導(dǎo)讀：上一期談到地暖混水裝置是一種應(yīng)用廣泛的工況轉(zhuǎn)換設(shè)備，在供暖系統(tǒng)方案的構(gòu)建中具有重要的作用，而用好混水裝置能夠讓很多復(fù)雜的問題簡單化，但是我們談的混水裝置只是一個概念中的理想產(chǎn)品，在實(shí)際使用中不同的產(chǎn)品具有不同的特性，也有著不同的適用范圍。

 

兩年前，我在貴州做培訓(xùn)，講到多層別墅客戶的地暖系統(tǒng)方案如何做時，一個學(xué)員對我說，他做了一套壁掛爐帶三層別墅的地暖系統(tǒng)，每層都安裝了一套混水裝置，但使用的時候發(fā)現(xiàn)總有一層不熱：正常情況下三樓會不熱，只有把一樓或者二樓關(guān)閉后三樓才會熱；或者三樓熱了一樓和二樓不熱，一直達(dá)不到供暖設(shè)計要求。

 

其實(shí)他用的方案和我講的差不多，但為什么不好用呢？

 

通過溝通后發(fā)現(xiàn)原來是他選擇的混水裝置不合適而導(dǎo)致的，因此我就建議他更換合適的混水裝置。

 

記得當(dāng)時他還問我：“市場上有這么多品牌和型號的混水裝置，怎么選擇最適合的產(chǎn)品呢？”

 

我相信這個問題也是很多人的困惑，對于應(yīng)用普遍的混水裝置目前也沒有正式的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和檢測手段，甚至連選擇依據(jù)的參數(shù)指標(biāo)都沒有，根本無從下手，也正是因?yàn)檫@個原因?qū)е禄焖b置的應(yīng)用受到了很大的局限。

 

那么面對各種各樣的混水裝置如何判斷其性能呢？如何根據(jù)不同的應(yīng)用情況選擇合適的產(chǎn)品呢？今天我們就來深入探討這兩個問題。

 

混水裝置需要具備什么樣的性能指標(biāo)？

 

對于這個問題我們不從混水裝置本身出發(fā)，而是從用戶在使用混水裝置時希望達(dá)到的目的出發(fā)，從這一點(diǎn)上可以歸結(jié)到下面幾個方面的要求：

 

1、水溫穩(wěn)定性

 

首先混水裝置的基本功能是用于將高溫供水進(jìn)行降溫，獲得穩(wěn)定的所需水溫，比如將80℃的熱水降到40℃，當(dāng)獲得40℃水溫后需要穩(wěn)定這個溫度，不能一會高一會低，因此我們需要混水裝置具備第一個特性：水溫穩(wěn)定性。
 

 

圖1 A混水系統(tǒng)運(yùn)行特性曲線

 

水溫穩(wěn)定性是混水裝置最基本的要求，其他性能指標(biāo)都是建立在這個基礎(chǔ)上的。如果混水溫度在外部工況穩(wěn)定的時候仍然大幅度波動，這就意味著混水裝置的調(diào)節(jié)裝置不穩(wěn)定，在工作時高溫進(jìn)水流量就會忽高忽低。如果將這個混水裝置與壁掛爐直接連接，則壁掛爐的出水量也會忽大忽小。而且低于壁掛爐的最小所需流量則會“超溫停爐”甚至導(dǎo)致高溫故障報警，使供暖系統(tǒng)無法正常工作。

 

如圖1所示，這臺混水裝置的水溫穩(wěn)定性很好，當(dāng)上面第一條一次水溫在基本穩(wěn)定的情況下，混水裝置的出水溫度不論設(shè)定在多少度都能保持穩(wěn)定，波動范圍小于±1℃。
 

 

圖2 C混水系統(tǒng)運(yùn)行特性曲線

 

圖2中這臺混水裝置的水溫則明顯不穩(wěn)定，在一次水溫基本穩(wěn)定的情況下，混水溫度呈現(xiàn)出大幅度的變化，波動范圍達(dá)到近60℃，這種混水裝置會對供暖管道等造成非常嚴(yán)重的影響，不能和壁掛爐系統(tǒng)配合。我有一個朋友幾年前在長沙就銷售過這種混水裝置，而且銷售了一千多臺，但第二年就全部拆除了。

 

水溫穩(wěn)定性的簡易判斷方法：

 

