从菜鸟到老鸟,地暖系统全方位解惑
暖气系统,对于普通消费者来说,着实是一个复杂而混乱的领域,复杂体现在材料、方案的多样化和专业性,而混乱则体现在目前的暖通市场良莠
暖气系统,对于普通消费者来说,着实是一个复杂而混乱的领域,复杂体现在材料、方案的多样化和专业性,而混乱则体现在目前的暖通市场良莠不齐,不仅价格起伏很大,给出的材料往往也是令人眼花缭乱。作为一个从业者,经常面对客户五花八门的问题,便有了系统地写一篇关于地暖(没有特别说明,本文中的地暖特指用燃气壁挂炉作为热源的水系统地暖)的干货帖,但因为平时忙于工地一直未能付诸实现。难得有这次一个多月的闭关生活,也正好给了我这个机会,于是也才有了这个帖子。(之前在论坛里零零碎碎写过一些关于地暖和暖气片的内容,部分没过时的内容会直接Copy过来)
笔者仅将自己在这些年工作中的一些心得和经验写下来和大家分享,文中欠妥和疏漏之处在所难免,还请各位看官谅解和指正,也欢迎在后面跟帖讨论和提问,在能力范围之内我都会给我自己的意见。
第一章 装地暖之犹豫篇
1.1 家家都有空调,为啥还要装地暖?
空调是每个重庆家庭离不开的装备,而空调本身就具备制热的功能(忽略极少数单冷空调),那我们还为什么还要画蛇添足,增加一笔不小的开支装一套看起来有些多余的地暖?相信这是不少人心里的问题,尤其是身处重庆这样一个冬天靠抖还挺得过去的南方城市(以前我就是这样过来的,已经在重庆抖了40多年了,直到前几年家里装了暖气)。
太晦涩的技术也不多说,我就谈谈自己使用空调和装了暖气之后的体会(家里房子装修的时候没有装地暖,前两年装的明装暖气片)。空调的制热给人的感觉非常直接,按下开关,稍待片刻,出风口就会吹出滚滚热浪,由于风量较大,对于普通大小的房间来说,升温速度比较快。如果仅以热乎起来为要求,空调是可以满足需求的。但它的缺点也是很明显的:有明显的风感,较高的出风温度会让空气干热,舒适感较差,我在制热的空调房里呆一阵就会感到面红耳赤;空调室外机工作一段时间会结霜,需要停机一段时间进行外机化霜,这段时间室内的温度就会感到明显下降;电功耗较高,通常空调的电功率都较大,如果按照地暖的使用方式——全屋所有房间都长时间统一采暖,那么电费一定是相当感人的。
此外,如果房间的层高较高,而空调的出风口通常都比较高,尤其是中央空调和风管机,吹出来的热风相当大一部分都聚集在房间的顶部,造成下方的室温始终无法有效升高。(以前就碰到一位准备给老房子加装暖气的别墅客户抱怨家里的中央空调夏天制冷很棒,但冬天开半天只能让室温升高一两度)
反观地暖系统:由于地暖属于地面低温辐射采暖,地面温度较低(一般为27度或以下),且由于大面积均匀布管,所以室内地表温度均匀,室内空气温度由下而上逐渐递减,给人脚暖头凉的舒适感。相对空调而言,没有风感,也没有靠近暖气片时感觉到的明显热辐射的感觉。所以单从舒适性来说,地暖绝对是最好的。
不过,我也听到过有人说他体验到的地暖舒适性不好,非常干热。这里就多说两句,并非地下正在发热的地暖就是合格的地暖,在JGJ142-2004规程中特别提到,在人员经常活动的区域,地表温度应在24-26摄氏度,最高上限也就29摄氏度,如果系统做得不好,或者出水水温调得过高,都可能造成地表温度上限超过理想范围,从而造成人体感觉干热不适。
1.2 地暖的运行费用如何?
对于重庆的家庭来说,采用燃气壁挂炉作为热源的地暖系统具有另一个得天独厚的优势就是天然气费很低,且专门有针对采暖家庭的阶梯政策,第一档1.97元/立方,超过1325方(年用气量)以后为第二档2.14元/立方,超过2165方以后为2.49元/立方。而中国其他大城市的天然气价格则要高出许多,比如上海第一档为3元/立方,超过520立方就达到第三档4.2元/立方。其他的城市,比如贵阳的天然气第一档价格为2.51元/立方,昆明为2.95元/立方。所以比较而言,用我们重庆话来说,我们这是捡了一个大趴活。
如果落实到具体的户型,以常见的平层三室两厅80平米的采暖面积(基本上相当于约120平米的建筑面积)为例,如果采用市面上常见的极简版温控系统,一个月差不多800-1000元的费用,如果采用了完善的温控系统,费用则可以降低30%-40%。当然,费用的高低还和几个因素密切相关:房屋的保温性能、每天舒适温度的开启时长(所谓舒适温度是指人在家的时候地暖设定的温度,比如20度,而白天出门上班期间通常会开到节能模式,比如15摄氏度)、设定温度的高低(设定到23度肯定比设定到20度更费天然气)
1.3 听说地暖在整个冬天都必须开启,那很多时候不是白白浪费天然气?
这也是一个关注度比较高的问题,这么说,可以说对,也可以说不对。首先说明一点,讨论这个问题的前提是:开地暖的房子是你家长期居住,而非只是周末度假过去住两天。如果是后者,就不建议装地暖了。
对于正常的家庭使用场景,以重庆冬季的气候特点来说,基本上从12月进入冬季,到次年3月初春暖花开这一段时间,地暖都会处于打开的状态。看到这里,估计已经有不少人开始心惊肉跳了——接近三个月的时间,一天24小时,一小时3600秒,一秒不停的消耗天然气是件多么恐怖的事情!
