关于燃气采暖热水炉多机并联安装与配件选用
摘要
燃气采暖热水炉多机并联的系统设计、配件选用与施工质量等均对系统运行是否正常有较大的影响，特别是系统的配件是否正确选用对系统运行影响更大。因为系统的配件选用与系统的水力工况、燃烧工况与运行工况有直接影响。如果选择不合理，易造成炉子频繁启停、系统不热、锅炉无法正常开启负荷运行、炉子易报过热故障等，严重影响系统运行及锅炉寿命。
1引言燃气采暖热水炉分户采暖现已成为按需供暖、舒适宜居、节能减排的现代生活方式。但单台燃气采暖热水炉的功率一般小于70kW（GB-标准），对于功率大的负荷需求，显然不能满足其要求，此时可采用多机并联运行的方式来满足要求。
燃气采暖热水炉多机并联系统与单台燃气采暖热水炉的对比，在系统设计与施工要求更高。如何合理系统设计、合适配件选用、多机并联程序控制与工程施工的质量都直接影响到炉子的运行状态和节能效果。多机并联的炉子运行是否正常，并不是由炉子本身一个因素完全决定。
2多机并联燃气采暖热水炉主要特点介绍
2.1多机并联系统安装搭配灵活
多机并联是通过在数量上的“简单并联组合”可以达到大于70kW的功率输出，可以满足商用采暖需求、公共建筑提供集中采暖或大需求的卫浴水。相对于传统工业锅炉，多机并联系统中每台炉子互为备用，设备及投资利用率、运行安全性大大提高。
2.2控制系统完善，运行安全可靠
多机并联系统的运行安全保护功能，在常规燃气采暖热水炉的功能上，还额外增加以下功能：
1）炉子自动轮能功能、提供产品使用寿命；
2）气候补偿功能；
3）防倒烟气开关；
4）一次侧进回水总管温度控制；
5）自动旁通保护
6）防冻保护。
2.3单台燃气采暖热水炉的故障不影响整个系统的运行
系统运行时，单台采暖热水炉会以一个平均的功率运行，或交替开启运行，当某台采暖热水炉出现故障时，只需将故障机组撤出，其余机组仍可以维持系统持续运行，继续运行的采暖热水炉的输出功率根据系统的需求进行自动调整，以满足用户的需求。
3燃气采暖热水炉多机并联的系统连接方式与系统配件选型
3.1多机并联燃气采暖热水炉的系统主要连接形式
多机并联燃气采暖热水炉的系统连接方式，一般情况下，最多可以并联6组燃气采暖热水炉运行，如果每组燃气采暖热水炉的功率为36kW，则最大输出功率可以达到kW，可以为一栋面积大约为平方的公共建筑或居住建筑提供集中供热；如图1-1所示：
1-膨胀水箱；2-一次侧分水管；3-二次侧集水管；4-去耦罐；5-二次侧分水管；6-二次侧集水器；7-小松鼠并联控制器；8-生活热水罐循环泵；9-生活热水加热罐；10-采暖循环泵；11-散热器采暖；12-地板采暖；13-地板二次循环泵；14-室外温度传感器；
多机并联是通过一次侧的分、集水器2、3并联在一起，每个一次侧循环泵（燃气采暖热水炉自带）负责建立各燃气采暖热水炉的热水循环。为保持每台锅炉在定流量下运行，不受负荷流量变换的影响，燃气采暖热水炉组合（一次侧）通过去耦罐4与负荷侧连接。负荷侧各用户负荷采用流量开关，调整采暖负荷。此系统中的生活热水加热罐9连接在负荷侧，这样可以保证加热水温。
3.2多机并联系统的主要配件选型及作用
3.2.1小松鼠多机并联控制器
是用户通过并联控制器，设定生活热水加热罐温度与采暖供水温度。能自动识别温度传感器并显示相应温度值，具有防冻保护功能，自动控制炉子启停，供暖循环泵及水箱循环泵智能开关的功能，如图2所示:
1）其控制原理:
采暖换热水泵与炉子同步工作，只要有燃气采暖热水炉启动换热水泵就会启动，燃气采暖热水炉全部关闭时换热水泵也关闭。
2）水箱换热控制说明：
当水箱温度≤（水箱设定温度-水箱控制温度）时，并且供水温度≥水箱温度+4℃时，启动水箱水泵，壁挂炉不受水箱换热控制。如果此时供水温度≤水箱温度时，关闭水箱水泵，壁挂炉水箱控制开启，直到供水温度≥水箱温度+4℃时，才停止壁挂炉的水箱换热控制，启动水箱水泵。
当水箱温度＞水箱设定温度时，关闭水箱水泵，取消壁挂炉水箱控制功能，允许壁挂炉采暖控制。
3）采暖控制说明：
当供水温度≤（供水设定温度-供水控制温度）并且壁挂炉水箱换热控制关闭时，启动壁挂炉采暖控制功能。当供水温度＞供水设定温度时，关闭所有的壁挂炉，取消壁挂炉采暖控制。
每次开启的壁挂炉会自动选择启动时间少的优先开启，30分钟轮训一次，这样有效延长壁挂炉使用寿命，并且防止壁挂炉频繁启停。
3.2.2去耦罐（水力分压器）
1）工作原理：
当一个供暖系统中一次循环及二次多回路循环同时存在，一次循环有自身的循环泵，二次的各回路循环系统带有各自的循环泵时，循环泵之间相互影响，造成流量及扬程的不正常。
水力分压器内部能产生一个压力损失近乎为零的区域，它能使一次循环及二次循环相对独立运行；如果一次水流量与二次水流在相互交汇的区域压忽略不计，它们之间则不会相互影响,隔离水力工况,也有排气和排污功能。