上面的數(shù)據(jù)是通過專業(yè)測試平臺測試出來的，在我們沒有條件進(jìn)行專業(yè)測試的時候，有一種簡單的判斷方法：保持一個穩(wěn)定的進(jìn)水溫度，對集中供熱用戶而言不是問題，但對于壁掛爐用戶來說建議設(shè)定出水溫度在60℃左右，末端負(fù)荷全開，這樣相對壁掛爐系統(tǒng)能有一個穩(wěn)定的水溫。將混水裝置的出水溫度設(shè)定為40℃，然后觀察混水溫度表的變化，連續(xù)觀察10分鐘～20分鐘，其最低值和最高值之差就是混水溫度波動范圍。

 

但是對于一些采用溫控器控制的混水裝置，可能會在溫度顯示器方面動手腳，而最好的方法是用手摸一下分水器表面的溫度，感受溫度的變化情況，或者用一個外加溫度計檢測溫度波動。

 

個人認(rèn)為，一個良好的混水裝置在外部工況穩(wěn)定情況下，混水溫度的波動范圍應(yīng)該在±1℃之內(nèi)。

 

2、水溫適應(yīng)性

 

當(dāng)進(jìn)水溫度保持穩(wěn)定的同時混水溫度也穩(wěn)定時，不等于當(dāng)進(jìn)水溫度波動的時候混水溫度還能維持穩(wěn)定，因?yàn)楹笳邔φ{(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求更高。水溫適應(yīng)性對于壁掛爐供暖非常重要：當(dāng)壁掛爐通過混水裝置帶地暖的時候，壁掛爐通常處于間斷的工作狀態(tài)，出水溫度可能有20℃～30℃的波動，如果混水裝置不能保持出水溫度的穩(wěn)定，則地暖管、分水器、連接件等地方都會長期處于熱脹冷縮的工況下，承受熱應(yīng)力的影響，從而降低了供暖系統(tǒng)的使用壽命，甚至導(dǎo)致松動脫管等問題的發(fā)生。

 

當(dāng)然，我們很難實(shí)現(xiàn)當(dāng)進(jìn)水溫度大幅度波動時混水溫度依然能保持絕對穩(wěn)定，但是要盡可能降低影響，這對于供暖系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有重要的意義。
 

 

圖3 A混水溫度適應(yīng)性曲線

 

從圖3中可以看出，這臺混水裝置設(shè)定的出水溫度是35℃，當(dāng)進(jìn)水溫度從30℃升高到70℃時，出水溫度在30℃～37℃之間變化；當(dāng)水溫在40℃～70℃變化時混水溫度則從34℃升至37℃，只有3℃的變化，特別注意當(dāng)一次水溫低于混水裝置設(shè)定的出水溫度時，混水溫度基本等于一次水溫，這點(diǎn)在集中供熱低溫供水時很重要。

 

水溫適應(yīng)性簡單判斷方法：

 

集中供熱用戶由于無法調(diào)整熱源溫度，因此這個測試無法進(jìn)行。對于壁掛爐用戶而言，末端分水器要保持開啟四路，設(shè)定混水溫度為40℃，壁掛爐為75℃，注意觀察壁掛爐的水溫變化。當(dāng)水溫達(dá)到80℃并且壁掛爐停爐時，記錄混水裝置的出水溫度，然后觀察壁掛爐出水溫度的變化，每降低5℃記錄一次混水溫度，直到壁掛爐再次點(diǎn)火時記錄最后一個溫度，第一個溫度和最后一個溫度之差如果在5℃～6℃之內(nèi)，而壁掛爐最高出水溫度與最低出水溫度差異在25℃～30℃之間，則調(diào)節(jié)特性可以視為合格。

 

個人認(rèn)為，良好的混水裝置應(yīng)該能夠在進(jìn)水溫度波動在30℃時，混水溫度波動范圍在±3℃之內(nèi)。（當(dāng)然，進(jìn)水溫度波動的低溫點(diǎn)必須高于混水裝置的設(shè)定溫度。）

 

3、壓差適應(yīng)性

 

當(dāng)混水裝置連接到供暖系統(tǒng)中時，一次壓差可能有比較大的變化。比如用于多層大系統(tǒng)或者集中供熱時，不同用戶和不同位置的一次壓差可能變化較大，低的時候可能只有0.1kgf/c㎡，或者更低，高的時候可能高于1kgf/c㎡，甚至更高。即使在同一個系統(tǒng)中，當(dāng)末端負(fù)荷變化的時候也會影響到一次壓差，因此我們希望混水裝置可以適應(yīng)盡量大的壓差范圍，不會因?yàn)閴翰畹淖兓瘜焖疁囟扔刑蟮挠绊憽?br />  