但事实却并不是这样,地暖系统虽然一直在打开状态,但这并不等于燃气壁挂炉就在一刻不停的燃烧天然气。如果是这样,估计这家人早已经热得开窗通风了(北方集中供暖的城市就经常上演这一幕)。
以我们所做的一套配备完善温控系统的地暖为例,温控系统会根据每个房间的温控器上所设定的房间温度是否达到而控制壁挂炉是加热还是待机。举个例子来说,假设你家有3个卧室和1个客餐厅,总共4个液晶温控器,客餐厅的温度设置为21度,3个卧室的温度设置为20度(温度设置随意)。打开地暖加热一段时间后, 3个卧室的温度分别都达到了设定温度(通常是超过设定温度1度),随后,当客餐厅墙上的液晶温控器也检测到房间温度达到设定温度值的那一刻,温控系统就会立刻发出信号,让壁挂炉停止加热——从这一刻起,你家的天然气表就不停止了转动。
直到这4个房间中有任何一个房间的温度降低到了设定温度以下一定范围(通常是降低超过1度)的时候,温控系统才会让壁挂炉重新开始点火加热——天然气表又开始转动了。
得益于地暖管道周围有一层含有小鹅卵石的混凝土蓄热层,即便地暖管道停止了加热,蓄热层也会持续不断的释放出其内部储存的热量,再配合房屋良好的保温性能,就可以让房间温度在壁挂炉停机这一段时间里降低的速度足够缓慢,那么就可以延长壁挂炉的停机时间,从而降低天然气的消耗量。好在近年来修建的商品房基本都是节能建筑了,在保温性能这方面比以前的房屋加强了很多,也就会显著降低地暖的使用成本。
另一种情况,对于白天上班家里没人的使用情况,则可以将房间温控器调低到保温模式(或者直接将温度调到16度)。此时,还是和前面提到的一样,只要所有的房间的温控器检测到的室内温度高于设定温度,壁挂炉就根本不会启动,直到某一个房间的温度降低到设定温度以下一定范围,壁挂炉才会加热一段短暂的时间,将室内温度重新提升到16度以上,此时则又会停止加热,周而复始。按照我们的实际经验,在重庆冬季最冷的气温环境下,早上出门时家里20度,将温控器设定到16度并关紧门窗,室内温度通常会到下午2点甚至更晚才会低于降低到16以下,基本上从早上出门到晚上回家,中间壁挂炉启动的次数只有2次左右,非常节能。
上面提到的是采用了完善温控系统的地暖方案,如果换成市面上最常见的简版地暖温控系统呢?虽然这种系统不具备壁挂炉联动的功能,但壁挂炉如果检测到回水水温太高,也会短暂停机,直到检测到壁挂炉的水温降低到一定范围又会重新启动加热——显然,即便是这种简化版的地暖系统,壁挂炉也并不是一刻不停的持续加热,只是相对完善的温控系统而言,会有不少的时候在白白的浪费天然气。
总结一下:虽然整个冬天地暖都在开启的状态,但真正消耗天然气的壁挂炉并不是时时刻刻都在点火加热。温控系统做得越好,你家的房子保温性能越好,消耗的天然气也就越少。
1.4 如何能选购到一套价格便宜的地暖?
价格是个很敏感的话题,也是很多朋友最关心的问题。很多人(也包括我在内)都喜欢一个词:物美价廉。但从某个角度来说,这可能只是我们一厢情愿的想法:想要花费最小代价获得最大价值的美好期望。但事实上,在正常的商业环境中,出色和平庸的商品不可能价格差不多,例如我们熟悉的卖肾换的苹果手机就是一个质优价高的典型。地暖系统也是符合这个规律的,尤其是地暖系统还是由众多不同的子系统组合在一起的复杂系统:壁挂炉、控制系统、水路系统、人工……。这里面不仅仅存在材料的不同(比如用PERT管道还是PEXA管道,用阻氧管还是非阻氧的光管);品牌/产地的不同(真进口品牌VS假洋鬼子VS真国货,真原装进口VS假冒进口VS真正国产),更存在系统方案的巨大区别(是壁挂炉直供地暖?还是壁挂炉带去耦罐加外置泵?还是壁挂炉带混水中心?)。
所以说,想要拼凑出一套让客户眼冒金光的低价地暖并不是一个困难的事情,甚至你自己到网上采购一些配件找个安装师傅装起来说不定就是最便宜的方案。但想要做出一套用起来舒适,节能性出色,且后续故障率较低的地暖系统就不是一件轻易就可以实现的事情了,而且花费肯定会高出许多。
以常见的平层户型来说,根据面积的大小不同,一套采用常规方案的地暖价格可能从一万多到两三万都有,不同的暖通公司,甚至接待你的不同的业务员都可能成为影响价格的因素。当然,更关键的就是系统的组成方案。至于你家用什么方案?看完本文也许就会有一个大致的轮廓。
1.4 地暖啥都好,就是漏水是个大麻烦
漏水这个问题,估计是很多还没有接触过地暖,甚至是正在使用地暖的朋友所非常关注和忧心的一点——风平浪静的某一天,客厅的地板突然水漫金山。其实,这个问题在我看来,发生的几率可以说是非常小的,甚至可以说小到可以忽略。
目前我们在地暖系统里主要使用的管道有以下几类:主管道:PEX纯塑管、PEX铝塑复合管、PPR纯塑管(也就是家里的冷热水用的水管,在采暖系统中用这种管道的应该比例非常小,但我是见到过),盘管:PEX纯塑管、PERT纯塑管、PEX铝塑复合管(用的人太少)。上述这些管道,除了PPR管因为耐高温性能不好,不适合作为采暖管道之外,其他的管道无论纯塑管还是铝塑复合管,只要是正规大品牌生产的,无论进口还是国产,满足30年以上(通常厂家保证可以到50年)使用寿命是基本没有任何问题的(之所以用基本这个词,是因为前些年还是听说过某著名品牌的低端工程管道出现过质量问题)。当然,这里有一个前提,就是不能人为损坏。或者在施工过程中管道已经受到了比较严重的划伤,埋入地面后时间长了就有可能出现问题。
1.5 多问一句,为啥不是暖气片?
