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常见壁挂炉采暖、热水系统错误(03):室温控制与锅炉控制没有有效联动

发布时间:

这个常见错误来到了第三篇,前两篇的链接如下:

常见壁挂炉采暖、热水系统错误(01):壁挂炉采暖系统没有自动室温控制措施 - 知乎 (zhihu.com)

常见壁挂炉采暖、热水系统错误(02):没有根据系统大小选择合适的室温控制措施 - 知乎 (zhihu.com)

我们接着聊。

在两篇里,我们提到了两个和室温控制相关的常见错误,那么稍微延伸一步就是室温控制与锅炉控制的有效联动。

错误描述:

在壁挂炉采暖系统中,虽然设置了房间温度自动控制装置,例如地板采暖温控器或者散热器恒温阀,当室温控制与锅炉控制之间没有有效联动,大白话就是室温控制与锅炉控制各自为政,相互割裂。

错误分析:

当出现这种割裂的时候,如果天气寒冷或者大部分房间还需要供暖的时候,室温控制控制供暖的回路打开的时候,不会出现太大的问题。 但是如果说所有的房间温控都处于关闭状态的时候,就会出现严重的问题。

可能有的朋友会说,这种所有房间都没有功能需求的时候,所有房间温控器都关闭的状态很少发生,因此即使有后果,也不怕。

但是实际上,这种所有房间都没有采暖需求,温控器都关闭的经常发生,而且会在壁挂炉总体运行时间中占有相当比例。 例如:

  1. 在北方由于建筑保温较好,在室外气温不是很低的情况下,很容易所有的房间都到达设定温度,从而所有的房间温度器都控制各自供热回路关闭。 这种情况在地板采暖系统中发生的可能性会更大,因为地面水泥垫层是优良的蓄热体。
  2. 南方虽然目前建筑保温条件相对较弱,但随着近年来建筑结构保温的改善,很多新建建筑的保温实际上也已经非常好。 同时随着南方采暖普及率的提高,对邻居的户间传热也会越来越小,这也就意味着也会出现类似北方的情况。
  3. 同时南方客户有间歇使用采暖系统的习惯,人不在家的时候,就不开采暖。 或者是只开有人停留的房间,当这少部分开启采暖的房间一旦达到温度,那么就意味着所有的房间都没有供热需求了。所有的供暖回路就关闭了。


当所有的房间都没有供热需求了,而由于室温控制和锅炉控制是割裂的,那么没有人去通知锅炉该停止燃烧,锅炉还在傻烧主管路里的那一点点水,由于没有热量传递到地暖或者散热器,所以就会很快到达温度停机。 而等主管路的水冷却后,又会重新开始点火燃烧,如此反复点火燃烧。

错误危害:

从前面的分析,我们可以得到这个错误的第一个危害,就是容易导致频繁启停。锅炉频繁启停,会造成能耗上升和锅炉的使用寿命缩短,以及故障增加。 锅炉每次启停,都要进行前吹扫和后吹扫,都会带来额外的能量损失。 同时是我们家用锅炉多为低热容的设计,锅炉内的水容量有限,锅炉结构本体本身的热容也有限,反复启停会导致锅炉炉体反复经手热冲击,导致炉体的寿命缩短。 我在知乎上也答过一篇,大家可以参考。

如何防止燃气壁挂炉频繁启停 - 知乎 (zhihu.com)


除了以上的危害之外,我们还可以稍微延展一下,这里可以稍微多谈一点壁挂炉的温控逻辑:

壁挂炉通常有三道温控

  • 第一道温控是正常温度控制,例如壁挂炉设定为60度出水温度,当水温超过60度一定范围(各家壁挂炉设定不同,有些壁挂炉可以设置这个超温幅度)后, 锅炉就会停机,但不会报故障码,等水温下降后,锅炉会再次点火。
  • 壁挂炉还有第二道温控,叫做最高温度限制,例如85度(各家壁挂炉设定不同,有些壁挂炉可以设置这个最高温度),到达这个温度后,壁挂炉停机,并会报故障码,但是这个故障码在锅炉水温下降后,大部分的厂家会设置自动消除,恢复正常工作,这种报故障码,专业术语叫做易失性锁定。 这样设置的初衷是避免频繁的手工消除故障码,导致售后量增加。
  • 锅炉还有最后一道温控,叫做过热保护。国家标准规定是不高于110度。当锅炉水温到达这个温度后,锅炉会报故障码,这个故障码必须手动清除,锅炉才能回复正常运行,专业术语叫非易失性锁定。 这道温控是为了保护用户的人身安全,所以比较严格。


