供暖系统控制的最新应用 - Modulation Controls

我因为会修锅炉和爱修锅炉,我维修锅炉的工作量超过了我安装锅炉的工作量,我承认我不是全英最好的那批锅炉和系统的安装者。因为有理工的底子,和爱接受新技术,我对于锅炉新系统的理解,还是比绝大多数英国的水暖工们高一截的。本地的师傅们,基本上没有什么技术交集,我现在是在跟全英范围的一些水暖精英们切磋,在论坛上 The Combustion Chamber, 和在一些 Facebook Groups 上,比方说有几个群像 Stat Chat, OpenTherm Gruop etc.

今年夏天,我把我家的8年老锅炉,做了控件升级,从开关控制变成了调制控制。这两周开始烧暖气了,现在我家的暖气片,是无声无息的温热,真的很舒服,也减缓了锅炉的运行压力,我真的很满意!准备分几天,这里先谈谈这个专题,然后整理一下,放到我中文网站的技术环节上。

供暖系统控制的最新应用 - Modulation Controls

  1. 锅炉的进步和局限- SE to HE boilers

  2. 现有控制技术 - 开关量 On/Off switches

  3. 调制控制技术 - Modulation Controls

  4. 几点误区

  5. 目前常见锅炉控件

不知道我理解的对不对?

锅炉燃烧可以控制时间但不能控制强度,最优化控制器比如说常用的PID计算出的信号是可变强度的,就是说不能直接用于控制锅炉,用PM Modulation把可变强度的信号转换成固定强度但可变时间的信号,用这个时间信号来控制锅炉? {:5_134:}

最新款的锅炉,都是可以控制燃烧强度的,锅炉本身是可以 modulation 的。一般是靠风扇的转速,或者 gas valve 的开大开小,来决定锅炉是用大火烧还是用小火烧。Modulation rate,有的锅炉可以做到10对1,也就是个30kW的锅炉,最小可以在3kW的功率烧。

锅炉是有这个功能了,但是根据什么来烧大火还是小火?锅炉能根据 flow and return 管路的温度来控制一下。如果温度低,如果温差大,就大火烧。但是锅炉本身的调节,还是有限度的。现在的发展,也就是我要下面谈的,就是锅炉以外的控制系统,怎么能让锅炉最优运行。

PID,比例积分微分控制,想想在硕士阶段粗略学过的。没错,就是用这样的原理!

  1. 锅炉的进步和局限- SE to HE boilers

二战以后,技术发展到这样一个程度,西欧国家,资本主义,集中供热不是主流,而是把燃气管道和自来水通向个人家,然后每家都一个锅炉,自己烧自己家的暖气和热水。

我不知道美国和日本的情况。但是我知道,西欧国家的燃气锅炉制造,还是有积累的。德国,意大利,荷兰都能制造很好的锅炉,英国也是个锅炉生产大国。

现在我们能见到的早期锅炉,是这个样子的:

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这样锅炉的技术指标是:

固定功率,开关量控制,要么工作,要么停止。

铸铁热交换器,atmospheric burner (常压燃烧器?,效率比较低,50%到60吧。

这样的锅炉,不能做到目前的 combi 锅炉。对热水,只能是预先烧好,放到一个保温水罐里。

为了杀死军团病菌,legionella disease,存储的热水,温度不能低于60度,这是英国的建筑规范要求。60多度,热水很热,不能直接拿来洗脸和淋浴,要兑冷水才可以。

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如果燃烧强度是可调可控那最优化控制的自由度就大多了。

这10年内生产的锅炉,都是本身可调燃烧强度的。我家的锅炉是2011年的款,Vaillant ecoTEC, 就完全有这个功能。只是当时我不懂,接的控制是常规 S plan, 给锅炉的信号,就是个开关量,switched live,也就是计算机里的 0 and 1。你锅炉要么烧,要么停。控件技术,还是对应早期固定功率的锅炉的。

这些年的不断技术进步,水罐现在到这个样子了。

不锈钢内胆,强度比过去的铜高多了。保温做的很好,本身的热丢失微乎其微,所以就是控制器上全天开热水,也没有什么浪费。

最重要的是,它是主水压力了,给出的热水压力很足,可以洗很爽快的淋浴。

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锅炉现在的燃烧效率发展到了90%左右。

跟汽车的内燃机类似,现代锅炉,燃烧是靠风扇喷气进去到燃烧腔。这还是个不100%完美的燃烧腔,如果等分子量的空气和煤气的话,stoichiometric combustion,还是有点不完全燃烧,一氧化碳浓度,还是在危险程度。所以,现在还是需要过量的空气对应欠量的煤气,还是牺牲了一定的燃烧能量。因为过量的空气,excess air,会带走一小部分热量,随燃烧废气排走了。

这样的燃烧器我们叫 pre mixed burner, 过去的燃烧器上面提过,叫 atmospheric burner 。

排放的燃烧废气,还是要高于常态空气温度,也是说还是有热量丢失的,燃烧效率还不是 100%。但是已经大大提高了,从过去的 50%,废气温度高于 100度,到现在的效率90%,废气温度低于 100度。已经是个很了不起的进步。

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我个人认为,锅炉燃烧效率的提高,已经到了极限程度了。现在最好的实验室数据值是93%到94%吧,再继续提高,很难了!

那么我这个主题要说的,就是如何通过锅炉外部的控件,来让锅炉,尽量在这个高能端运行?

还有一点,就是暖气的温度,是不是越热越好?

Megaflow目前是最好的么?

坐等更新!

看不懂,专业词,但依然看完了……懂得分享的人是最美滴

楼主家用没用地暖?分享下你家的整套新设备体系吧

虽然不能看懂,还是想多了解一些。谢谢分享!

给你家做的,就是最新的技术。你会发现,冬天的时候,暖气片是温热长时间的,不是忽冷忽热的。

学习了, 谢谢。

借楼问一下,micro CHP怎么样?跟传统锅炉比你推荐哪个?