快速燃?xì)鉄崴鲗?shí)現(xiàn)熱水零等待的實(shí)踐探索

(南京高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校,南京 210019)

0 引 言

隨著人民生活水平的日益提高，在以前解決生活熱水的供應(yīng)欠缺基礎(chǔ)上，大家對(duì)家庭生活熱水需求提出了全新的要求，希望能夠?qū)崿F(xiàn)即開(kāi)即用“零等待”的舒適性要求。對(duì)于有足夠的安裝空間儲(chǔ)熱水箱，使用空氣源熱泵熱水器、容積式燃?xì)獗趻鞝t、熱管式太陽(yáng)能熱水器等本身有儲(chǔ)熱水箱的生活熱水設(shè)備的大戶(hù)型家庭來(lái)說(shuō)，在儲(chǔ)熱水箱和生活熱水供應(yīng)點(diǎn)最遠(yuǎn)端之間加設(shè)一根循環(huán)管、一臺(tái)循環(huán)泵及一套控制系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)。而對(duì)于使用普通燃?xì)鉄崴鳌⒓礋崾饺細(xì)獗趻鞝t等快速燃?xì)鉄崴鞯男?hù)型用戶(hù)來(lái)說(shuō)，由于沒(méi)有儲(chǔ)熱水箱，無(wú)法直接加設(shè)生活熱水循環(huán)系統(tǒng)，從而無(wú)法提供即開(kāi)即用的生活熱水。用戶(hù)在使用生活熱水過(guò)程中，必須先放掉存留在熱水管道中的冷水，等待一段時(shí)間后才能夠有生活熱水出來(lái)，不僅會(huì)浪費(fèi)大量的水資源，也帶來(lái)使用中的不便。這種弊端對(duì)于廚房與衛(wèi)生間布局間隔較遠(yuǎn)的用戶(hù)來(lái)說(shuō)更為明顯。

1 直接增加循環(huán)泵

借鑒帶有儲(chǔ)熱水箱的生活熱水循環(huán)系統(tǒng)，提出了“循環(huán)泵+燃?xì)鉄崴?循環(huán)管”的熱水循環(huán)形式的設(shè)想，如圖1所示。這種形式是在原有生活熱水管道系統(tǒng)中增加一根連接生活熱水最遠(yuǎn)端用水點(diǎn)和燃?xì)鉄崴骼渌M(jìn)入管之間的循環(huán)管，在循環(huán)管上加裝一臺(tái)小功率屏蔽泵而組成。考慮到自來(lái)水、熱水和循環(huán)水的流向問(wèn)題，在管路系統(tǒng)中加裝了單向閥1和單流閥2。當(dāng)沒(méi)有生活熱水需求時(shí)，為了保障熱水管道中的水溫不至于太低，循環(huán)泵按照循環(huán)泵可以按照定時(shí)、定溫、手動(dòng)等三種模式運(yùn)行。在定時(shí)運(yùn)行模式下，循環(huán)泵可以分為白天和夜間兩種形式，按照預(yù)先設(shè)定的不同運(yùn)行間隔模式供用戶(hù)根據(jù)對(duì)熱水溫度的偏好、熱水最遠(yuǎn)端用水點(diǎn)的距離等情況進(jìn)行選擇。循環(huán)泵也可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定的溫度進(jìn)行運(yùn)行，當(dāng)生活熱水最遠(yuǎn)端用水點(diǎn)的溫度低于設(shè)定的最低溫度時(shí)，循環(huán)泵運(yùn)行，達(dá)到最先設(shè)定的最高溫度時(shí)，循環(huán)泵停止運(yùn)行。循環(huán)泵運(yùn)行時(shí)，水流按照“循環(huán)泵→燃?xì)鉄崴鳌鸁崴堋鷨蜗蜷y→循環(huán)管→循環(huán)泵”的流向在封閉的環(huán)路中進(jìn)行流動(dòng)，觸發(fā)燃?xì)鉄崴鲀?nèi)部的水流開(kāi)關(guān)，使熱水器短時(shí)間運(yùn)行，將熱水管中的冷水置換為熱水以確保熱水管道中的時(shí)刻存在不低于一定溫度的熱水。當(dāng)打開(kāi)用水點(diǎn)的熱水龍頭需要熱水時(shí)，水流按照“自來(lái)水管→單向閥1→燃?xì)鉄崴鳌鸁崴堋盟c(diǎn)”的流向流動(dòng)，進(jìn)入燃?xì)鉄崴鞯淖詠?lái)水觸發(fā)水流開(kāi)關(guān)使之點(diǎn)火運(yùn)行，循環(huán)泵不管是否在運(yùn)行都停止運(yùn)轉(zhuǎn)，用水點(diǎn)水龍頭打開(kāi)的同時(shí)就有滿(mǎn)足一定溫度的熱水流出，實(shí)現(xiàn)生活熱水的零等待。

圖1 直接增加循環(huán)泵系統(tǒng)

這種直接增加循環(huán)泵的熱水循環(huán)形式在實(shí)際使用過(guò)程中，循環(huán)泵的每一次運(yùn)轉(zhuǎn)都會(huì)引起快速燃?xì)鉄崴鞯狞c(diǎn)火運(yùn)行，勢(shì)必造成由于頻繁點(diǎn)火而使得設(shè)備壽命縮短、影響采暖效果等現(xiàn)象。