其实在我们的新房安装客户中,选择暖气片的并不在少数,原因多种多样,比如喜欢实木地板,比如为了节约层高……。只是如果让我来提建议,地暖还是首选。
原因如下:1、舒适性更高,这一点前面也提到过,相比暖气片,地暖的发热面积更大更均匀。也正是因为散热面积更大,所以地暖才可以做到地表温度更低(不超过29度,而暖气片表面温度基本都在60度以上),站在上面的人体,尤其是脸部不会感觉到明显的热辐射的炙热感(当然,暖气片的主要制热手段并非是通过热辐射,而是通过空气的热对流,所以如果相比空调等传统采暖手段,暖气片的舒适性还是非常好的)。
另外一个有关舒适性的优点也是暖气片系统所不具备的,那就是地暖可以直接将脚部加热——在寒冷的冬季,来自脚底的绵绵暖意是一种非常惬意的感觉。相反的,暖气片系统虽然可以将室内的温度提升起来,但却无法直接加热脚底,有时候就会感觉到身上很暖和,但脚部却是冰冷(我自己的亲身体会)。
不是说暖气片可以随用随开吗?这样一来就不用像地暖这样整个冬天都一直开启,不是就更加节约能耗了吗?相信这个想法是很多朋友倾向于暖气片系统的一大理由。确实,暖气片热起来非常快,从壁挂炉点火加热开始,短短几分钟暖气片表面就可以感觉到明显的发热,不到半个小时就可以做到表面热得烫手。但暖气片烫起来和室内温度整体升起来并不能直接划等号,因为暖气片产生的热量需要以能量的形式传递给室内温度更低的物体,除了空气,还有建筑物本身的墙壁、天花板、地板,家具等等。如果想要达到整个家里全部热乎起来,基本需要等到房间里的所有物体温度都均匀地升起来之后(想象一下重庆夏天,进入在烈日下暴晒过了一天的汽车,打开空调后即便出风口已经吹出了凉风,但因为内饰、座椅等温度还没降下来,所以还是会感觉很热)。这个过程至少会持续1到2个小时甚至更久一些,在这个期间,燃气壁挂炉会持续以最大功率进行加热,耗气量是不可小视(以菲斯曼24KW壁挂炉为例,满功率运行一个小时的耗气量是2.88立方米),如果持续两个小时满功率加热,耗气量就可以达到5立方以上。要知道,80平米采暖面积的地暖系统,如果温控系统做好了,一天24小时的耗气量也不会超过10立方。
第二章 装地暖之选择篇
好了,我已经决定为新家装一套能让小孩子大冬天也可以满地爬的地暖了。接下来的问题是,我该怎么选择一套适合我家的理想地暖?
2.1 关于品牌
有一个现象不知道大家注意过没有,在北方的自采暖家庭(也就是安装壁挂炉采暖)中,国产壁挂炉的占有率相当高,比如小松鼠、前锋等(虽然在重庆等南方市场似乎知名度不高)。我说这个话的意思不是强烈推荐国产品牌,而是想表达,如果只是追求实用,市场上绝大多数知名品牌都是可以选择。只是总体来说,进口知名品牌的壁挂炉目前在设计合理性、功能、性能、故障率方面还是有优势的。
2.2 普通炉还是冷凝炉?
在选购壁挂炉的时候,除了要面对品牌的选择,还经常会听到“冷凝炉”这个名词。价格不菲的冷凝炉到底有什么优势?有没有必要跺跺脚上冷凝炉?
如果从全球范围来说,尤其是在越来越重视环保的这个大背景之下,冷凝炉绝对是未来的发展方向。它的优点非常明显和直接——大幅度降低废气中的氮氧化物排放量(比如北京从2017年4月1日开始,禁止新建氮氧化物排放高于30毫克的锅炉(应该主要是指大型锅炉)。如果把这个要求放到壁挂炉的领域,这就意味着普通的燃气壁挂炉全部无法达标,而只有全预混冷凝壁挂炉才能达到这个要求了。
如果说环保还离我们稍微远了点,那么冷凝炉的另一个优点就和我们使用者息息相关了——更节能。
冷凝炉可以通过回收燃烧废气中大量水蒸气中蕴含的热量来提升加热效率,从而降低能耗。要知道,1立方米天然气燃烧之后可以产生约1.55Kg水蒸气,而在普通壁挂炉中,这些水蒸气随着高温(160~250℃)烟气排出室外,里面的大量热量也就白白浪费了。而冷凝炉利用热回收技术,将废气的排烟温度减低到50~70度,将其中大量水蒸气凝结成冷凝水(所以冷凝炉下方会有一根冷凝水排水管),从而回收热量,达到节能的目的。
除此之外,冷凝炉通过采用变频风机、全预混燃烧器等技术,供热功率的范围通常也比普通炉更大。冷凝炉的最小功率基本可以达到了25%左右,而普通炉的最小功率往往在30%甚至40%。带来的最明显的优势就是能提供精确的生活热水恒温能力(仅针对两用炉),尤其是在夏季进水温度本来就很高的情况下(如重庆夏季最热的时候进户的自来水温度都在30度以上),如果最低加热功率比较高,就会出现明明设定的热水温度是40度,出来的热水却可能有48度之高。
但是,在实际的情况中,我个人却并不太建议首选冷凝炉,或者是说冷凝炉适应的范围比较窄,这又是为什么呢?
