【燃气热水炉】燃气采暖热水器供热系统的节能设计

燃气采暖热水炉是供热系统的热源设备，主要作用是将天然气的能量转化为热量，通过介质“水”传递热量。不同的设计结果、不同的末端配置和末端材料等会影响燃气加热热水系统的传热效率和工作阻力。为了最大限度地提高燃气采暖热水供暖系统的节能，本文提出了以下优化思路。

燃气采暖热水器节能分析

一般大气式燃气采暖热水管道的热效率一般在93%以下，冷凝炉的热效率在107%左右，冷凝效果越高，效率越高。但是，对大气式燃气加热热水来说，热效率越高并不是越好。因为热效率达到93%以上基本需要冷凝。因为吸收烟雾的潜热，根据结构的不同，大气式燃气加热热水炉不允许冷凝现象。

因此，要提高燃气采暖热水管道的热效率，可以保证尽可能充分的传热效果。煤气加热热水，内部循环水流速度不能太晚。否则，燃气供暖热水炉经常启动，换热效果下降，过快会缩短吸热时间，热量达不到设定值就会浪费。热量输入一段时间后，供暖系统的供给回流温差与流量成反比，供给回流温差越小，流量越大，流速越快。供应、汇水、温差可以根据需求设定，但温差设定太大会增加房子的温度波动，影响供暖的舒适度。在实际应用中，供应环水温差应在8K ~ 15K之间。

对环水温差15K的情况，分析了额定热输入为24kW的燃气加热热水炉最大和最小负荷下的水流分别为1376L/h和566L/h。

1)燃气加热热水，出水温度设置为50时，燃气加热热水，流量小于最小动力流量，则燃气加热热水，最低火灾时的返回温差将大于15K，此时出水温度为55(正温差加5)，燃气加热热水可以关闭。当回流温度在35以下时，达到点火设定的启动停止条件，点燃燃气加热热水炉，但此时加热不良水流量小，流速慢，导致机器点火，流出温度达到设定温度，熄火，频繁启动停止。

2)根据15/5泵参数曲线，在最小功率下，水流必须大于566L/h，相对升力为4.5m。15/5泵的最大升力为5米，燃气加热热水系统的阻力约为2米，因此加热系统的水阻力不能大于2米(喷水器等连接器必须确保部分阻力)，如果需要大于2米，则需要单独解决。

3)为了保证节能，煤气加热热水炉需要时启动，不需要时停止工作。可以使用恒温器或煤气加热热水定时功能，在房间里没有人的情况下停止加热。

燃气采暖热水器供热系统节能设计分析

01

供热系统设计

设计阶段主要包括热负荷计算和末端选择。

1)热负荷计算可以根据加热面积热指标确定，也可以通过信封热计算、冷空气入侵热损失等方式确定。

2)末端选择根据管道间距冷却等参数计算每平方需要几米的管道或散热器。加热线圈的热值包括热值和热量损失。不管是上方热量还是下方热量损失，都是从加热管道发出的，所以在管道中输入热量时，必须计算这两部分。(大卫亚设，Northern Exposure，热名言)此外，为了确认地面表面的平均温度是否超过规格要求，还需要过热计算。

02

案例研究

以北京某住宅为例，如果房间面积为120平方米，没有采取节能措施，则加热面积热指标将采用60W/m2，分别计算加热负荷、管道长度、选定管道间距等参数。

1)加热热负荷根据面积热指数法公式计算。

Q=60Wm2120/1000=7.2kW

2)加热面积热指标60W/m2，室内空气温度22，平均水温40，每米4m，120m2需要480m。

3)供暖系统水电阻不能大于2m，水流量平均取1000L/h。查看塑料管道的水力计算表，如果12/16管道，喷水器为6度，每个管道长度为80米，流速为1000L/h为6度，每条道路分为166.5L/h，当12/16管道为162L/h时，流速为管道长度为80米，则水阻力计算如下：

252.280=20656Pa=2.06m

通过以上计算，分为6条道路时，每条道路80米的长水阻力超过2米，设计时每条道路不能为80米，长度可以长也可以短(最短或最长必须在10米以内)，因此要分为7条道路进行系统设计。管道管路分为7度时，如果每条道路的长度为68.5米，流速为143L/h，非摩擦为209.44Pa/m，则管道长度为68.5米时的水阻力为：

209.4468.5=14346.6Pa=1.4m

从而得到设计系统的各种参数和要求，喷水器的各长度不能超过80m，为70m~80m之间的相关系统设计提供了充分的依据，使供热系统各部件的工作条件在理想范围内。

总结

为了最大限度地实现燃气采暖热水炉供热系统的节能，供热设计人员不仅要考虑热源节能，还必须考虑末端如何最大限度地减少热量损失，通过合理计算，确保供热系统各部件工作条件在理想范围内。本文分析了燃气采暖热水采暖系统运行水阻力，提出了最佳设计思路，可供参考。