淺談燃?xì)獠膳療崴疇t運(yùn)行中存在的問題及設(shè)計(jì)優(yōu)化獲獎科研報告

淺談燃?xì)獠膳療崴疇t運(yùn)行中存在的問題及設(shè)計(jì)優(yōu)化獲獎科研報告摘要：由于燃?xì)獠膳療崴疇t兼具供暖和生活用水的特點(diǎn)，給人們生活帶來諸多便利，深受人們的喜愛。但在實(shí)際的使用過程中依然存在許多的問題需要改進(jìn)，為了進(jìn)一步提高燃?xì)獠膳療崴疇t的使用體驗(yàn)，很有必要對燃?xì)獠膳療崴疇t運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)?；诖?，筆者通過對燃?xì)獠膳療崴疇t的運(yùn)行問題進(jìn)行分析，并提出了一些有效的設(shè)計(jì)優(yōu)化措施，希望對進(jìn)一步提高燃?xì)獠膳療崴疇t運(yùn)行效率和壽命提供參考。

關(guān)鍵詞：燃?xì)獠膳療崴疇t;測試系統(tǒng);全自動;優(yōu)化設(shè)計(jì)

一、燃?xì)獠膳療崴疇t常見的運(yùn)行問題分析

1.1運(yùn)行噪音大

噪音問題是燃?xì)獠膳療崴疇t運(yùn)行過程中常見的問題之一。在設(shè)計(jì)中沒有確保流體在管內(nèi)呈紊流狀況。在系統(tǒng)道管流速設(shè)計(jì)時，應(yīng)確保流體在管內(nèi)呈紊流狀況，流體在管內(nèi)流動的狀態(tài)。一般是根據(jù)流體的雷諾數(shù)Re來判斷，對于在圓管內(nèi)的流體：Re<2000時，流動總是層流型態(tài)，稱為層流區(qū);Re>4000時，一般出現(xiàn)紊流型態(tài)，稱為紊流區(qū);2000<Re<4000時，有時層流，有時紊流，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，稱為過渡區(qū);取決于外界干擾條件。另外，管道中有氣體，循環(huán)不暢也是引起噪音的常見原因。采暖系統(tǒng)首次注水，沒有在系統(tǒng)的高點(diǎn)安裝自動排氣裝置。采暖系統(tǒng)中空氣是最有害的因素。當(dāng)管道中有空氣積存時，往往要影響采暖正常循環(huán)，造成此部分不熱;空氣中含有空氣是造成金屬腐蝕;也會對水泵產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象，增加噪音或爐子產(chǎn)生明顯的震動，影響水泵葉輪的使用壽命。

1.2水泵卡死或主換熱器堵塞

使用鑄鐵散熱片或原有燃煤小鍋爐的采暖系統(tǒng)，容易造成水泵卡死或主換熱器堵塞。這種情況在北方的農(nóng)村地區(qū)較為常見。隨著煤改氣工程在北方地區(qū)大力推進(jìn)，廣大農(nóng)村地區(qū)從使用土（煤）鍋爐采暖方式，更換成更加節(jié)能環(huán)保的燃?xì)獠膳療崴疇t。如原有供暖系統(tǒng)一般都使用鐵管與鑄鐵散熱片，系統(tǒng)水含有大量的渣質(zhì)、鐵銹等異物。如果沒有對原來的供暖系統(tǒng)進(jìn)行處理，直接安裝燃?xì)獠膳療崴疇t后運(yùn)行，會對爐子造成的不良影響，造成燃?xì)獠膳療崴疇t中的循環(huán)水泵運(yùn)行卡死或燒壞;如系統(tǒng)中使用鐵管與鑄鐵散熱片，系統(tǒng)水中極易產(chǎn)生渣質(zhì)、鐵銹等異物，極容易進(jìn)入水泵定轉(zhuǎn)子與動轉(zhuǎn)子之間的間隙，造成水泵運(yùn)行故障，甚至引起堵塞爆裂等現(xiàn)象。

1.3燃?xì)獠膳療崴疇t設(shè)定低溫，產(chǎn)生冷凝水，影響設(shè)備使用效率及壽命

對于大氣式的燃?xì)獠膳療崴疇t，由于其設(shè)計(jì)參數(shù)供回水溫度一般為80/60℃，因此，如果長期工作在40/30℃的供回水溫度下（用于地板采暖，設(shè)置過低的溫度），在燃?xì)獠膳療崴疇t換熱器上將會產(chǎn)生冷凝水，對換熱器造成腐蝕，影響爐子的使用壽命。為避免在主換熱器上出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象。造成系統(tǒng)能耗增加，而且采暖舒適性差。

