成了不小的工作負荷。
  • 我選了一個典型的系統圖,供大家作為參考。


2. 如果第一種方案,技術能力達不到,在國內現有技術條件下,某些廠家的壁掛爐產品可以采用下面的方法:

  • 一部分廠家的大功率壁掛爐,例如我們愛賽為ACV的Prestige 系列大功率壁掛爐以及采暖熱水二合一冷凝落地鍋爐 Heatmaster系列,其鍋爐自身的控制器,帶有多個溫控輸入端子以及多個220V輸出端子,并且這些輸入輸出端子之間的控制邏輯關系可以在鍋爐控制器中進行自定義或者預置有多種典型系統和控制邏輯關系。
  • 如果碰上這種鍋爐,它們的鍋爐自身控制,本身就可以用來作為中間的系統控制器,來起到連接鍋爐控制、系統控制以及室溫控制的作用。
  • 這種做法,系統做不了前一種方案那么復雜,但是在國內技術條件下,更適合一些:不增加額外的投資,技術難度也可以接受。
  • 這種做法,是一種非常美式的做法,常見于北美的鍋爐產品。愛賽為雖然是法國集團旗下的比利時品牌,但是我們在北美的業務一直很強,歷史上很長時間都是北美的領先品牌,即使這兩年退步了,也還是頭部品牌之一,這也是我們的產品具有這種美式風格的原因。
  • 我也找了張我們比較早期的系統簡圖,潦草一點,供大家了解這種方案,(圖中的ACVMax控制器,我畫在鍋爐外部,實際上是鍋爐內置的控制器)。


不知不覺,這篇文章寫得過長了,而且過于的專業和技術化了,有點違背我寫這個系列的初始設定,但是沒辦法,這個問題看上去很簡單,但是如果講全面一點,就必須要多啰嗦幾句。 如果大家覺得讀文章還理解的不透徹,還是歡迎大家去看我的網課。各大自媒體平臺,現在非常小氣,稍微貼個外站鏈接就會限流,如果對我們的網課感興趣,大家私信我吧。

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