 

圖4 A混水壓差適應(yīng)性測試曲線

 

從圖4中可以看出，這臺混水裝置的壓差適應(yīng)性很好，在一次壓差在0～2kgf/c㎡之間，出水溫度在38℃～35℃之間變化時，基本保持穩(wěn)定。
 

 

圖5 B混水壓差適應(yīng)性測試曲線

 

圖5是另外一臺混水裝置的測試結(jié)果，可以看出當(dāng)一次壓差高于1.2kgf/c㎡后出水溫度處于失控狀態(tài)，失去了混水裝置降溫的作用，在集中供熱中可能會造成嚴(yán)重的超溫不適現(xiàn)象。

 

壓差適應(yīng)性簡單判斷方法：

 

對于集中供熱用戶來說，壓差難以控制，因此不能做此項測試。而對于壁掛爐用戶來說，可以進(jìn)行“野蠻”測試：當(dāng)壁掛爐的出水溫度為75℃時，混水裝置的出水溫度調(diào)整到35℃，然后直接對壁掛爐進(jìn)行斷電，讓其內(nèi)部水泵停止工作，觀察斷電前后1分鐘內(nèi)混水裝置的出水溫度變化，范圍不超過5℃為好。如果混水裝置的工況良好，那么這種測試將不會對壁掛爐造成太大影響，因?yàn)楸趻鞝t停電后雖然水泵也會停止轉(zhuǎn)動，但是在混水內(nèi)置泵的作用下?lián)Q熱器仍然有水流通過，以帶走換熱器的熱量，不會對壁掛爐造成過熱故障等損害。

 

個人認(rèn)為，一個良好的混水裝置需要在一次壓差為0的時候能正常工作，在一次壓差為1.5kgf/c㎡時也能正常工作，同時當(dāng)壓差在0.2kgf/c㎡～1.0kgf/c㎡之間變化時，混水溫度波動范圍要在±3℃之內(nèi)。

 

4、流量適應(yīng)性

 

混水裝置在使用時所帶分水器的使用路數(shù)不同，或者同一個分水器會出現(xiàn)部分房間關(guān)閉的情況，這時混水裝置的流量將會發(fā)生很大的變化，這種情況下混水裝置能穩(wěn)定工作的能力就是流量適應(yīng)性。

 

由于供暖系統(tǒng)為了控制室溫或者節(jié)能，末端經(jīng)常會出現(xiàn)變流量工況的情況，特別是采用分室溫控的用戶，混水裝置的流量適應(yīng)性將是非常重要的指標(biāo)。適應(yīng)性不好的混水裝置會出現(xiàn)部分房間關(guān)閉后系統(tǒng)工作不穩(wěn)定的情況，從而影響到熱源的穩(wěn)定性，導(dǎo)致發(fā)生各種供暖故障。

 

流量適應(yīng)性不好的混水裝置，當(dāng)大流量工作時其出水溫度會降低；當(dāng)小流量工作時其出水溫度波動將加大，甚至出現(xiàn)不能穩(wěn)定溫度的狀況，特別是對于分室溫控供暖或者用戶可能需要關(guān)閉部分房間的情況而言非常重要。
 

 

圖6 A混水變流量負(fù)荷測試曲線

 

從圖6中可以看出，當(dāng)這臺混水裝置的二次流量在200kg/h～1000kg/h之間變化時，混水裝置的出水溫度幾乎保持不變，這就說明混水裝置的流量適應(yīng)性非常突出。

 

對比圖7，你會發(fā)現(xiàn)圖7這臺混水裝置的流量適應(yīng)性就很差：當(dāng)二次流量降低到500kg/h的時候，混水溫度波動逐步加大，無法維持穩(wěn)定的工作，如果和壁掛爐連接將導(dǎo)致壁掛爐工作失常，致使房間不熱或者耗氣量大增。
 

 

圖7 B混水變流量負(fù)荷測試曲線

 

流量適應(yīng)性判斷方法：

 

保持進(jìn)水溫度穩(wěn)定，當(dāng)混水裝置的出水溫度低于進(jìn)水溫度20℃左右時，末端分水器全開，記錄混水溫度，然后逐路關(guān)閉分水器，每關(guān)閉一路就測量一次混水溫度，直到剩下一路開啟為止，這時比較混水溫度的變化幅度，在5℃以內(nèi)為佳。

 