二、燃?xì)獠膳療崴疇t的設(shè)計(jì)優(yōu)化

2.1加強(qiáng)系統(tǒng)氣路設(shè)計(jì)優(yōu)化

由于燃?xì)獠膳療崴疇t系統(tǒng)的硬件包括水路、電路、氣路等多方面硬件和軟件，使得輸入跨度較大，氣源種類繁多，造成測試部位測試點(diǎn)較多。為了節(jié)省管路成本，必然使得設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，這樣就會到造成水路中水阻力比較大，因此水路設(shè)計(jì)十分復(fù)雜也十分重要。供暖系統(tǒng)最終的目的是改變室內(nèi)的溫度，而改變溫度就是通過熱傳遞，在這個過程中會產(chǎn)生很大的氣阻。氣阻較大的原因是管路太長，水流頻繁轉(zhuǎn)向，造成了供水循環(huán)不暢。為了解決這個問題，應(yīng)該在適當(dāng)?shù)奈恢眠M(jìn)行加壓，設(shè)置一些循環(huán)水泵，安裝一些排氣閥，這樣就可以將氣體排出循環(huán)系統(tǒng)之外，增加系統(tǒng)的靈活性，達(dá)到供暖的目的。由于在系統(tǒng)充水階段，整個系統(tǒng)原是空的，充滿空氣。當(dāng)自來水由系統(tǒng)下部充入系統(tǒng)時，空氣逐漸被水?dāng)D出。在充水時系統(tǒng)的各最高點(diǎn)的排氣閥都要打開，當(dāng)排氣閥因水充滿而溢水時就關(guān)閉;在系統(tǒng)開始運(yùn)行的階段冷水逐漸升溫，冷水中所溶解的空氣逐漸分離出來，通過各排氣閥（手動或自動）排除;在正常運(yùn)行階段，冷水中大量的空氣已基本排除，由于少量補(bǔ)充水而帶入系統(tǒng)的空氣因升溫而分離出來，也要隨時排除。

2.2加強(qiáng)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)優(yōu)化

電路設(shè)計(jì)是測試系統(tǒng)研發(fā)的核心，是實(shí)現(xiàn)全自動測試的關(guān)鍵因素。所有的電路原件都選用相應(yīng)的儀器儀表來輔助進(jìn)行，它可以分為很多模塊，如溫度采集模塊、壓力采集模塊、流量采集模塊、電磁閥控制模塊、調(diào)節(jié)閥控制模塊，這些模塊需要應(yīng)用不同的儀器儀表，例如溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、電磁閥和流量調(diào)節(jié)閥。它們之間通過相應(yīng)的信號線進(jìn)行連接，儀器測試中得到的數(shù)據(jù)分別傳給對應(yīng)的測試模塊，測試模塊將數(shù)據(jù)處理后送給計(jì)算機(jī)進(jìn)行綜合處理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集處理控制的全過程。例如在上文提到燃?xì)獠膳療崴疇t低溫產(chǎn)生冷凝水的問題，我們可以采取如下措施解決：a.在系統(tǒng)中增加電動三通混水閥，單獨(dú)控制地暖的供水溫度;b.采用間接連接的方式，在系統(tǒng)中增加板式換熱器把系統(tǒng)分成熱源側(cè)與末端側(cè);c.為大氣式的燃?xì)獠膳療崴疇t配置專用地板采暖模塊;d.系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，盡量選用冷凝爐供地暖系統(tǒng)。對應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)方面，根據(jù)系統(tǒng)的要求該軟件具有靈活、可靠、實(shí)時的特點(diǎn)，對整個采暖熱水爐進(jìn)行實(shí)時的全方位自動控制。實(shí)時是指能將傳感器的信號及時的傳達(dá)并處理;可靠是指它的穩(wěn)定性，不會出現(xiàn)各種錯誤。靈活指的是在整個系統(tǒng)框架不變的情況下能適應(yīng)各種情況。同時軟件系統(tǒng)的界面應(yīng)該具有很好的交互性，便于人為操作、數(shù)據(jù)訪問以及打印報告。

2.2加強(qiáng)后期定期保養(yǎng)，及時采暖升級換新

據(jù)市場調(diào)查統(tǒng)計(jì)，目前我國燃?xì)獠膳療崴疇t的平均使用壽命一般為15年，相關(guān)專家指出燃?xì)獠膳療崴疇t的壽命關(guān)鍵在于其是否得到定期的保養(yǎng)。國內(nèi)很多用戶還沒有意識到這個問題的重要性，忽略了這個關(guān)鍵問題，造成了巨大的維修費(fèi)用，甚至是更換整個燃?xì)獠膳療崴疇t。為了更好地保養(yǎng)燃?xì)獠膳癄t，延長其使用壽命，就要在這個使用期間的前后兩個階段進(jìn)行保養(yǎng)、檢修。在使用前要請相關(guān)售后部門或工作人員對產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)試、檢修，及時發(fā)現(xiàn)在未使用過程當(dāng)中該燃?xì)獠膳療崴疇t產(chǎn)生的一些問題并進(jìn)行補(bǔ)救。隨著最早一批燃?xì)獠膳癄t設(shè)備進(jìn)入我國市場，現(xiàn)在燃?xì)獠膳癄t設(shè)備已經(jīng)進(jìn)行產(chǎn)品換代多次，但許多消費(fèi)者一直沒有對老的燃?xì)獠膳癄t設(shè)備進(jìn)行及時更新?lián)Q代，把它當(dāng)作普通的爐子，認(rèn)為更換浪費(fèi)錢財，燃?xì)獠膳癄t只要沒有損壞就沒有問題。對于燃?xì)獠膳癄t的更新?lián)Q代沒有重視，這就埋下了極大的安全隱患。

三、結(jié)束語

根據(jù)我國目前燃?xì)獠膳癄t熱水爐的相關(guān)用戶調(diào)研，結(jié)合市場的發(fā)展情況，燃?xì)獠膳癄t熱水爐的