准确一点说,如果具备以下几点,且不在意价格,可以考虑装冷凝炉,否则就需要非常谨慎。
1、用地暖系统,而非暖气片;
2、壁挂炉的烟道用锅炉原配烟道即可,无需加长,且烟道最好不要进入吊顶里;
3、壁挂炉烟道出口上层最好无住户,或者你觉得楼上的住户比较好说话,对你家持续不断(尤其是采暖季)排出的浓浓白烟(虽然只是水蒸气,但在邻居的眼里可能就是有毒的白烟)可以欣然接受。
换句话说,如果你是用的暖气片、壁挂炉挂的位置需要加长烟道,尤其是烟道需要加长很多、烟道排烟口的上方正好是楼上邻居家的窗户,且楼上正好住的不是个好说话的人。只要具备其中一点,就建议不要考虑冷凝炉了。
下面说说原因。
第一,冷凝炉之所以效率高,是因为把普通炉140度以上的排烟温度通过凝结冷凝水的方式降低到了50-70度,将原本水蒸气中的热量进行了充分利用。只有当回水温度足够低的时候,冷凝水才可以大量产生,才能保证足够的高效率。而暖气片系统正常的出水水温在70度左右,地暖系统则在45度左右(回水温度更低)。可以看出,冷凝炉只有用在地暖系统中才可以保证足够高的热回收效率,也才对得起你多花的几大千大洋差价。
第二,烟道问题,正是因为冷凝炉要凝结冷凝水,而这个冷凝水是由天然气燃烧之后的烟气中的水蒸气产生的冷凝水,里面含有大量的硫化物,产生的冷凝水腐蚀性非常强,所以你可以看到冷凝炉的说明书上特别提出冷凝炉排出的冷凝水未经中和不能排入金属管道,只可以是塑料管道。正因为如此,冷凝炉的烟道是专用的,中间6厘米直径那根排气管是塑料的,而普通炉是金属的。
因为烟道是一节一节直接插接在一起的,没有办法保证每一个接头完全不漏水,所以如果烟道延长太多,很容易出现冷凝水从中间排烟管的接头缝隙中漏出流到外圈的进气管道中,随着进气流回到冷凝炉的内部。时间一长,内部的各种金属零件,传感器等都在劫难逃……绝非耸人听闻。
第三,因为冷凝炉的排烟温度比较低,会产生大量的白色烟雾(实际上这里面就是非常细小的,已经形成凝结成冷凝水的小水珠),而普通炉因为排烟温度高,排烟中的水分还是以肉眼不容易看到的高湿度空气的形式存在,所以这种现象基本上不明显。楼上如果正好是邻居家的窗户,看着楼下源源不断升腾而起的白色烟雾,而且还有大量的冷凝水凝结在玻璃上,时间长了,换成谁都难免会有意见。我们曾有几个客户就碰到了这个问题,有一家还被邻居投诉,只好重新打孔改变了烟道的出口位置。
总结一句:单从性能来说,冷凝炉是好东西,但考虑到上述的一些实际问题,需要比较谨慎的选择冷凝炉。此外,冷凝炉对于安装的要求也非常高,不是随便一个会挂锅炉的工人就可以安装好的。
2.3 两用炉还是单采暖炉(系统炉),这也就是关于生活热水的方案问题
第一次逛到暖通公司的朋友可能会在听到“两用炉”和“系统炉”这两个词之后比较懵。
其实这两个名字就引出了另一个问题——你家的生活热水准备如何制备?
在为客户提供壁挂炉选型建议的时候,我们往往会问到客户对于生活热水的要求——这是因为客户对于生活热水的要求将会直接影响到壁挂炉的选型,不当的选型将会对生活热水的使用舒适性造成明显的负面影响。
接下来我简单介绍一下常见的壁挂炉生产热水的方案组合以及适应环境,大家可以根据自家的实际情况对号入座。
两用壁挂炉:
两用炉,顾名思义,就是它除了可以提供采暖功能之外,也可以当作一台壁挂式燃气热水器来提供生活热水。它也是市面上销量最大的类型,适合于常见的户型,比如一室一厅、两室一厅、三室两厅双卫等户型。准确的说,它适合于对两个用水点同时用热水(主要是指两个用水点大流量长时间的同时用热水,比如同时洗澡,或者一个洗澡,另一个在厨房用热水洗碗)的需求不高的客户。
为什么这么说?以常见的淋浴花洒为例,普通的手持花洒每分钟的流量大约在6-8升左右,但如果你想用汉斯格雅飞雨Select150 直径150毫米的大花洒,那么它的最大流量可以达到约16升/分钟。而最常用的24KW两用炉在水温温升25摄氏度的情况下可以输出大约13升/分钟的热水流量(温升25摄氏度,举例来说就是入户自来水水温15摄氏度,热水输出40摄氏度),如果自来水水温10摄氏度,热水输出40摄氏度,温升就达到30摄氏度,此时的热水输出能力是达不到标称的指标的,还是以24KW机型为例,如果温升30度,那么热水流量只能达到11升左右,考虑到家里水管、软管管径、各种阀门通径对水量的负面影响,真正能够送到用水点的热水量还达不到11升,仅仅能满足一个淋浴花洒的热水需求。比如我家用的24KW两用炉,如果洗澡的时候有人打开另一个热水龙头,那么洗澡水就会立刻从喷涌而出变成涓涓细流(尤其是在冬季)。
