户式空调系统中的燃气壁挂炉如何选择

摘要：在户式空调系统中采用燃气壁挂炉供暖，才能使系统的户式意义在全年内都得以体现。燃气壁挂炉的选择要特别注意两点：一是其功率的确定；另一是炉内循环水泵的流量与扬程的匹配。由于壁挂炉具有供暖及供生活用热水两种功能，因此其功率取两者中所需之大者，当居住面积不太大，低于300平方米，尤其当水源为地表水的寒冷地区，其功率取决于生活用热水的功率，而不是供暖的功率；而水泵有600～900L/h的流量，0.8～1.6m的扬程，在楼内入住率100？全楼各户都正常采暖时就可满足需要，如果考虑间歇供暖以及入住不足，或上、下、前、后、左、右邻居采暖不同步的影响，水泵流量应为1000～2000L/h，扬程为2.5～10m才更安全些。

随着社会经济、技术的发展，以及社会政治的进步，一种新型的户式空调系统在我国房地产开发中已大量推广使用，顾名思义，就是解决房间冷、暖的系统是每户独立自主的。本公司2003年在某个项目中建成两栋27层共425户近六万平方米的住宅中，就采用了户式空调系统。系统中包括一拖多MRV热泵式冷媒系统(本系统既可在夏季制冷，又可在冬初、冬末时制热、甚至也可在严冬时制热)和冬季主要用的壁挂炉供暖系统。在厅和卧室等主要房间内系统的末端装置选用双热源风机盘管(冷媒、热水各走各的盘管)，但在厨房、厕所只考虑用散热器冬季取暖。

该系统之所以推广如此之快，就是因其有以下的优点：

最突出一点就是为住户提供了居住舒适的自主权——制冷、制热的开启、停止时间、室内温度的高低均有自己决定;其次是室内系统管路(包括冷媒、热水各两根和冷凝水管一根)均在屋顶下布置，地面上无管道，便于房间内的布置;再者是室外机一户一个，同户型的型号、大小上下统一，且少去分体空调排凝结水管(凝结水管在室内集中排入卫生间)，因此，安装好后，建筑物外立面非常整齐、美观;还有，简化了管道建设安装——室外小区和楼内到各户省去了两根供回热水管道，只有煤气、自来水管各一根即可。这样，不仅减少了管道安装量，而且减少日后管道维修量;最可贵的是解决了采暖收费困难的问题。在这种系统内，制冷、采暖用电和煤气都用磁卡计费，只有先交费买了电、煤气，插卡后系统才能运行，否则，系统将无法运行。

户式空调系统涉及到空调室外机、室内机、燃气壁挂炉、散热器以及系统管材、管件等的选择问题。户式空调系统在冬季也可实行集中供暖，这时其“户式”意义却大为失色，只有采用壁挂炉供暖，才使其“户式”的意义在全年内都得以体现。因此只有正确选择燃气壁挂炉才能充分展示户式空调系统的优点，在此，本文仅介绍如何选择壁挂炉。工程实践证明，选择壁挂炉要突出注意两方面：一是其功率，二是其所配循环水泵的流量与扬程。

壁挂炉的功率确定

由于燃气壁挂炉均具有供暖和供生活用热水的双重功能，因此其功率取两者所需的大者。近几年来居住建筑都严格执行节能标准，外围护物保温性能明显提高，采暖热指标显著下降，一般一百多平方米三居室的功率10KW采暖用绰绰有余，然而生活用热水所需功率却很大，特别是当水源为地表水时，水温随室外温度变化而变化，在冬季最冷时水温接近0℃，如北京使用密云水库水作水源的区域，冬季洗菜时很扎手，比地下水的10～15℃低很多，8L/min产热水量所需功率为

N=L·C·(tk-t0)/60----(1)

式(1)中，N—壁挂炉加热生活用水所需功率，KW;L—壁挂炉每分钟产热水量，L/min，取L=8;C—水的比热，kj/kg·℃,取C=4.19;tk—热水温度，住宅内带有淋浴器的浴盆水温要求40℃[1];t0—自来水温度，当水源为地下水时，取t0=10～15℃，地表水t0=0～4℃;60—一分钟的秒数。将上述各值代入式中得：当水源为地下水时N=14～17KW;水源为地表水时N=20～22KW。考虑住户使用浴盆，加热热水需要一段时间，因此壁挂炉功率选择的比计算值还要大些，为24KW。

当户型面积在300平方米以上时，为稳妥起见，还应对采暖所需功率进行计算，与上述结果进行比较，然后取其中大者。但也可以上述结果用采暖负荷指标验算其结果是否满足采暖。验算公式如下：

q=N×1000/F·K1·K2·K3----(2)

式(2)中，N—已计算出生活用热水所需的功率，KW，在本工程实践中选N=24KW;F—住户的套内面积，㎡，本人实践过工程中最大户型L，套内面积F=113.4㎡;K1—对于套内面积所要考 虑公摊面积的系数，对于多层住宅取1.1～1.2，而对高层取1.2～1.35;K2—考虑间歇供暖的安全系数，取1.2～1.25;K3—由于使用了户式空调系统，所以应考虑上、下、前、后、左、右邻居采暖不同步的安全系数，该取值波动范围很大，尤其当邻居出门在外根本不取暖时，其值有可能大到2～3。将上述各值代入式(2)中得出结果，负荷指标q值在45～70W/㎡之内或大于70W/㎡时(q值见参考文献[2]、[3]、[4])，壁挂炉的功率即可按式(1)计算的结果选择。当采用采暖负荷计算结果同热水供应的结果比较时，应该是采暖计算负荷要乘以上述三个安全系数的值。总之，在选择壁挂炉的功率时，决不能冒然以采暖计算负荷的结果来确定，否则很有可能不能满足生活用热水。

