地面輻射供暖系統(tǒng)清洗的重要性和效果

梁友高， 鐘家淞

(廣東萬和熱能科技有限公司，廣東順德528305)

1 概述

筆者隨機在北京地區(qū)針對一戶使用地面輻射供暖系統(tǒng)的用戶進行測試，通過供暖系統(tǒng)清洗前和清洗后的試驗比對，分析供暖系統(tǒng)定期洗清的重要性和效果。

測試現(xiàn)場條件如下：

① 燃氣采暖熱水爐的額定熱輸入為24 kW，可根據(jù)建筑物耗熱量自動調節(jié)熱輸入，最小熱輸入為8 kW。

② 用戶的地面輻射供暖系統(tǒng)已使用2 a，供暖面積為160 m2。

③ 分水器和集水器分別為8路管，安裝在客廳，分水器和集水器的安裝符合JGJ 142—2012《輻射供暖供冷技術規(guī)程》第5.3節(jié)的要求。

④ 燃氣采暖熱水爐安裝在設備間，與分水器和集水器的距離為10 m。

⑤ 燃氣采暖爐內的水泵為定速水泵，供暖系統(tǒng)沒有安裝外置水泵。

⑥ 室外環(huán)境溫度為2 ℃。

測試方案如下：

① 在燃氣采暖熱水爐的供水口和回水口處安裝表面溫度計，采集燃氣采暖熱水爐的供水溫度和回水溫度,使用鋁箔將表面溫度計的測溫點粘貼到管壁，見圖1的溫度采集點9、10。

② 在分水器和集水器所接的4個環(huán)路的供水口和回水口處安裝表面溫度計，采集每個環(huán)路的供水溫度和回水溫度，使用鋁箔將表面溫度計的測溫點粘貼到管壁，見圖1的溫度采集點1～8。其中溫度采集點1和溫度采集點5之間的管道形成環(huán)路1，溫度采集點2和溫度采集點6之間的管道形成環(huán)路2，依此類推。

③ 在供暖系統(tǒng)主管路的回水管處安裝浮子流量計，采集主管路循環(huán)水流量。

④ 燃氣采暖熱水爐的供水溫度設置為50 ℃。

數(shù)據(jù)采集點布置見圖1。

圖1 數(shù)據(jù)采集點布置

2 供暖系統(tǒng)清洗前測試分析

在供暖系統(tǒng)清洗前進行測試，將燃氣采暖熱水爐的供水溫度設置為50 ℃，測試燃氣采暖熱水爐的實際供水溫度、回水溫度、實際熱輸入以及各環(huán)路的供、回水溫差。

2.1 燃氣采暖熱水爐側的測試數(shù)據(jù)及分析

試驗時回水的初始溫度為26.9 ℃，通過浮子流量計測試出供暖系統(tǒng)循環(huán)水流量為6.2 L/min。通過讀取用戶燃氣表的示值，計算出燃氣采暖熱水爐的實際熱輸入。清洗前燃氣采暖熱水爐的測試數(shù)據(jù)見表1。

表1 清洗前燃氣采暖熱水爐側的測試數(shù)據(jù)

從表1可以看出：

① 在時間為0 min時，燃氣采暖熱水爐還沒啟動。在時間在25 min時，燃氣采暖熱水爐的實際供水溫度達到54 ℃，達到超溫停機溫度。在26～41 min之間，供水溫度出現(xiàn)起伏波動，是因為燃氣采暖熱爐出現(xiàn)了反復啟?，F(xiàn)象而導致問題(表1中運行時間間隔取值變化是因為要記錄燃氣采暖熱水爐的啟停時間點)。出現(xiàn)這種情況的主要原因是此時的系統(tǒng)循環(huán)水流量只有6.2 L/min，低于與這臺燃氣采暖熱水爐相匹配的最小流量(為11.25 L/min)，最小流量是根據(jù)燃氣采暖熱水爐最小熱輸入9 kW和GB 50736—2012《民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》推薦的供回水溫差10 K進行計算得來的。過小的供暖系統(tǒng)循環(huán)水流量經過燃氣采暖熱水爐加熱后快速達到超溫停機溫度而導致燃氣采暖熱水爐停機。由此可見，此時的供暖系統(tǒng)循環(huán)水流量與燃氣采暖熱水爐不匹配。

② 燃氣采暖熱水爐回水溫度上升比較慢，經過41 min后才從初始的26.9 ℃上升到32.9 ℃。這說明了地面輻射供暖系統(tǒng)的溫升偏慢，這也是系統(tǒng)流量偏小導致。

③ 表1中Δt為燃氣采暖熱水爐的供水溫度與回水溫度之差，除停機外，Δt在21.1～23.5 ℃范圍，不符合GB 50736—2012《民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》推薦的供水溫度與回水溫度之差(5～10 ℃)。

2.2 分水器和集水器側的測試數(shù)據(jù)及分析

使用表面溫度計測試分水器和集水器中的環(huán)路1～4的供、回水溫度，清洗前分水器和集水器各測試環(huán)路的供、回水溫差隨時間變化曲線見圖2。其中，環(huán)路1的供、回水溫差為溫度采集點1與5的溫差，環(huán)路2的供、回水溫差為溫度采集點2與6的溫差，依此類推。從測試數(shù)據(jù)可以看出：