2 加設(shè)緩沖水箱減少頻繁啟動(dòng)

針對(duì)上述系統(tǒng)中涉及到的設(shè)備頻繁啟動(dòng)問(wèn)題，提出“燃?xì)鉄崴?緩沖水箱+循環(huán)泵+循環(huán)管”的設(shè)想，如圖2所示。這種形式的循環(huán)系統(tǒng)主要是在燃?xì)鉄崴骱陀盟c(diǎn)之間安裝了一個(gè)4～8 L的緩沖水箱，當(dāng)沒(méi)有熱水需求且緩沖水箱中的水溫不低于最低預(yù)設(shè)溫度時(shí)，水流在循環(huán)泵的作用下在用水點(diǎn)和緩沖水箱之間流動(dòng)，既能滿(mǎn)足熱水管道中有滿(mǎn)足最低溫度的熱水，又不至于頻繁啟動(dòng)燃?xì)鉄崴鳌榱诉M(jìn)一步控制水流方向，加裝了兩個(gè)單向閥和一個(gè)電動(dòng)三通閥。

圖2 帶有緩沖水箱的循環(huán)系統(tǒng)

當(dāng)循環(huán)泵按照控制器的指令運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電動(dòng)三通閥的AB連通，水流按照“循環(huán)泵→三通閥→緩沖水箱→熱水管→單向閥2→循環(huán)管→循環(huán)泵”流向流動(dòng)，滿(mǎn)足熱水管中有符合需要的熱水，不會(huì)造成燃?xì)鉄崴鼽c(diǎn)火運(yùn)行。經(jīng)過(guò)多次的熱水循環(huán)之后，緩沖水箱中的熱水溫度也會(huì)逐步降低。當(dāng)緩沖水箱里面的熱水溫度低于設(shè)定的溫度時(shí)，循環(huán)泵運(yùn)轉(zhuǎn)，電動(dòng)三通閥的AC連通，水流按照“循環(huán)泵→三通閥→燃?xì)鉄崴鳌彌_水箱→熱水管→單向閥2→循環(huán)管→循環(huán)泵”的流向流動(dòng)，循環(huán)加熱緩沖水箱和熱水管中的熱水，直到緩沖水箱中的水溫達(dá)到預(yù)設(shè)的最高溫度為止。當(dāng)用戶(hù)打開(kāi)用水點(diǎn)熱水龍頭時(shí)，循環(huán)泵不管是否在運(yùn)行都停止運(yùn)轉(zhuǎn)，電動(dòng)三通閥AC連通，水流按照“自來(lái)水→單向閥1→三通閥→燃?xì)鉄崴鳌彌_水箱→熱水管→用水點(diǎn)”的流向流動(dòng)，為用戶(hù)“零等待”提供生活熱水。

這種形式的熱水循環(huán)系統(tǒng)由于緩沖水箱的存在，可以減少燃?xì)鉄崴饔捎谘h(huán)泵運(yùn)轉(zhuǎn)引起的頻繁點(diǎn)火。但是多次循環(huán)后，隨著緩沖水箱中水溫的下降，依舊需要啟動(dòng)燃?xì)鉄崴鬟M(jìn)行加熱，沒(méi)有徹底解決燃?xì)鉄崴鞯狞c(diǎn)火運(yùn)行次數(shù)較多的問(wèn)題。

3 增加加熱裝置保障水箱溫度恒定

在上述形式的熱水供應(yīng)方案中，緩沖水箱中水溫下降過(guò)多時(shí)，即使沒(méi)有生活熱水需求，燃?xì)鉄崴饕琅f需要點(diǎn)火運(yùn)行。對(duì)此作出了“燃?xì)鉄崴?緩沖水箱(帶電加熱裝置)+循環(huán)泵+循環(huán)管”的構(gòu)想，如圖3所示。這種形式是上述方案為基礎(chǔ)，在緩沖水箱中加裝了電加熱裝置改造而成的。

圖3 帶有電加熱及緩沖水箱的循環(huán)

當(dāng)緩沖水箱中的溫度因多次循環(huán)而達(dá)到預(yù)設(shè)的最低溫度時(shí)，電加熱裝置在控制器的作用下開(kāi)始工作，直到緩沖水箱中的水溫達(dá)到預(yù)設(shè)的最高溫度為止。這種形式既可以滿(mǎn)足緩沖水箱中水溫的相對(duì)恒定，又不至于引起燃?xì)鉄崴鞯狞c(diǎn)火運(yùn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，借助緩沖水箱在滿(mǎn)足客戶(hù)“即開(kāi)即用”零等待的同時(shí)可以大幅度減少快速燃?xì)鉄崴鞯狞c(diǎn)火頻率，在緩沖水箱加設(shè)電加熱裝置后，在滿(mǎn)足客戶(hù)對(duì)生活熱水的高要求的同時(shí)確保燃?xì)鉄崴O(shè)備只有在客戶(hù)使用生活熱水時(shí)才進(jìn)行點(diǎn)后運(yùn)行，進(jìn)一步減少點(diǎn)火頻率延長(zhǎng)了燃?xì)鉄崴鞯氖褂脡勖档驮胍粑廴尽?/p>