摘 要：文章从高效节能环保出发，分析全预混冷凝式壁挂炉与地板采暖高效结合。并利用全预混冷凝式壁挂炉自身的特点，烟气中的水蒸气只有低于58℃时才有可能冷凝，而低温地板辐射采暖系统以温度不高于60℃的热水为热媒，在加热管内循环流动，加热地板，通过地面以辐射和对流的传热方式向室内供热的供暖方式。本文推荐一种技术成熟的全预混冷凝式壁挂炉与低温辐射地板相结合的采暖系统。
关键词：高效节能；全预混冷凝式；传热系数；地板采暖
0 引言
进入新世纪以来，中国城镇供热体制改革成为社会经济发展的需求，并且在中国已经形成继房改以来的第二次改制浪潮。2000年建设部以76号文件颁发了《民用住宅节能管理规定》，提出了分户热剂量的方向性问题，发出了供暖改革的信号。分户式独立供热产品在中国市场逐步推广应用，这种供热系统的热源由低热值技术的普通壁挂炉、末端由散热器或低温辐射地板采暖组成，大约占据中国分户供热市场份额的95%以上，其主要优点在于可同时满足家庭采暖需求和生活热水需求，较集中供暖相比更节能；不受传统的采暖时间限制，用户可以自主控制室内温度；便于计量收费，供热费用转化为燃气费、电费、水费，解决了物业管理收费难的问题。这种系统同时存在一些需要改进的方面，如用户最关心的运行费用、壁挂炉的烟气排放对环境的影响、系统的运行稳定性等。随着壁挂炉技术的发展，行业将从传统的普通燃烧技术的壁挂炉将逐步向高热值冷凝技术的壁挂炉转变。
针对当前市场上的燃气壁挂炉，从其技术特点、燃烧方式、工艺材料等方面，大致可分为两类产品，其主要性能对比如下：
1.1 普通燃烧技术的壁挂炉
燃烧方式：采用比例调节燃烧器即燃气量可调、进风量不可调的比例调节方式。由于壁挂炉在工作状态下燃气与空气是按比例混合燃烧的，因此，壁挂炉是否可以达到完全燃烧的混合比是至关重要的。在这种完全燃烧的混合比的工况下工作，其燃烧效率高、污染排放指标低。普通燃烧技术壁挂炉的弊端就是由于燃气与空气无法达到完全燃烧的混合比，过量空气系数在部分负荷情况下偏高，因此造成烟气带走的热损失偏大，污染排放物指标较高、热效率在部分负荷下较满负荷工况下偏低。国产产品通常在满负荷下其热效率可在90%左右，小负荷下热效率在85%左右。此类产品排烟温度都在120℃以上，烟气中有害物氮氧化物(NOx)含量约为150～200mg/kWh、一氧化碳(CO)含量约为120～200mg/kWh。
普通壁挂炉主要材质多为铜加铝翅片，使用寿命为10年～15年。由于其技术含量及材料等原因，价格较为适中。目前国内大部分壁挂炉需求用户因其价格和燃气适应性因素，大多采用这类产品。
1.2 全预混冷凝技术的壁挂炉
这类壁挂炉是使用目前世界上先进的冷凝技术，即将烟气中的余热回收利用，其燃烧方式为全预混的比例调节。另外，冷凝壁挂炉的排烟温度最低可降到40℃左右，烟气中水蒸气潜热基本被充分吸收和利用，故其热效率可大于100%，最高可达109%。燃烧更完全，使得能耗很低，环保指标非常好。壁挂炉燃烧室选用不锈钢或硅铝合金材料制造，可以克服酸性腐蚀问题，因此，对壁挂炉回水温度无限制，使用寿命更高达20年以上，环保与节能性能极好。由于材料具有抗腐蚀性，因此可适用于任何采暖系统：散热器、地板采暖、风机盘管。这种产品在西欧市场的使用率在60%左右。
此类壁挂炉满足欧洲最严格的环保排放“蓝天使”标准：
（NOx≤60mg/kWh CO≤60mg/kWh）
2 地板采暖和常规散热器采暖的技术特点对比分析
2.1 地板采暖技术特点
2.1.1 高效节能，运营成本低。
(1)该系统热媒由于采用低温热水(一般在60℃以下)，在输送过程中热量损失小。
(2)该系统可利用余热水、利用电厂等余热或地热能量，有着良好的经济效益。
(3)辐射采暖方式较对流采暖方式热效率高，若按16℃参数设计，可达到20℃的供热效果。
2.1.2 采暖舒适卫生，热稳定性好。
(1)采用地面辐射散热方式，不使污浊空气对流，特别适用于对室内卫生条件要求高的场所。
(2)由于地面层及混凝土层蓄热量大，热稳定性好，因此在间歇供暖的条件下，室内温度变化缓慢，供电实行分时计价后，可节约费用。
2.1.3 室内温度均匀，梯度合理。
一些大跨度建筑，由于空间尺度大，传统的暖气片沿墙布置会带来房间温度不均，采用中央空调系统不但增加设备投入又要增加结构的高度，所以采用常规散热器采暖及空调技术已很难达到预期的效果。
