陳紅峰(新疆維吾爾自治區特種設備檢驗研究院,新疆烏魯木齊830011)
常壓與承壓熱水鍋爐供暖系統效果的對比分析
陳紅峰(新疆維吾爾自治區特種設備檢驗研究院,新疆烏魯木齊830011)
同蒸氣采暖相比,熱水財奴昂有很多優點,而在熱水供暖系統中,熱水鍋爐為其中的重要設備之一。文章通過下文對比分析了常壓和承壓熱水鍋爐供暖系統效果,目的是為供暖工程設計提供一定的幫助。
Compared with steam heating,reshuicai has many advantages,and in hot water heating system,hot water boiler is one of the important equipment.Through the comparative analy?sis of the effect of atmospheric pressure and pressure hot water boil?er heating system,the purpose is to provide some help for heating engineering design.
常壓與承壓;熱水鍋爐;供暖系統;效果對比
供熱平穩、維護費用低、供暖范圍廣、儲熱量大、供熱穩定是熱水采暖系統的主要特征。所以,在我們國家,熱水鍋爐應用量逐漸增。而依據壓力劃分,又可以分為常壓和承壓兩種。那么,為了選擇應用效果最優一方,需要對比分析二者的應用效果。
承壓熱水鍋爐需要安裝安全閥、溫度計和壓力表等裝置,因為長期在滿水狀態下運行鍋爐,因此,不用將水位計設置出來;對應的,常壓熱水鍋爐僅設計了溫度計與水位計,由于鍋爐和大氣相聯,大氣壓力為鍋爐內的主要壓力,爆炸危險系數低,因此,不用安設安全閥,也不用將壓力表設置出來。
2.1 對比應用場所供暖效果
承壓熱水鍋爐不但可以提供高溫水,還可以提供低壓水。而常壓熱水鍋爐可以將低于100℃的低溫水提供出來。以前生活小區或者很多企業都開始應用低溫熱水鍋爐裝置供暖。隨著城市規劃速度的加快及生產技術的發展,漸漸的提升了節能與環保要求,現階段已經向高溫熱水鍋爐轉變。因為常壓熱水鍋爐有著較低的出水壓力,因此,在高層建筑采暖系統及高溫采暖系統中不合適應用這種鍋爐裝置。
但是,因為常壓鍋爐不存在爆炸的危險性,不受先行規范、標準、和鍋爐規程的影響,可以在地下室內進行安裝,特別是可以安裝在人口密集的地下室內,比如,商店、浴池、旅館等場所的地下一層,這樣就能夠將常壓鍋爐的優勢顯示出來。
2.2 具體的供暖效果分析
在供暖條件相同的情況下,容量相同的常壓熱水鍋爐的室內溫度要低于承壓鍋爐系統,供暖效果比較差,所以,一定要應用低溫長供暖運行策略。
相關研究人員按照熱傳熱理論,計算分析了常壓鍋爐與承壓鍋爐的供暖參數,論述了二者的取暖效果。在環境條件相同的情況下,常壓鍋爐供暖設備的散熱功能只為承壓鍋爐供暖設備的的80%,在供暖條件相同的情況下,通過常壓鍋爐供暖裝置的溫度要比承壓鍋爐供暖裝置的溫度低10℃。
為了弄清楚兩種供暖系統在供暖方面存在的差異,有必要簡化與限定系統,將以前一個承壓鍋爐供暖裝置改成常壓鍋爐供暖裝置。不改變系統,只是改變鍋爐,假設將明裝的鑄鐵四柱813散熱器安裝到該系統中,所以,散熱器會以對流與輻射的方式散熱,由于對流散熱與輻射散熱效果是相同的。因此,供熱介質品質如何,對輻射散熱效果會產生較大影響,就散熱器裝置而言,用下面的公式表示其散熱量:
KΔTβ1β2β3=Φ
在這個式子中,傳熱系數用K表示,散熱器面積用A表示,傳熱溫差用△T表示,散熱器片數修正系數用β1表示;管道內水冷卻系數用β2表示;散熱器裝置方式修正系數用β3。
就813型的鑄鐵四柱散熱器而言,用以下公式可以表示出每八片傳熱系數:2.047ΔT0.35=K
在這個式子中,可以按照以下方式計算△T=12(t′+t″)-tn
按照系統熱平衡,鍋爐會將功率相同的熱能提供給用戶,并且,系統的散熱量等于其具體供熱數值,如果在承壓鍋爐供暖系統基礎進行研究,這樣就會發現有一定的變化出現在常壓鍋爐供暖系統的溫度中,通過上述公式計算得知,tn=6℃,這就表明,在供暖條件相同的條件下,用承壓鍋爐供暖系統的室內溫度要比常壓鍋爐供暖系統的溫度高10℃。
供暖的品質指標即為供暖的室內溫度,通過上述分析能夠得知,供暖的效果在某種程度上是由供暖介質所決定的,這也是常壓鍋爐供暖裝置效果不達標的主要原因,從另一個方面去分析,為了實現相等的室內采暖溫度,確保室內有相同的散熱量,這樣,就應該將常壓鍋爐供暖系統的供熱時間延長,而這一點通過實踐也可以得到證明。
然而,在對全新的常壓鍋爐供暖系統進行設計時,需要保證與提升室內的供暖溫度,處理應用最合理的水利工況和散熱器連接方式以外,盡量采用傳熱效果優越的散熱器及適當的控制散熱器數量。換言之,不可以套用常規的承壓鍋爐供暖系統的設計策略。
承壓鍋爐供暖設備有著循環水泵要求小、應用范圍廣泛、供熱效率高的優點,而常壓鍋爐供暖設備具有運行成本低、系統構造簡單、設備危險性小的有點。可以說,這兩種鍋爐都有優點。文章通過上文主要分析了它們的不同共患效果。從而為相關單位及個人更好的選擇適合自己的鍋爐而提供幫助。
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