由此可见,如果基本不会出现两个卫生间同时洗澡,且淋浴花洒为普通规格,那么24KW的机型就足够了,而如果希望能偶尔两个卫生间同时淋浴,那么30KW甚至以上功率的壁挂炉是起码的选择(30KW壁挂炉的热水流量也就不到16升/分钟(温升25摄氏度),实际效果都不是很理想)。
有一点需要特别说明一下,现在很多朋友在装修的时候都会考虑安装热水循环系统(也就是可以实现热水龙头即开即热),但这种系统是不建议配合两用壁挂炉使用的,因为长期使用,会明显提高壁挂炉的故障率。一些厂家出台了明文规定禁止客户使用生活热水循环系统,比如菲斯曼。所以,如果有对热水即开即用有刚需的,以下的几个方案都可以配合安装热水循环系统。
内置水箱两用壁挂炉:
很多大品牌的壁挂炉都有类似的型号,比如菲斯曼Vitodens111-W即是这样一个内置水箱的冷凝炉机型,其在机身内部集成了一个46升水箱。与常见的盘管换热水箱的加热原理不同,Vitodens111-W的生活热水是通过高效率的板式换热器进行加热后送入水箱进行保温,在洗澡放出热水的同时,板式换热器也在源源不断地生产热水(在极端条件下,板式换热器生产热水的能力可能赶不上水箱放出去的热水量,但仍然可以保证在10分钟内持续提供180升热水,应付小一点的浴缸没什么问题)。这种机型适合卫生间在三个左右,有经常同时洗澡的需求,但没有太合适的地方摆放落地的换热水箱或者容积式热水器的家庭。而且,因为它内置了水箱,就可以安装热水循环系统。它的缺点也很明显:太贵,且对安装环境有较高要求,这是一台冷凝炉,且挂墙上注水后重量超过200斤。
系统炉+换热水箱:
这也是在别墅等大户型比较常见的一种方案。它是由一个系统炉(也可以称为单采暖炉)加一个换热水箱组成的。相比两用炉,系统炉内部少了一套直接生产生活热水的装置——板式换热器,所以不能单独产生生活热水,但系统炉可以将内部加热的采暖热水通过深入换热水箱内部的换热盘管将热量交换到水箱内的冷水里(盘管内的采暖热水经过金属管壁与水箱里的冷水进行热量交换,然后又重新流入壁挂炉进行加热,换热盘管内的采暖热水与水箱里的生活热水并不会发生直接的接触)。这种方案的优点是可以轻松地为大户型提供大流量的生活热水(热水的流量与入口的自来水压力成正比,可以通过外接增压泵的形式增大热水流量),满足多个用水点同时用水的需求,常见的容量有150升、200升、300升、400升。当然,这种方案也存在缺点:因为与采暖系统共用同一热源(壁挂炉),一旦壁挂炉出现问题,生活热水的生产和采暖功能都会停止,如果短时间得不到维修,会对生活造成一些不便。
系统炉+燃气容积式热水器
这种方案把采暖系统和生活热水系统分成了两个各自独立的系统:采暖用一个单采暖壁挂炉,仅在采暖季工作;日常的生活热水交给专业的容积式热水器来生产。这种方案的好处非常明显,术业有专攻,各自设备负责各自的工作,互不影响(对比前一个方案)。对于容积式热水器也许有的人不太了解,其实这种热水器是应用非常广泛和成熟的一种大流量热水方案,在美国加拿大澳洲等家庭的地下室中比较常见。也正是因为如此,国内市场上比较知名的品牌也是两个来自美国的:瑞美和AOSmith。这个方案的缺点有两个,首先,会比采用系统炉+换热水箱的方案贵一些,另一个就是因为单采暖壁挂炉一年只在冬季的两三个月里使用,其他季节闲置,内部的水泵容易卡死,所以建议所有用单采暖炉(系统炉加换热水箱的没有这个问题,因为加热生活热水时水泵也会转)的朋友,在非采暖的季节也保持每两三个月让壁挂炉工作一分钟,这样就可以避免壁挂炉水泵卡死。
单采暖壁挂炉+燃气快速热水器:(适合普通平层用户)相对落地容积式水箱,普通的快速燃气热水器占据空间的面积就小多了,如果家里如果有多余的地方,还可以考虑把采暖壁挂炉和热水器分开配置:壁挂炉用单采暖型号,只负责冬季采暖(还是需要注意前面提到的水泵卡死问题),而平时的生活热水由燃气热水器来提供。为什么如此建议?原因有二:第一,如果用单采暖壁挂炉,那么绝大多数户型(160平米以内的采暖面积)用一台18或者20千瓦单采暖壁挂炉即可,价格比24KW或者30KW两用炉便宜,差价添点钱买一台普通的16升快速热水器(在恒温方面,好的热水器比壁挂炉略强一些)。第二,两用壁挂炉不能加生活热水循环泵,用热水器就没有这个顾虑,可以满足热水即开即有的需求。
2.4 地暖管道该如何选择,PERT还是PEX?