壁挂炉内水泵流量与扬程的确定

-1、水泵流量由下式计算得

L=3.6·K1·K2·K3·Q/△t·C·r----(3)

在式(3)中，L—水泵的计算流量，l/h;K1、K2、K3同式(2);△t—供回水平均温差，℃，在此取△t=10;C—水的比热，KJ/Kg·℃，其值为4.19;r—水的比重，Kg/l;其值为1;Q—计算户型的采暖计算负荷，W，一般应按采暖负荷计算方法得出结果，当然也可用负荷指标来估算：

Q=q·F----(4)

式(4)中，Q—计算户型的采暖计算负荷，W;F—户型的套内面积，㎡;q—采暖负荷，指标W/㎡，在文献[2]中已阐明q可取45～50 W/㎡。在此以本人实践的工程中最大户型L为例，其套内面积F=113.4㎡，其中包括厅、卧室两个、卫生间两个、书房一个、工人房、厨房各一间。

当K1=1.24，而K2=1.0，1.2，K3=1.0，1.2，1.5，2.0，2.5，3.0不同情况下计算结果列入表1中。

2、水泵扬程的确定。

还以L户型为例。该户型的供暖系统从壁挂炉连接各末端装置干管为DN25，而卧室、书房双热源风机盘管KRS-25N，而厅内为KRS-50N，其支管一律为DN20，而厨房、卫生间、工人房散热器支管均为DN15，经计算当系统流量为600L/h时，最不利环路总阻力为7360Pa，其中包括最远端卧室风机盘管KRS-25阻力为915Pa，支管阻力57.70Pa，最不利干管阻力1458Pa，壁挂炉阻力4703.30Pa。因此本系统对于表中不同情况下流量的阻力应为HX=(LX/L0)2·H0----(5)

式(5)中，L0、H0—当流量L0为600l/h流经该系统时最不利环路的总阻力H0值为7360Pa;

LX、HX—当流量为LX流经该系统时最不利环路的总阻力值为HX。

将按(5)计算结果列入表1中。

L户型在K1、K2、K3不同值下，水泵所需流量、扬程表1

计算户型的套内建筑面积采暖计算负荷(W)

Q=F·q-=113.4×50=5760W

考虑邻居采暖不同步的安全系数K31.01.01.21.52.02.53.0

考虑间歇供暖的安全系数K21.01.21.21.21.21.21.2

考虑公摊面积的安全系数K11.241.241.241.241.241.241.24

K1·K2·K31.24001.48801.78562.23202.97603.72004.4640

实际采暖负荷(W)

K1·K2·K3·Q72655168742109225311

水泵所需流量(l/h)645018122175

水泵所需扬程

Pa

mm水柱7460

76110743

109515470

157824172

246542972

438267144

684796687

9859

备注邻居入住100%且采暖同步。连续供暖邻居入住100%且采暖同步。间歇采暖邻居入住100%但采暖个别不同步。间歇供暖个别邻居没入住或外出而不取暖。间歇供暖约一半邻居没入住或外出而不取暖。间歇供暖一多半邻居没入住或外出而不取暖。间歇供暖邻居几乎没有入住或外出都不取暖。间歇供暖

从表1中可以看出：

壁挂炉的功率由生活用热水确定的功率，当户型面积为一百多平方米，楼内100%入住，且都正常供暖时用于采暖 绰绰有余，相当于采暖计算负荷的4倍以上。

对于楼内100%入住，且上、下、前、后、左、右邻居同步影响不明显时，水泵流量600～900l/h，扬程为0.8～1.6m水柱，基本能满足要求。而当楼内入住率低上、下、前、后、左、右邻居影响很大时，水泵的流量为1000～2000l/h，扬程2.5～10m时更安全些，而且能将炉内热量充分输送出去，各个风机盘管的额定流量也能满足，可以开高挡风，室温升得快。

3、对于外保温的住宅，为减少邻层的不利影响，除外围护物适当做一些内保温外，内隔墙(户之间)两侧也应适当喷涂15~20mm聚氨酯，尤其应在楼板上应铺20~30mm聚氨板或在顶板下喷涂15~20mm聚氨酯。这点对使用户式空调系统的用户尤为重要，该种系统有个致命的缺点，就是主要房间冬天取暖都是风机盘管送热风，热空气飘在上面，当上下邻居都入住，又都正常采暖，该缺点显不出来;一旦上下邻居，尤其是下邻居不正常采暖或不采暖，缺点就凸现出来，既是室内温度达到要求，但由于地板冷，而感觉不舒适。在入住初期，此问题常带来很多麻烦，很容易招致住户投诉。

参考文献

[1]陈耀宇等主编建筑给水排水设计手册中国建筑工业出版社1999年4月

[2]黄鑫如何合理确定电蓄热供暖蓄热水箱的容积全国暖通空调制冷2000年学术年会资料集

[3]黄鑫居住建筑热指标 全国暖通空调制冷1996年学术年会论文集

[4]全国民用建筑工程技术措施暖通空调·动力中国计划出版社2003年