如果锅炉出现傻烧主管段中的水,首先是会到达第一道温控,出现频繁启停。 这个只会带来能耗和寿命问题。

如果说这时候锅炉里的流量很小(系统设计不合理,没有外置压差旁通或者去耦罐保护锅炉),那么锅炉水温就会冲到第二道温控,报故障码。 这时候虽然没有安全风险,但是少不了要增加终端用户的困惑,安装商也要做售后或者费口舌解释。

如果客户或者安装商,这时候没有等待锅炉冷却,就手动消除到达第二道温控限值所报的故障码,反复强迫锅炉燃烧,那么在极端情况下,某些锅炉就会冲到第三道温控限制,从而造成一定的风险,很多时候客户会要求安装商上门进行售后服务。

我在工作中真碰到过一例,工人师傅在调试的时候,没有打开系统阀门,锅炉停机后,不等锅炉冷却,又反复强迫锅炉点火,最后触发了103度的高温过热保护,把工人吓得够呛。

关于如何从系统层面如何防止锅炉出现这种极端情况,一方面可以从对工人和用户加强教育或信息传递解决,一方面也需要从系统层面解决,这个推荐大家去看我的网课,我们有一个专栏《如何搭建壁挂炉采暖系统,从70到500平方米》,里面对如何从系统构建层面,保护锅炉,也有详细的论述。 同时,在后续的这个系列汇总,我也会再写一篇关于在保护壁挂炉方面常见错误的专题。


纠正措施:

如果从总体来说,就是要把室温控制和壁挂炉有机联系起来。 实际上,我们可以把壁挂炉采暖系统中的控制理解成三个层面:最外层是室温控制,中间层是系统控制,内层是锅炉自身的控制。 中间层起着连接最外层的室温控制和壁挂炉自身控制的作用。 有了这样一个结构性的框架,我们就可以按不同大小的系统挨个来说可以采取哪些措施。

小户型:

  1. 在本系列的上一篇,实际上我们建议小户型采用分户温控,全屋一个总温控控制锅炉即可。 那么这个全屋的总温控,来控制锅炉,他实际上就是室温控制和系统控制二合一的。 就解决了这个问题。
  2. 这类全屋总温控,如果更进一步,将普通的通断控制on-off控制器(根据室温简单控制壁挂炉启停)改为对锅炉为数字通讯的温控器,例如Opentherm温控器或者部分厂家的私有总线温控器,那么就可以实现根据室温以及室温的变化速率,来调整壁挂炉的出水温度,那么室温控制就与锅炉的内部控制在更深层次上带来了连接,从而可以实现更低的能耗、更舒适的房间温度感受。
  3. 小户型系统示意图如下:




中等户型或者大户型:

通常我建议把36kw作为这类户型的上限,区分地暖、散热器和混装系统,在本系列的上一篇中,我推荐在这类系统中,采用分室温控,在分式温控的前提条件下,在我们分情况来说:

  1. 地暖系统:
  • 非常简单,就是增加一个地暖联动控制器的事情,这个地暖联动控制器就是一种最基础的系统控制,把室温控制和锅炉自身控制联动起来。
  • 具体产品工作原理就不细说。系统图如下:



2. 散热器系统:

  • 散热器系统采用分室温控,比较常见的做法是每组散热器都做一个自力式散热器恒温阀,而自力式的散热器恒温阀,就没法与锅炉发生关系。这时候就需要在分室温控的基础上,再给锅炉做个总温控,这个温控器可以作为典型房间的温控器使用,虽然与房间里的自力式恒温阀,在某种程度上有点冲突,但是它起到了把房间温度控制和锅炉内部控制联系起来的作用。 两害相权取其轻,在少许的室温控制矛盾与壁挂炉频繁启停之间,对后者进行防止,作用更大,只是稍微有点缺憾罢了。 系统图示意如下:


  • 那么新一代的电子散热器恒温阀出现以后,尤其是带有无线通讯功能的电子散热器恒温阀出现后,那么就可以完美解决上面的缺憾。 年前我测试了一下我自己担任技术顾问的一家公司的产品(这也是写文章的利益冲突说明,我也一直秉持这个原则,写技术文章的时候,如果涉及我自身的利益,有潜在的利益关系时,会特意说明),组了个小方案,也做了个测试的小视频,一直没有时间剪辑发布。在这个方案中,用智能的无线电子散热器恒温阀和一个无线锅炉联动模块,就实现了室温控制与锅炉内部控制的联动,当所有散热器恒温阀都关闭时,联动锅炉关闭。
  • 系统图示意如下:

3. 混装系统:

  • 地暖部分,仍然采用联动控制器,解决地暖部分的室温控制与锅炉的联动关系
  • 散热器部分,如果采用自力式散热器恒温阀,那么可以引入一个区域室温控制器,最后与地暖部分的联动控制合并起来,一起去联动控制锅炉。
  • 当然如果散热器部分采用前面提到的智能无线散热器恒温阀和锅炉联动模块,也可以和地暖部分的联动控制器合并后,一起去联动控制锅炉

这里是华丽的手工分割线,以上部分对于专业读者和普通消费者,都可以看看。 但是分割线以下内容,对于普通消费者来说,哪怕是技术极客,也有点难度,建议感兴趣的专业读者看。


超大户型:

通常我建议把>36Kw的系统,采用36kw(不含36kw)以上锅炉的系统,作为超大户型来对待。 那么可以有两种做法:

  1. 如果做比较高端和技术难度较大系统,可以采用锅炉厂家的专用系统控制器,或者第三方厂家的系统控制器。 这是一种非常欧式的做法。
  • 大的锅炉厂家,都有这类控制器,或者扩展控制模块。
  • 市场上也有一家德国第三方控制企业,提供类似产品,我个人很喜欢他们的产品,功能比锅炉厂家自己的系统控制器或者控制模块更强大,可玩度更高。
  • 有了这些系统控制器,这些系统控制器都可以连接区域温控器,并根据区域温控器所反映的房间温度,去控制电动三通混水泵站或二次水泵,再进一步去联动锅炉启停,甚至控制锅炉的出力或者出水温度。
  • 但是需要指出的是,这种做法一方面是需要增加投资,某些锅炉厂家的系统控制器或者控制模块卖得死鬼,而我们国内用户对于系统的价值没有认知,所以说服用户去花钱购买这类系统控制器,是有点难度的,尤其是市场主流是拼价格的时候。
  • 另一方面,这类系统对于安装商、零售商的技术能力是有要求,设计、安装、调试都要求对产品和系统有深刻的技术理解,而且能把这种技术的价值传递给消费者,这种技术能力在我们现在的市场环境下是稀缺的。我前几年推了不少这类系统,但是后来基本都是我们厂家在调试,安装商做不了,给我们造成了不小的工作负荷。
  • 我选了一个典型的系统图,供大家作为参考。


2. 如果第一种方案,技术能力达不到,在国内现有技术条件下,某些厂家的壁挂炉产品可以采用下面的方法:

  • 一部分厂家的大功率壁挂炉,例如我们爱赛为ACV的Prestige 系列大功率壁挂炉以及采暖热水二合一冷凝落地锅炉 Heatmaster系列,其锅炉自身的控制器,带有多个温控输入端子以及多个220V输出端子,并且这些输入输出端子之间的控制逻辑关系可以在锅炉控制器中进行自定义或者预置有多种典型系统和控制逻辑关系。
  • 如果碰上这种锅炉,它们的锅炉自身控制,本身就可以用来作为中间的系统控制器,来起到连接锅炉控制、系统控制以及室温控制的作用。
  • 这种做法,系统做不了前一种方案那么复杂,但是在国内技术条件下,更适合一些:不增加额外的投资,技术难度也可以接受。
  • 这种做法,是一种非常美式的做法,常见于北美的锅炉产品。爱赛为虽然是法国集团旗下的比利时品牌,但是我们在北美的业务一直很强,历史上很长时间都是北美的领先品牌,即使这两年退步了,也还是头部品牌之一,这也是我们的产品具有这种美式风格的原因。
  • 我也找了张我们比较早期的系统简图,潦草一点,供大家了解这种方案,(图中的ACVMax控制器,我画在锅炉外部,实际上是锅炉内置的控制器)。


不知不觉,这篇文章写得过长了,而且过于的专业和技术化了,有点违背我写这个系列的初始设定,但是没办法,这个问题看上去很简单,但是如果讲全面一点,就必须要多啰嗦几句。 如果大家觉得读文章还理解的不透彻,还是欢迎大家去看我的网课。各大自媒体平台,现在非常小气,稍微贴个外站链接就会限流,如果对我们的网课感兴趣,大家私信我吧。

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