这里面涉及到一些非常专业的材料科学,而毕竟我和大部分人一样,并不是这方面的科班出身,所以这里只简单的把我所了解到的一些管道方面的知识和大家分享一下。
PERT管
先说说PERT,中文名耐高温聚乙烯,这是目前市面上地暖盘管中使用最为广泛的一种管道材质。相对普通的PE管道,PERT的特点正如其名——耐高温。常见的PERT管道按照类型可以分为I型和II型,两者的区别主要是耐高温性能和劣化性能。其中PERTI型适用于最高60度左右的热水系统(比较典型的就是地暖),而II型则可将最高工作温度提高到70度以上(可以用于暖气片系统)。此外,在性能劣化方面,在正常工作温度以内,两者都可以保证50年的使用寿命,但I型的PERT管材在寿命达到二三十年的时候,会出现一个性能急剧下降的拐点,而II型则没有明显下降的拐点。
不过,虽然II型PERT管性能比I型更好,但如果仅仅用于地暖系统的50度不到的水温,I型已经绰绰绰绰有余了,
PERT管道还有一个特点,就是可以热熔接,类似于你家冷热水管道所用的PPR。优点就是如果管道被不慎损坏,可以通过热熔接的方式进行修复。
PEX管
PEX,中文名交联聚乙烯,在地暖主管道或者暖气片系统中应用较多,当然,地暖盘管也可以用。按照交联工艺的不同,PEX管道又可以细分为a(过氧化物交联聚乙烯)、b(硅烷交联聚乙烯)、c(辐照交联聚乙烯)、d(偶氮交联聚乙烯)四种,前三种在市面上比较常见,尤其是PEXb。三种PEX管道的性能区别还是有一些:比如交联度稍有区别,又比如由于交联工艺的不同,a型相对b型和c型的交联均匀度会更好一些。
但话说回来,无论是哪一种PEX管道,相对前面说到的PERT,在物理性能方面都有一些明显的优势,比如耐高温性能,虽然PERT叫做耐高温聚乙烯,但实际上PEX管道的耐高温性能表现更好,甚至可以在接近100摄氏度的水温下长期工作。此外,PEX管道还具有极佳的记忆恢复性能,在视频网站上很容易看到类似的视频:用超过300度的热风枪将PEX管道和PERT管道进行同时加热,一会儿后PERT管道就融化了,而PEX管道还是保持原状,只是颜色变成了透明。此时把PEX管道扭成其他形状并放入冷水中定形,取出后再用热风枪重新加热,一小会儿后PEX管道又会自动恢复管道原来的形状。
不过,也正是因为PEX管道的特性,造成PEX管道不便于像PERT管道那样进行热熔连接(PEX管道无法用常规的热熔方式进行熔接,但德国瑞好推出了应用于它们自家PEXa管道的电熔焊方案)。如果地暖盘管破损,就需要借助金属接头进行连接。
PEX管道既然性能更好,那PEX管是不是地暖盘管的首选?
其实我感觉前面写得几大段有点尴尬:虽然PEX管各种性能都比PERT管好,但我还是认为地暖系统里,用PERT管就很好了。因为PEX管道的价格相对PERT管道更贵,而作为低温供水的地暖系统,不到50摄氏度的水温无论用PERTI还是PERTII还是PEX的管道,都已经是绰绰有余。另一个原因则是市面上的PEX带阻氧层的管道不多,选择面不大,且带阻氧的都是非常高端的管道,相对PERT阻氧管的价格增加不少,显得性价比不高。
总结一句:无论PERT I型、PERT II型还是PEXabc型,都可以非常合格的用于你家的地暖管道。换句话说,就是在你家下次大动干戈装修之前,完全无需为地暖管道而担忧,即便你将下次重新装修的开工日期定在了2050年。当然,所有一切的前提是,管道来自合格厂家生产的合格产品,尤其是PERT这种允许回收料再重新加工的管道。
2.5 为什么一定建议选择阻氧管?
塑料管道并非我们看起来的那样密不透风,想象一下吹胀的气球,即便捆扎的再紧,它也会不可阻挡的慢慢瘪下去。塑料管道虽然不会像气球那般弱不禁风,但一样会有空气中的氧气源源不断地进入其中,尤其是在加热的状态之下。
氧气进入管道会有哪些危害呢?
无论是地暖还是暖气片,整个系统中包含了很多金属的零部件,比如壁挂炉内部的换热器,各种阀门、分集水器、水泵等等,如果有源源不断的氧气进入水中,就会对这些金属部件产生氧化腐蚀作用,时间长了就会影响到各种零部件的使用寿命。
此外,只要有充足的氧气存在,地暖水路中就会生长出很多肉眼无法看见的微生物和藻类,它们长期在地暖管中的生存并不断死亡,并不断聚集在管道内部,这也就是为什么使用几年以后采暖管道里放出来的水粘稠肮脏的主要原因。
通过在管道中加入一层特殊材质的阻氧层形成阻氧管,可以对减少水中微生物和结垢的数量和速度有着很大的帮助,更可以显著降低系统内金属零件的腐蚀。目前,德国DIN 4726标准明确提出了对聚合物塑料管道抗渗氧性能的标准要求,这一标准在欧洲也得到了广泛的采用,也因此在欧洲市场上几乎见不到非阻氧热水管道。而国内目前还没有出台具体的相关标准,(仅在JGJ142-2004《地面辐射供暖技术规程》第4.3.6条有所提及:与其他供暖系统共用同一集中热源的热水系统,且其他供暖系统采用钢制散热器等易腐蚀构件时,塑料管宜有阻氧层或在热水系统中添加除氧剂)。这也是我们坚持在所有的工地中,无论地暖还是暖气片系统中全部采用阻氧管的根本原因。
常见的阻氧管类型有三种:三层阻氧、五层阻氧、金属阻氧层(铝塑复合管)。
现有塑料管道增加阻氧性能的方式主要有两种:一个通过塑料管表面(或者中间夹层)覆盖一层EVOH涂层来实现阻氧;另一个则是通过包裹金属层实现阻氧,比如铝塑复合管、铝塑稳态管等;二是。从效果来说,包裹金属层实现阻氧的效果最佳,基本可以做到完全的阻氧。但金属复合管道成本较高,作为地暖盘管有些奢侈(是完全可以的)。