2.1.4 使用寿命长，安全可靠，不易渗漏。
现代管材经过长期静水压实验，连续使用寿命可达50年以上，同时在施工中采用整根管铺设，地下不留接口，消除了渗漏的隐患。
2.1.5 不占使用面积，室内无露明管道，便于室内装修和家具布置。
2.2 常规散热器特点
常规散热器为高温对流散热，与散热器的距离不同温度也不同，人体热舒适性差。同时因为热空气较轻，热量向上浮，房间屋顶温度较高，而人体高度处的温度却较低。为使人感到同等的温度，常规散热器的室内设计温度需要比地板采暖的室内设计温度高2℃左右。在保持相同的采暖要求下，使用地板采暖系统的运行费用通常可以比常规散热器采暖系统降低12%左右。同时散热器本身占据房间使用面积，其管路也影响房屋的装修。
2.3 工程造价比较
各类散热器与地板采暖工程造价概算见表2。
3 全预混冷凝式壁挂炉与地面采暖高效结合的能耗分析
3.1 系统构成
如图1所示，地面辐射供暖系统由：壁挂炉、地面盘管系统（保温板、反射层、钢丝网、地暖盘管、固定卡钉、混凝土找平层等）、分集水器、供回水干管、分区温控系统构成。壁挂炉提供35℃～50℃温度范围内的低温热水，由干管送到分水器，再由分水器输送到各个房间的地面盘管系统。热水在地面盘管内循环流动，将地面加热至28℃左右，通过热辐射和空气热对流向房间输送热量，室内温度可达到20℃以上。分水器的每一个环路都配置了控制阀门，各个房间设有温控器，通过控制相应回路的水流来控制室温，做到最大限度节省能源和运行费用。地暖盘管材料有PEX（交联聚乙烯）、PERT（耐热聚乙烯）、PB（聚丁烯）和PEXAL（铝塑复合管）等。
3.2 采暖系统热效率和节能考虑
按照国内壁挂炉的能效标准GB20665-2006供回水温度为80℃/60℃时，普通壁挂炉满负荷的效率在90%左右，全预混冷凝式壁挂炉满负荷则在99%左右；而根据EN483在供回冷凝式水温度为50℃/30℃时，满负荷效率则为105%左右，最高能达到109%；而供回水温度为50℃/30℃时，刚好满足地板采暖要求，无需让冷凝式壁挂炉运行在低效率的高温段，充分发挥冷凝式壁挂炉的节能作用。单从壁挂炉热效率来看，全预混冷凝式壁挂炉要比普通壁挂炉的热效率高出15%～20%。而地板采暖相对于常规散热器的采暖效率要高出12%左右，全预混冷凝式壁挂炉和地板采暖两者相结合，比普通壁挂炉和常规散热器的结合效率要高出30%左右。全预混冷壁挂炉和地板采暖的结合无疑是最为节能的选择，同时，烟气等污染物的排放也大大降低。
3.3 热源对采暖系统负荷变化的适应性
采暖系统的负荷随着室外温度的变化而变化；同时因使用人群的采暖要求不同，采暖负荷也不同。普通壁挂炉因其自身的燃气和空气调节装置限制了其负荷的适应范围，一般在40%～100%，甚至最小负荷更高。刚开始采暖时，采暖的负荷需求较低，而最冷时采暖负荷需求最大。很难选择一款既能满足各种负荷需求，又能使平均运行费用最低。而冷凝式壁挂炉则很好地解决了负荷的适应性问题，其全预混结构和宽广的调节比例范围更好地适应用户要求和气候变化，其负荷范围一般为30%～100%，最小可以做到20%。冷凝式壁挂炉可以为用户提供更节能、更环保、更能适应特殊情况的热源。
4 结论
近年来，随着房地产市场的大力发展，许多高级住宅已采用分户壁挂炉独立供暖方式，代表了供热采暖的潮流，是理想的居家采暖和热水设备，也必将是大多数房产商和消费者的首选；并且随着国家节能减排政策的深入贯彻、冷凝技术的日益完善以及政府对购买冷凝机的补贴使价格趋于合理化，全预混冷凝式壁挂炉与地板采暖系统高效结合将会在中国采暖市场上得到推广应用。
参考文献
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[2]夏燚,吴世凤,陈松《冷凝式壁挂炉在地面辐射供暖中的应用及其节能环保性分析》2010
[3]JGJ142—2004，地面辐射供暖技术规程[S].行业标准，中华人民共和国建设部.北京：中国建筑工业出版社，2004
[4]德国菲斯曼公司，冷凝产品及系统技术资料
[5]贝卡尔特管理（上海）有限公司,燃烧技术资料
[6]《民用建筑热工设计规范》（GB50176-93）
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