这样每一个循环系统的流量只取决于自身水泵的特点，避免因为水泵串联造成的相互干扰。运用去耦罐最大的特点就是能保证一定流量的系统和一个变流量系统共同存在及运行，而这一特点恰好符合供暖的需求。
2）去耦罐选型：为了达到水力系统之间去耦的作用，需要根据系统中流量特征确认去耦罐的口径。以下流量是每个口径入口建议最大流量值，选择口径时应该取一次或二次系统的流量最大流量值为标准：
3）去耦罐安装注意事项：竖直安装，采暖出水（温度较高的水）应该连接在罐的上部。采暖回水（温度较低的水）应该连接在罐的下部。
3.2.3循环水泵的选型
在并联系统中，循环水泵已经在壁挂炉中内置，但在采暖负荷侧或生活热水罐侧都需要增加循环泵。多机并联系统为封闭式水采暖系统，使用到系统的水泵必须为管道泵：关于水泵的选型，我们主要确定水泵的扬程和流量，在这里简单介绍一下水泵的扬程与流量计算：
A、扬程－单位重量流体流经泵时所获得的总能量，〔m〕
扬程=水泵出口压力–水泵入口压力
注：它不含管道水流受摩擦阻力而引起的损失扬程，在选用水泵时，注意不可忽略；
管路扬程（阻力损失）计算公式:
R=50to(Pa/m)（每米管道阻力损失，管路总长度超过米取50，不到米取）
I=最不利环路总长度
ZF=老旧系统取2.8，新系统取2.2
B、流量－单位时间内泵所输送的流体量
流量计算公式：Q
AN=水泵需要供给的供暖面积[m2]
Qspec=每平米面积所需要的热量（南方地区取W/m2，北方超过两层的楼房取
70W/m2，北方最多只有两层的楼房取W/m2，节能型住房取40W/m2
△t=总管路进出水温度差
3.2.4膨胀水箱
作用合适的膨胀水箱在系统中起到稳压和定压的作用，因此膨胀罐的安装位置最好在循环泵的入口处。如此，当循环泵运转以后，系统中各处的压力均高于充水压力，有利于系统的正常运行。
在并联系统中，膨胀水箱已经在壁挂炉中内置，但在有些情况下，如系统容水量过大，也应考虑在系统中增加外置膨胀水箱。在这里也简单介绍一下膨胀水箱容积的计算：
Vexp=V*(ρ2-ρ1）/(1-PP/Pmax)
其中:Vexp-----膨胀水箱容积，L；
V-----系统容水量，kg;
ρ1---系统温度最低时的水的容重，L/kg,10℃的水为1.L/kg;
ρ2-----系统温度最高时的水的容重，L/kg,80℃的水为1.L/kg;
PP-----闭式膨胀水箱预充气压力（绝），bar,(一般为2bar);；
Pmax---系统工作最高压力（绝）（安全阀开启压力），bar,(一般为3bar);
3.2.5多机并联排烟管
根据整个系统所选用机型来确定，管径的大小，保证系统机器进气量，排气量。每台燃气采暖热水的接口都有独立的防倒风装置，避免未运行的机器内存有废气，影响运行时的燃烧状况。烟管可独立拆卸。总排烟管需要从外向内倾斜约3度，最底部需要有冷凝炉收集装置，各支路排气管安装时，不能置于总烟管的最底端，预防冷凝水进入炉子。
4安装多机并联控制器的系统节能对比
测试条件：1.三台24kW壁挂炉并联安装；2.末端采用散热片供暖；3.壁挂炉设置60℃或70℃；4.多机并联控制器设置温度23℃；
测试地点与环境：新疆乌鲁木齐，时间：年11月份，天气：雨夹雪；气温：-5/0℃；室外湿度：78%；房间湿度：31%；
现今，在能源危机和环境危机的双重压力下，节省天然气，不但能减少排放，还能为广大用户节省开支。而安装了多机并联控制器的系统相比节能比最高可达到34.2%，这既符合社会的需求也符合广大用户的需求。
如果以一个采暖季为3个月计算，天然气单价为1.37元/m3，那么使用一个采暖季后，最多可为用户节省燃气费元。
5结语
随着国内市场对大面积供暖、大体积生活热水的需求越来越强烈，如民楼、公寓、医院、桑拿房、酒店等中小型的商用建筑、场所内。因多机并联系统具有灵活多变，运行费用低，投资成本不高，维修保养与操作方便，环保节能效果好等明显优点。在市场上，多机并联方案取代目前常见的1吨以下的蒸气锅炉趋势越来越明显，有广阔的市场发展空间。
但因多机并联系统与单台燃气采暖热水炉相比，所涉及到初期设计、关键配件选型、工程施工更为复杂，只有在合理设计、合理的施工才能充分发挥出燃气采暖热水炉多机并联方案优点。
参考文献
[1]郭全——燃气壁挂锅炉及其应用技术.中国建筑工业出版社.年6月1日.
[2]GB-《燃气采暖热水炉》.
[3]《卡莱菲水力分压器》
本文选自“壁挂炉供暖节能设计安装征文大赛”二等奖作品，转载请注明
作者陈永钊、尹显录
广州迪森家用锅炉制造有限公司
壁挂炉供暖系统节能设计安装征文大赛由广东省燃气采暖热水炉商会组织的面向壁挂炉及相关行业的公益征文活动，目的在于推动行业重视供暖系统，以构建良好的行业生态。预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