电采暖炉设计问题探讨

2013-04-11马鸿飞

河南科技 2013年12期

马鸿飞

(江苏南京艾欧史密斯热水器公司，江苏南京 210038)

集中采暖和独立采暖作为家庭采暖的两种形式，由于其不同的特点，在实际应用中都有大量范例。怎样针对中国现有的能源结构特点和经济发展状况，开发出能够适应中国市场的独立采暖产品，我们需要思考以下问题。

一所采用的能源

一般家庭可以使用的能源，无外乎电能和燃气两种。无可置疑，使用燃气作为热水器能源有很多优点，如加热速度快，打开即有热水，同时使用燃气相对较便宜，这样燃气壁挂炉的运行费用较低。不过我们应该可以看到，使用电能，具有无可比拟的优势，和燃气产品相比，由于没有燃气系统，结构得到简化，安全性较易保障，维修简单，控制操作方便，并且电线较容易引入，所以安装位置灵活，最重要的是，电能是清洁能源，至于运行费用方面，随着供电市场厂网分开改革，三峡等大型水电建设完成和核能发电的发展，电价有望降低，电采暖热水炉在采暖市场的运用将有广阔前景。

二集成与外形尺寸

燃气壁挂炉的系统集成思路值得借鉴，在没有采用集成式热水器的一些独立采暖实例中，用户需要在热水炉外安装循环水泵和膨胀水箱等等，对于家庭用户来说非常困难，因为一般用户没有系统安装的经验和工具，一些配件也需要在专业市场上才能买到，如果请工程公司安装的话，费用又比较高，所以对于独立采暖的家庭用户，电采暖炉必须集成设计，省去用户安装的麻烦，需要集成进采暖炉的采暖部件主要有膨胀水箱、循环水泵、放气阀、泄压阀和补水阀等等，其中放气阀要位于采暖炉的最高位置，这样可以及时释放系统中的积气;膨胀水箱一般与水泵入口并联，并且位置应比较低，这样可以保证在系统出现一些故障时水泵不至于空转而烧坏。鉴于燃气壁挂炉水容量小，温度波动大而采暖舒适性较差的经验，电采暖炉应有一定的容积，这样在采暖负荷变化时，水箱内热水可以形成缓冲，来消除温度波动影响，但是水箱尺寸又不能太大，因为要考虑外形尺寸的因素，所以电采暖炉在集成后，外形一定要紧凑，整体尺寸控制应该是高度不超过800mm，宽度不超过500mm，这样可以在安装时将热水炉放入标准橱柜中，这样可以利用橱柜内的空间，实现隐藏式安装，并不破坏室内装修的整体效果。同时使用电能作为能源在这里也显现优势，因为电路的排布简易，无需燃气热水炉所必须的排烟系统和助燃空气进口。

三控制及安全部件

1.温度控制

温度控制系统的设计，应考虑到不同散热终端的最佳运行温度是不一样的，如果是散热片，需要提供较高的供水温度;如果是风机盘管，则供水温度在50－60℃之间即可;如果是地板采暖，供水温度应控制在40℃左右，以保证地面温度不高于28℃，来获得最好的舒适性，所以温度控制器应该可调并有一个较宽的调节范围。作为温度控制的双重保护，防止水温超高，高温极限保护应控制在99℃以下，否则高温蒸汽进入采暖系统，将造成较大危害。

2.联动控制

温控系统控制了机组自身的工作情况，同时还须根据采暖房间的温度变化控制机组运行或停止，要实现室温可控，可通过室内温控器控制，并有以下控制方式:一种是控制水泵运行，当室温达到设定时停止水泵，采暖系统水循环停止从而室温下降，低于室内温度设定则水泵重新运行;一种是控制加热棒供电，室温达到设定时断开加热棒供电，采暖循环水温度降低从而室温下降，低于温度设定则重新给加热棒供电;还有一种是同时停止水泵和加热棒的工作。一般来说采取第一种控制方式比较好，这样在水循环停止后，机组内的水温继续升高并达到设定温度，积蓄了一定的热量，当室内温度低于设定之后水泵重新运行，这时因为有了一定的热量积蓄，有利于室温的回复。联动控制的另一方面，是与中央空调系统的联动，空调机组和电采暖炉虽然是两台机组，但可共用一个系统。

3.安全部件

采暖系统由热水管路连接而成，分闭式系统和开式系统。开式系统易污染，管路和系统易腐蚀，采用闭式系统是较好选择，不过水加热后会膨胀，在密闭的系统中膨胀的水要有一个可去之处，所以需要膨胀水箱。有时候膨胀水箱并不足以消解系统内的水膨胀量，这时需要压力安全阀，一般压力安全阀都有一个预设定的动作压力值，当系统内压力超过该值时，压力安全阀就会自动开启，将多余的压力释放以保证系统内的组件，特别是散热器不被过高压力损坏。如果电采暖炉使用时因为漏水或者误操作导致水箱水位过低，将造成电加热棒干烧，大功率的加热棒干烧很容易使加热棒漏电和爆裂，是严重的安全隐患，为杜绝该现象发生，需水位开关，实时监测水箱内的水位，当水位低于水位开关位置时，自动切断加热棒的供电，停止工作;另一方面，系统内的水压如果不足，水流不连续，将对循环水泵有很大危害，高速旋转的水泵叶轮会出现严重气蚀，线圈过热等问题，所以须水压开关来感应系统内的水压情况，一旦系统水压低于水压开关设定的压力值，则自动停止水泵运行，起到保护水泵的作用。作为一个系统，不仅仅要考虑机组本身的安全性，同时还要考虑整个系统的安全性。

四生活热水功能

要在电采暖炉中增加供生活热水的功能，技术上并不会很困难，可以采用炉内二次循环，附加水箱等办法实现，但个人认为电采暖炉专用于采暖更为理想。第一，专用采暖有利于有针对性的设计，可以充分考虑采暖的需要而不受生活热水的干扰。第二，有利于小尺寸紧凑型设计，节约安装空间。第三，生活热水功能使机组内经常有新水混入，含氧量高的新水使水箱和散热系统的腐蚀加剧，同时也增加了水垢的形成。第四，生活热水功能会增加机组负荷，使用户选型偏大，造成浪费。第五，安装要兼顾采暖系统和生活热水管路，安装难度增大，并且当管路较长是热损失增加。