① 每個環(huán)路的供、回水溫差較大，這也是系統(tǒng)流量偏小導致(小流量，大溫差)。

圖2 清洗前分水器和集水器各測試環(huán)路的供、回水溫差隨時間變化

② 燃氣采暖熱水爐的實際供水溫度比分水器的溫度采集點的溫度高1～2 ℃，是因為燃氣采暖熱水爐與分水器之間存在10 m的距離，而且這段管道保溫效果不好，所以必須做好管道的保溫。

3 供暖系統(tǒng)的清洗

使用某品牌的清洗機及其配套的清洗液對此供暖系統(tǒng)進行清洗，該清洗機自帶高速循環(huán)清洗泵和容積為50 L的水箱，具有正向與逆向清洗功能。清洗過程如下：

① 將供暖系統(tǒng)內的水排空，拆卸燃氣采暖熱水爐與供暖系統(tǒng)供回水管道的接口。

② 打開供暖系統(tǒng)最低點排水閥，徹底排空供暖系統(tǒng)的循環(huán)水。將清洗機的循環(huán)水進口與供暖系統(tǒng)的回水管道連接，將清洗機的循環(huán)水出口與供暖系統(tǒng)的供水管道連接。

③ 往清洗機的水箱中注入自來水，待水箱注滿水后，將清洗機接通220 V市電，開啟高速循環(huán)清洗泵，往供暖系統(tǒng)注水。在高速循環(huán)清洗泵工作過程中，持續(xù)往水箱注入自來水，保證水箱滿水。對供暖系統(tǒng)進行反復清洗，清洗中的污水通過清洗機的排污口排到下水道，直至供暖系統(tǒng)的水顏色清亮。

④ 斷開清洗機的電源，往清洗機的水箱中加入清洗液，按照每1 L清洗液配100 L自來水的比例進行配制。該用戶的供暖面積為160 m2,供暖系統(tǒng)管道的容積約140 L，因此，將1.4 L的清洗液倒入清洗機的水箱中即可。

⑤ 清洗機接通220 V市電，開啟高速循環(huán)清洗泵，保持清洗液水溶液在常溫下循環(huán)運行清洗。 通過調節(jié)清洗機的清洗方向轉換調節(jié)旋鈕，使清洗水流正向清洗1 h，再逆向清洗1 h。然后，通過清洗機的排污口和供暖系統(tǒng)的最低點排水閥排空清洗液水溶液，再注入自來水對供暖系統(tǒng)進行清水清洗30 min，直至系統(tǒng)內無清洗液殘留。

⑥ 拆下清洗機與供暖系統(tǒng)的連接口，重新將燃氣采暖熱水爐與供暖系統(tǒng)的供回水管道的接口連接好，再對供暖系統(tǒng)進行補水，完成供暖系統(tǒng)清洗工作。

4 供暖系統(tǒng)清洗后測試分析

將燃氣采暖熱水爐的供水溫度設置為50 ℃，測試燃氣采暖熱水爐的實際供水溫度、回水溫度、實際熱輸入以及各環(huán)路的供、回水溫差。

4.1 燃氣采暖熱水爐側的測試數(shù)據(jù)及分析

試驗時回水的初始溫度為27 ℃，通過浮子流量計測試出供暖系統(tǒng)循環(huán)水流量為13 L/min。清洗后燃氣采暖熱水爐側的測試數(shù)據(jù)見表2。

從測試數(shù)據(jù)可以看到：

① 供暖系統(tǒng)循環(huán)水流量由清洗前的6.2 L/min，提升到13 L/min。由此可見，此供暖系統(tǒng)清洗前存在循環(huán)不暢的情況。清洗后，系統(tǒng)流量大于與燃氣采暖熱水爐相匹配的最小流量。

② 燃氣采暖熱水爐啟動后，其控制系統(tǒng)根據(jù)設置溫度50 ℃逐漸降低實際熱輸入，以達到50 ℃的恒溫輸出，沒有出現(xiàn)超溫停機現(xiàn)象，工作穩(wěn)定。

表2 清洗后燃氣采暖熱水爐側的測試數(shù)據(jù)

③ 燃氣采暖熱水爐維持在50 ℃的恒溫輸出，回水溫度由27 ℃上升到35.2 ℃共耗時70 min，可知地面輻射供暖系統(tǒng)的溫升過程是比較慢的。

4.2 分水器和集水器側的測試數(shù)據(jù)及分析

清洗后分水器和集水器各測試環(huán)路的供、回水溫差隨時間變化見圖3。

圖3 清洗后分水器和集水器各測試環(huán)路的供、回水溫差隨時間變化

從圖3可以看出，清洗后的供暖系統(tǒng)，因為燃氣采暖熱水爐側的供水溫度平穩(wěn)，恒溫在50 ℃，所以分水器和集水器的供、回水溫度差走勢平穩(wěn)，分水器和集水器各環(huán)路的供、回水溫差逐漸趨向于9～10 ℃范圍，基本上達到國家標準GB 50736—2012《民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》推薦的供、回水溫差范圍。

5 結論

供暖系統(tǒng)使用一段時間后，各種因素導致阻力變大，循環(huán)水流量變小，從而影響了燃氣采暖熱水爐與供暖管道的良好匹配運行。系統(tǒng)經過清洗后，阻力下降，系統(tǒng)流量和燃氣采暖熱水爐實際熱輸入有很大提升，供暖系統(tǒng)回歸到較理想的工作狀態(tài)，系統(tǒng)清洗效果良好。因此，定期對供暖系統(tǒng)進行清洗非常重要。