個人認(rèn)為，良好的混水裝置必須滿足流量低于200kg（一路地暖管開啟）時穩(wěn)定工作的要求，最大流量能滿足1000kg/h（實(shí)鋪100㎡以上流量需求）穩(wěn)定工作，并且在設(shè)定值不變的情況下，流量變化帶來的水溫變化低于±3℃。

 

5、負(fù)荷適應(yīng)性

 

散熱量是一個變化的數(shù)值，當(dāng)天氣變化或者末端房間關(guān)閉時實(shí)際散熱負(fù)荷將發(fā)生變化，混水的控制裝置則需要維持混水溫度的穩(wěn)定，特別是低負(fù)荷的時候高溫進(jìn)水量很小，少量的一次水量變化就會導(dǎo)致出水溫度有較大的變化，這對于混水裝置的控制部分提出了很高的要求，很多混水裝置在常規(guī)負(fù)荷時能穩(wěn)定工作，但在低負(fù)荷時則會出現(xiàn)較大的波動。

 

負(fù)荷適應(yīng)性參看圖6，無論負(fù)荷在20kW、10kW、5kW還是2kW，混水裝置的出水溫度都能保持穩(wěn)定。

 

對于水溫穩(wěn)定性或者水溫適應(yīng)性都無法達(dá)到要求的混水裝置，不用測試負(fù)荷適應(yīng)性，因?yàn)榭隙ú缓茫荒軕?yīng)用于上述場合。

 

負(fù)荷適應(yīng)性測試方法：

 

在用戶家里其實(shí)很難快速改變負(fù)荷，那么我們用關(guān)閉部分管路的方法來實(shí)現(xiàn)負(fù)荷變化。測試方法同流量適應(yīng)性測試方式一樣，其實(shí)上面這個測試已經(jīng)同時反映了兩個因素變化的疊加，通過上述測試的混水裝置的負(fù)荷適應(yīng)性也沒問題。

 

個人認(rèn)為，良好的混水裝置是當(dāng)末端負(fù)荷從1kW～20kW時都能穩(wěn)定工作，對于更專業(yè)的測試只能在專用測試平臺上體現(xiàn)出來。

 

6、一次阻力特性

 

當(dāng)混水裝置內(nèi)一次水溫較低的時候需要大量的一次水進(jìn)入循環(huán)才能滿足地暖用水需求，因此調(diào)節(jié)閥一次進(jìn)水通道阻力對這種情況下混水裝置的正常工作有著重要影響，特別是針對集中供熱或者冷凝壁掛爐、熱泵等可能低溫供熱的工況下更是如此。有些混水裝置供水通道阻力太大，很容易出現(xiàn)低溫時降低混水溫度，或者高負(fù)荷時無法滿足應(yīng)用需求。

 

阻力特性測試方法：

 

阻力特性在用戶那里很難測試準(zhǔn)確，只能憑感覺判斷。對于集中供熱用戶，需降低混水溫度并設(shè)置到高于進(jìn)水溫度值，而且把末端分水器全部打開，等待1個小時后用手摸一下各個分水器的回水管道，感覺溫差大小，如果有一些管路回水很涼說明水量嚴(yán)重不足；如果回水溫度差不多，則說明一次流量充足，應(yīng)該能夠滿足要求。

 

對于壁掛爐用戶來說，可以將壁掛爐供水溫度設(shè)置為40℃，將混水溫度設(shè)定為55℃，然后用同樣的方式判斷回水溫度是否均勻，再進(jìn)行粗略的判斷。

 

個人認(rèn)為，一次側(cè)在壓差為0.2kgf/c㎡的情況下，流量能達(dá)到1000kg/h左右最好，這樣即使集中供熱中供水溫度較低的時候也可以滿足地暖所需溫度，對于壁掛爐則流量需要達(dá)到500kg/h～700kg/h，才能滿足要求。

 

不同系統(tǒng)如何選擇合適的混水裝置

 

上面講了混水裝置的各種性能指標(biāo)，主要用來指導(dǎo)我們在做系統(tǒng)設(shè)計時如何選擇合適的混水裝置，下面針對幾種常用的情況給出選擇建議：

 

1、壁掛爐帶地暖

 

高溫壁掛爐通過混水裝置直接帶地暖，想要壁掛爐穩(wěn)定工作需要幾個條件：

 

第一，混水裝置的溫度特性要穩(wěn)定，避免調(diào)節(jié)不穩(wěn)定造成壁掛爐流量的大幅度波動，導(dǎo)致壁掛爐工作不穩(wěn)定。

 