涂覆EVOH阻氧层的塑料管道的阻氧效果则完全取决于EVOH的涂覆厚度(乙烯含量为32%的EVOH涂层需要达到200μm以上,乙烯含量为44%的EVOH涂层需要达到60μm以上才达到德国DIN4726标准中要求的≤0.1mg/升。),也只有达到DIN4726标准的管道,才能最大程度上的避免采暖设备中的暖气片、阀门、水泵等等金属材质受到水中氧气的腐蚀。
所谓三层阻氧,其实就是在塑料管道的外表面覆盖一层阻氧层(通过粘胶来结合),这样,从内到外依次为管道本体、粘胶层、阻氧层,所以叫三层阻氧。而五层阻氧管则是把阻氧层设计在管道内壁的中间,从内到外依次为管道本体、粘胶层、阻氧层、粘胶层、管道本体,这种结构的好处是阻氧层不宜被磨损破坏,稳定性更好(但也有管道厂家认为在管道层中间添加一层阻氧层会降低管道壁的整体强度,他们认为三层阻氧管更好),五层阻氧管的价格通常比三层阻氧略贵。
总结一句:无论采用哪种阻氧工艺,但只要是合格的阻氧管(市面上所有标称阻氧的管道不一定都能满足真正的阻氧标准,比如DIN4726),用于地暖系统都是非常好的选择。
2.6 铺管间距的问题
地暖盘管间距越密越好。估计这是绝大多数人的想法。越密就代表越热乎嘛,谁不希望自己家的冬天可以穿着短袖吃着冰棍看着窗户外瑟瑟发抖的过路人。
但事实上,供暖作为一门技术含量不低的学科,其中涉及到科学原理并不少,比如谈到地暖管道里的水,就会涉及到流体力学的一些知识,比如地暖管道里的水并非流得越快越好,合理的流速范围才是正确的。类似的,地暖盘管的间距也并非简单地加密就可以达到最舒适的使用体验,它是需要考虑到包括:地面铺装材质、室外温度、楼下温度、房屋外墙保温性能甚至朝向、层高等多个因素,并通过计算才能得出。
现在某些商家为了迎合客户的喜好,都非常自豪的宣传自家的地暖盘管的间距统一为150mm。那么问题出来了,这考虑到了地面材质的区别了吗?运行起来的地表温度能不能达到规范中推荐的舒适温度?如果客厅用地砖,卧室用地板,两者脚踩上去的温度感受能一样吗?
另一方面,地暖每一回路的管长是有限度的,每个回路不能超过120米(在实际施工中都会控制在90米以内)。如果铺管密度加密,带来的结果就是单一管路能够铺设的面积降低。换句话说,原来一个回路可以铺设15平米,但间距加密后,铺设的面积就变成了12平米。如此一来,原本可以只用6个回路分集水器,现在却需要用到7个或者8个回路的分集水器,甚至出现原来只用一套分集水器,现在却需要两套分集水器的情况。
总结一句:地暖盘管的盘管间距并非一成不变的,也不是越密越好。一切都需要通过科学的计算得出,该密的地方密,该疏的地方疏。
2.7 干式还是湿式?一代还是二代?
在逛地暖商家的时候,可能经常会听到干式、湿式、一代、二代甚至三代地暖一说。实际上,这里所说的便是如何铺设地暖管道的方式问题。
湿式地暖
这是目前绝大多数公司所主要采取的一种主流地暖铺设方式,地暖管道利用专用卡钉固定在下方的保温板上,然后在上面回填一层约3厘米厚的豆石混凝土。
干式地暖、二代、三代地暖
我把它们放在一起来说,其实它们的共同点就是都采用了预制好的地暖模块来固定管道并起到下层的保温作用。干式地暖的意思是,铺设好管道后无需进行混凝土回填,直接在上方铺设地板,优点是降低了几厘米层高,缺点便是没有混凝土蓄热层,发热不均匀,地暖停止升温后降温也非常快(反过来也可以说升温很快)。此外,干式模块也不利于地砖的贴装。
而至于二代、三代地暖,则大多数是商家的宣传口号,从技术的角度来说,并没有什么几代的区分。比如,比如在干式模块上铺设一层豆石混凝土蓄热层,就可以称为三代地暖。
抛开这些噱头不谈,只说说我眼里的采用保温板的传统铺装方式的地暖和采用地暖模块的新式铺装方式地暖的比较。
价格:采用地暖模块的高很多,主要是由于地暖模块本身的价格较高。
保温性能:这主要是看管道下方保温材料的性能和厚度,常用的湿式地暖保温板厚度为2厘米,质量较好的保温板可以提供相当好的保温性能。地暖模块的种类很多,有一些模块为了片面追求降低层高,将管道下方的保温层做得很薄,从理论上来说,我认为这种模块的保温性能是不如传统保温板的。
美观度:这是很多客户比较在意的一个方面(地暖管道铺设好之后看起来是不是横平竖直,间距均匀),这方面地暖模块肯定占据明显优势——整齐划一的间距是人工铺设管道所无法媲美的,但在我看来,刻意追求管道铺设的美观度对于使用体验来说是没有太多意义的。
层高占用:这是一个鱼与熊掌的问题,地暖的每一层都有各自的用途,比如,下方的保温板是为了避免你家的天然气加热了楼下邻居的天花板,最上方的豆石混凝土除了可以保护管道之外,最重要的便是将管道的热量积蓄起来并均匀的散发出去。如果为了节约那么两三厘米的高度而降低某一层的厚度或者干脆取消,对于地暖的使用可能会有适得其反的效果。
2.8 地砖还是地板?
如果只考虑地暖的效果,那毋庸置疑,肯定是地砖更有利于地暖效果的发挥,无论是升温的速度还是最高可以到的温度。但可惜装修并不是一件只讨论理性的课题,对于很多人来说,地板所带来触感和观感是地砖所不能替代的。所以,对于相当多要装地暖的人来说,选地板还是地砖就成了摆在他们面前的难题。
我的看法是,如果你是个一个只关注性能参数的理工男/女,地砖肯定是地暖的最佳搭档,良好的导热性能和蓄热性是地砖相对木地板的明显优势。但对于大多数人来说,无论你喜欢地砖还是地板,都无需犹豫,想铺什么就铺什么,无论是全屋地板/地砖,还是客厅地砖,其他房间地板,都无所谓,至于如何让地面热起来的事情,就交给专业的暖通安装商吧。只是有一点需要关注下,如何让家里铺设地板和铺设地砖的区域能够得到比较一致的使用体验——主要是指经过一段时间加热后的地表温度,升温速度地砖区域肯定更快。
2.9 为什么说混水中心是地暖系统里非常重要的组件?
