(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)即開即用“零等待”的舒適性要求。對于有足夠的安裝空間儲熱水箱，使用空氣源熱泵熱水器、容積式燃?xì)獗趻鞝t、熱管式太陽能熱水器等本身有儲熱水箱的生活熱水設(shè)備的大戶型家庭來說，在儲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、一臺循環(huán)泵及一套控制系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)。而對于使用普通燃?xì)鉄崴?、即熱式燃?xì)獗趻鞝t等快速燃?xì)鉄崴鞯男粜陀脩魜碚f，由于沒有儲熱水箱，無法直接加設(shè)生活熱水循環(huán)系統(tǒng)，從而無法提供即開即用的生活熱水。用戶在使用生活熱水過程中，必須先放掉存留在熱水管道中的冷水，等待一段時間后才能夠有生活熱水出來，不僅會浪費(fèi)大量的水資源，也帶來使用中的不便。這種弊端對于廚房與衛(wèi)生間布局間隔較遠(yuǎn)的用戶來說更為明顯。

1 直接增加循環(huán)泵

借鑒帶有儲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)管上加裝一臺小功率屏蔽泵而組成。考慮到自來水、熱水和循環(huán)水的流向問題，在管路系統(tǒng)中加裝了單向閥1和單流閥2。當(dāng)沒有生活熱水需求時，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、定溫、手動等三種模式運(yùn)行。在定時運(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)行間隔模式供用戶根據(jù)對熱水溫度的偏好、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，循環(huán)泵運(yùn)行，達(dá)到最先設(shè)定的最高溫度時，循環(huán)泵停止運(yùn)行。循環(huán)泵運(yùn)行時，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，觸發(fā)燃?xì)鉄崴鲀?nèi)部的水流開關(guān)，使熱水器短時間運(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刻存在不低于一定溫度的熱水。當(dāng)打開用水點(diǎn)的熱水龍頭需要熱水時，水流按照“自來水管→單向閥1→燃?xì)鉄崴鳌鸁崴堋盟c(diǎn)”的流向流動，進(jìn)入燃?xì)鉄崴鞯淖詠硭|發(fā)水流開關(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)水龍頭打開的同時就有滿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)際使用過程中，循環(huán)泵的每一次運(yùn)轉(zhuǎn)都會引起快速燃?xì)鉄崴鞯狞c(diǎn)火運(yùn)行，勢必造成由于頻繁點(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

針對上述系統(tǒng)中涉及到的設(shè)備頻繁啟動問題，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4～8 L的緩沖水箱，當(dāng)沒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，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，既能滿足熱水管道中有滿足最低溫度的熱水，又不至于頻繁啟動燃?xì)鉄崴?。為了進(jìn)一步控制水流方向，加裝了兩個單向閥和一個電動三通閥。

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，電動三通閥的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，滿足熱水管中有符合需要的熱水，不會造成燃?xì)鉄崴鼽c(diǎn)火運(yùn)行。經(jīng)過多次的熱水循環(huán)之后，緩沖水箱中的熱水溫度也會逐步降低。當(dāng)緩沖水箱里面的熱水溫度低于設(shè)定的溫度時，循環(huán)泵運(yùn)轉(zhuǎn)，電動三通閥的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，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)用戶打開用水點(diǎn)熱水龍頭時，循環(huán)泵不管是否在運(yùn)行都停止運(yùn)轉(zhuǎn)，電動三通閥AC連通，水流按照“自來水→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，為用戶“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，依舊需要啟動燃?xì)鉄崴鬟M(jìn)行加熱，沒有徹底解決燃?xì)鉄崴鞯狞c(diǎn)火運(yùn)行次數(shù)較多的問題。

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多時，即使沒有生活熱水需求，燃?xì)鉄崴饕琅f需要點(diǎn)火運(yùn)行。對此作出了“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，電加熱裝置在控制器的作用下開始工作，直到緩沖水箱中的水溫達(dá)到預(yù)設(shè)的最高溫度為止。這種形式既可以滿足緩沖水箱中水溫的相對恒定，又不至于引起燃?xì)鉄崴鞯狞c(diǎn)火運(yùn)行。

4 結(jié)束語

實(shí)踐證明，借助緩沖水箱在滿足客戶“即開即用”零等待的同時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，在滿足客戶對生活熱水的高要求的同時確保燃?xì)鉄崴O(shè)備只有在客戶使用生活熱水時才進(jìn)行點(diǎn)后運(yùn)行，進(jìn)一步減少點(diǎn)火頻率延長了燃?xì)鉄崴鞯氖褂脡勖档驮胍粑廴尽?/p>