如圖8所示，該臺混水裝置在工作的時候出水溫度上下波動，導(dǎo)致進(jìn)入一次水流量同步波動（最下面黃色線），這樣壁掛爐工作流量波動則會導(dǎo)致耗氣量高甚至工作異常。
 

 

圖8 B混水系統(tǒng)運(yùn)行特性曲線

 

第二，混水裝置的溫度適應(yīng)性要好，壁掛爐在工作的時候處于間歇工作狀態(tài)，出水溫度會有數(shù)十度的波動，通過混水裝置要將送到地暖的溫度穩(wěn)定到盡可能小的波動，有利于提高地暖的舒適度和加熱管的使用壽命。
 

 

圖9 660混水旁通調(diào)節(jié)性能測試

 

從圖9中可以得出，當(dāng)壁掛爐的出水溫度在50℃～80℃之間時，波動范圍為30℃，然后經(jīng)過混水系統(tǒng)后水溫則在43℃～48℃之間，波動只有5℃。

 

第三，混水裝置的流量要足，不能小于壁掛爐最低工作流量，大概在200kg/h～300kg/h之間，否則會出現(xiàn)壁掛爐頻繁啟停的問題。

 

另外，在測試中我們得出一次流量在第一個小時內(nèi)，大概保持在400kg/h～500kg/h之間波動時，壁掛爐處于均勻的間歇工作狀態(tài)。但之后當(dāng)一次流量變成在200kg/h～500kg/h之間波動時，壁掛爐就會開始出現(xiàn)頻繁啟停，系統(tǒng)工況惡化，耗氣量也會隨著大幅度增加。

 

根據(jù)測試結(jié)果得出，對于配合壁掛爐使用的混水裝置有較高的要求，最好是采用針對壁掛爐特性設(shè)計的專用混水裝置，否則在混水裝置性能不能滿足要求的情況下，會導(dǎo)致壁掛爐工作失常，既不能為客戶提供滿意的體驗(yàn)，也會大幅度提升系統(tǒng)故障率。

 

因此，推薦采用自力式控制閥的混水裝置，遠(yuǎn)傳或者恒溫混水閥，但是混水裝置的混水控制功能要好，要有針對壁掛爐優(yōu)化設(shè)計的結(jié)構(gòu)。特別是自力式遠(yuǎn)傳混水裝置，具有針對壁掛爐設(shè)計的保護(hù)功能。

 

2、如何選擇集中供熱帶地暖的混水裝置

 

集中供熱與壁掛爐獨(dú)立系統(tǒng)相比，其供水工況變化更大，水溫一般在40℃～80℃，一次壓差在0～2kgf/c㎡之間，甚至更高，還有水質(zhì)情況不確定時，也很容易出現(xiàn)雜質(zhì)卡澀或者結(jié)垢問題，因此選擇集中供熱帶地暖的混水裝置需要注意以下問題：

 

第一，產(chǎn)品壓差適應(yīng)性要好，最好高壓在2kgf/c㎡時還能正常工作，否則新小區(qū)很容易出現(xiàn)水溫失控的現(xiàn)象。

 

第二，調(diào)節(jié)裝置阻力要小，一次流量要足夠大，這樣在低溫的時候有足夠的水能夠進(jìn)入地暖，避免因流量不足而導(dǎo)致供暖不熱的情況發(fā)生。

 

第三，溫度適應(yīng)性要好，特別是低溫的時候能夠很好地封堵回水，避免水溫進(jìn)一步降低。

 

第四，閥芯結(jié)構(gòu)要能夠適應(yīng)惡劣的水質(zhì)，不容易被水垢卡澀。

 

第五，缺水保護(hù)、水泵保護(hù)功能要全面，避免燒泵。

 

集中供熱不推薦恒溫混水閥結(jié)構(gòu)，因?yàn)槿菀卓?。推薦自力式遠(yuǎn)傳混水閥結(jié)構(gòu)，但內(nèi)部要有針對高壓差和大流量設(shè)計的混水閥，同時盡可能考慮降低水垢雜質(zhì)對混水穩(wěn)定性的影響。

 

有部分國外品牌產(chǎn)品是針對獨(dú)立供暖設(shè)計的，性能雖然非常優(yōu)良但容易卡澀，并且壓差大的時候容易失控，不適合集中供熱使用。遠(yuǎn)傳自力式控制，具有2kgf/c㎡的高壓差適應(yīng)性和防止水垢的特色，比較適合集中供熱使用。
 

本文由博容總經(jīng)理申國強(qiáng)先生原創(chuàng)，首發(fā)于《地暖月刊》！