什么是混水中心,它又可以称为混水降温系统,顾名思义,就是可以把水温降低的装置。
从工作特性的角度来看壁挂炉和地暖盘管,会发现它们其实是一对不合拍的组合:壁挂炉具备小流量大温差的特点;而地暖盘管则具备大流量小温差的特点。直接将它们通过分集水器组合在一起,无论对于哪一方来说,都只能说是将就着过——俗话说得好,强扭的瓜不甜。
此外,前面在壁挂炉那一部分已经提过,我们目前使用最广泛的壁挂炉属于普通壁挂炉(非冷凝炉),也知道天然气燃烧后会产生大量水蒸气,如果按照普通壁挂炉设计的高温出水工况(用于直供暖气片系统,通常水温会超过70度),高温烟气中的水蒸气不容易形成冷凝水而是直接排放到空气中,就不会对纯铜材质(通常表面还会涂覆一层防腐蚀涂料,但也耐不住冷凝水的长时间腐蚀,所以冷凝炉才会用特殊的耐腐蚀材质来制作主换热器)的主换热器造成明显伤害。但如果我们将普通壁挂炉直接用来为地暖系统提供采暖水,势必将出水温度降低到50度甚至45度,此时回到炉膛中进行再次加热的回水温度明显低于露点(54度左右),燃烧室中产生的大量水蒸气在换热器表面很容易就形成了酸性的冷凝水(尤其是当壁挂炉工作在低功率小火状态下),长期下来必然会对主换热器造成明显的腐蚀作用。
混水中心的出现,就是为了解决上面的两个问题。
混水中心上可以人为设定进入地暖盘管的供水温度,一般设置到45度,此时无论壁挂炉的水温有多高(只要超过45度),混水中心都会根据检测到的水温自动控制混水阀将壁挂炉过来的高温水和地暖低温回水进行按比例混合以达到设置的温度(比如45度),从而避免壁挂炉生产的高温水直接进入地暖管道对管道产生不利的影响。
正是得益于混水中心的这一特征,可以有效放大了地暖盘管内的系统水流量(送入地暖盘管的水=壁挂炉送来的高温水的一部分+地暖盘管散热后的低温水一部分),从而成功解决了壁挂炉大温差小流量和地暖盘管内小温差大流量的矛盾,让各自系统都工作在适合自己的最佳工况下。
其次,采用了混水中心后,可以将壁挂炉的出水温度提高到70度甚至更高,有效避免了在低温供水工况下主换热器产生冷凝水腐蚀的问题。可谓一举两得。
可能有人会问了,既然混水中心这么好,为什么市面上常见的地暖系统很少有采用混水中心的(一般商家会说只有地暖和暖气片系统混装的时候才需要用到混水中心)。这个问题我来分析,估计首先是混水中心是一套比较复杂的系统,不仅是如何应用的问题,也有如何正确调试的问题。二来一套混水中心的成本是非常可观的,可能会让报价整体上涨2000元甚至更高,对于很多追求“物美价廉“的非专业客户来说,显然很容易失去竞争力。
总结一句:即便是纯地暖系统也建议采用混水中心,不仅可以延长壁挂炉的使用寿命,也可以有效提升地暖系统的散热效率。
2.10 关于温控系统——不仅决定了舒适度的高低,也关乎气费的多少
接下来说一说温控的方案:这一部分其实是应该重点关注的,因为它的优劣,将直接影响到后期使用的舒适性和使用的费用。
目前市面上最常见的温控方案为房间内的液晶温控器+分集水器上的电热执行器,大致的工作原理是用户首先在液晶温控器上设定所需的房间温度,如果室内温度比设定温度低,温控器就会通知分集水器上对应这个房间地暖回路的电热执行器打开阀门,让采暖热水流入这个房间对应的地暖管道,从而逐渐提高房间的温度,当温控器里面的感温器探测到房间温度达到了设定温度后,温控器又会通知分集水器对应回路上的电热执行器关闭阀门,从而让采暖热水不再流入这个房间对应的管道,于是房间的温度又慢慢降低了。
这套温控系统的缺点非常明显——与燃气壁挂炉没有任何沟通联系,换句话说,燃气壁挂炉无法感知室内系统的采暖需求,即便室内所有房间都达到了设定温度,壁挂炉也无法迅速反应过来而停止加热,这时候,燃气就被白白的浪费了。
而我们一直采用的属于另一方案——在之前的方案基础上增加了中央控制系统,将每个房间的液晶温控器、分集水器上的电热执行器、燃气壁挂炉、外置水泵(或混水中心里的水泵)全部连接在中央控制盒上,由中央控制系统来进行总体控制。还是前面说到的那种情况:室内最后一个房间也达到了设定温度,这时候中央控制盒会立刻通知燃气壁挂炉停止加热,进入待机状态,直到有任意一个房间的温度降低到需要重新加热的情况,燃气壁挂炉又会接到中央控制系统的通知立刻重新点火加热,从而让每一丝燃气都用在该用的地方,不会白白浪费。
在上述第二套方案的基础上,还可以增加远程智能控制,尤其是对于户型比较大,房间比较多的家庭。利用手机端APP的友好界面,可以非常便捷地对每个房间的加热周期进行设定,即便临时因为下班后和朋友吃饭而晚回家,也可以通过APP远程通知家里的地暖推迟升温的时间,从而有效节约燃气。