承壓鍋爐、真空鍋爐、常壓鍋爐及蒸汽鍋爐在民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中優(yōu)劣勢(shì)的探討

孫寶紅

【摘要】在民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，不同建筑類(lèi)型所選擇的自建熱源形式不同，羅列出各種常見(jiàn)鍋爐的優(yōu)缺點(diǎn)及適用的建筑類(lèi)型。

【關(guān)鍵詞】民用建筑;暖通空調(diào);鍋爐;熱源

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的背景下，業(yè)主越來(lái)越追求高品質(zhì)的生活質(zhì)量，在居住上更是享受舒適安全的居住環(huán)境，因此在民用建筑上有了對(duì)暖通空調(diào)的使用。在開(kāi)展民用建筑暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)時(shí)，不僅滿(mǎn)足用戶(hù)的需求，在設(shè)計(jì)理念上也要符合國(guó)家倡導(dǎo)的環(huán)保綠色理念，讓暖通空調(diào)的實(shí)用性、低耗能、環(huán)保性等目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，其次依照對(duì)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)及要求嚴(yán)格把關(guān)，處理好存在的各種隱患問(wèn)題，為居民提供一個(gè)安全舒適的居住空間。

民用建筑中商業(yè)、辦公、酒店、公寓及住宅等業(yè)態(tài)采用自建鍋爐房熱源采暖方案時(shí)，使用的鍋爐一般為常壓鍋爐、真空鍋爐、承壓鍋爐及蒸汽鍋爐等四種常見(jiàn)鍋爐。如果涉及空調(diào)供暖、衛(wèi)生熱水、泳池、可以選用真空熱水鍋爐、常壓鍋爐或承壓鋼爐。

1、承壓熱水鍋爐

品牌酒店一般要求選用承壓鍋爐。如果酒店有洗衣房及廚房業(yè)態(tài)時(shí)可以選用蒸汽鍋爐，若本項(xiàng)目有空調(diào)加濕要求，則加濕系統(tǒng)可以直接采用蒸汽加濕方式，一舉多得。其中承壓鍋爐屬于特種設(shè)備，需要年檢。

承壓鍋爐與常壓鍋爐及真空鍋爐相比最大優(yōu)勢(shì)：

（1）鍋爐出水溫度高，一般為80℃～95℃;

（2）系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠;

（3）使用壽命長(zhǎng)，正常維保情況下使用壽命可達(dá)20～25年;

（4）建安及運(yùn)行成本不高;

（5）品牌常見(jiàn)，品牌選擇多，進(jìn)口、合資、國(guó)產(chǎn)品牌均能提供本類(lèi)型產(chǎn)品。

其突出缺點(diǎn)為需要年檢，需持證人員上崗操作。

2、真空熱水鍋爐

真空鍋爐工作原理：利用水在低壓情況下沸點(diǎn)低的特性，快速加熱封密的爐體內(nèi)填裝的熱媒水，使熱媒水沸騰蒸發(fā)出高溫水蒸汽，水蒸汽凝結(jié)在換熱管上加熱換熱管內(nèi)的冷水，達(dá)到供應(yīng)熱水的目的。真空鍋爐啟動(dòng)后，燃料（燃油或燃?xì)猓┤紵a(chǎn)生的大量熱能傳遞給爐內(nèi)的熱媒體，使?fàn)t水在爐內(nèi)蒸發(fā)成蒸汽，這些蒸汽與熱交換器在真空室內(nèi)進(jìn)行熱交換后，凝結(jié)成水再回到熱媒中繼續(xù)吸熱，依此往復(fù)進(jìn)行。

3、真空鍋爐的優(yōu)勢(shì)

（1）真空熱水機(jī)組始終在負(fù)壓狀態(tài)下低溫運(yùn)行，具有常壓和承壓鍋爐所無(wú)法相比的安全性、可靠性;

（2）內(nèi)置式換熱器，換熱效率高，對(duì)承載水質(zhì)無(wú)任何污染，爐水采用高純水，爐體內(nèi)部不結(jié)垢、不腐蝕，保證真空鍋爐的真空度是保證其使用壽命的重要因素;

（3）在鍋爐本體內(nèi)進(jìn)行熱交換，整機(jī)效率高達(dá)91%以上，啟動(dòng)后2-3分鐘內(nèi)可提供70-80℃熱水，出水迅速;

（4）煙管多采用螺旋管，增強(qiáng)傳熱， 多回程結(jié)構(gòu)，動(dòng)態(tài)加熱，換熱充分，提高鍋爐運(yùn)行效率，降低運(yùn)行成本，減少能耗;

（5）鍋爐與換熱器的一體化設(shè)計(jì)，節(jié)省空間，大大減少鍋爐房的使用面積;

其突出缺點(diǎn)為鍋爐出水溫度低，一般皆不高于80℃，運(yùn)行穩(wěn)定性略差，若運(yùn)行過(guò)程中真空度不能得到很好的控制，鍋爐出力隨時(shí)間衰減較大。

真空熱水鍋爐的使用范圍：由于真空鍋爐低溫運(yùn)行出水溫度低的特點(diǎn)，其對(duì)采用中央空調(diào)、地暖以及低溫?zé)崴膳挠脩?hù)特別適用，并由于自帶一體換熱器可直接免去換熱站的設(shè)計(jì)。對(duì)需要用生活熱水的用戶(hù)，如酒店、賓館、學(xué)校、企事業(yè)單位均能適用。既需要采暖又需要生活熱水的用戶(hù)可能采用兩個(gè)或更多的換熱器來(lái)實(shí)現(xiàn)一爐多用的功效。

4、常壓熱水鍋爐

常壓熱水鍋爐是指鍋爐本體開(kāi)孔或者用連通管與大氣相通，在任何情況下，鍋爐本體項(xiàng)部表壓為零的鍋爐。常壓熱水鍋爐可以理解為不能承壓的開(kāi)式熱水器，最初用作加熱集中生活熱水的熱源，因?yàn)榧猩顭崴到y(tǒng)一般需要設(shè)置熱交換設(shè)備，鍋爐僅需提供一定溫度的一次熱媒而無(wú)需承壓。當(dāng)常壓熱水鍋爐應(yīng)用于采暖系統(tǒng)時(shí)，最主要的優(yōu)勢(shì)是出于安全的考慮，對(duì)承壓鍋爐的設(shè)置，相關(guān)規(guī)范特別是地標(biāo)都有不同程度的嚴(yán)格規(guī)定。

例如《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016-2006） [2]，雖然取消了原GBJ16-87在民用建筑內(nèi)設(shè)置鍋爐房時(shí)對(duì)鍋爐總蒸發(fā)量及單臺(tái)鍋爐蒸發(fā)量的限制要求，但在5.4.2條中仍規(guī)定：“燃油和燃?xì)忮仩t房……受條件限制必須布置在民用建筑內(nèi)時(shí)，……應(yīng)設(shè)置在首層或地下一層靠外墻部位，但常壓燃油、燃?xì)忮仩t可設(shè)置在地下二層，當(dāng)常壓燃?xì)忮仩t距安全出口的距離大于6m時(shí)，可設(shè)置在屋頂上?！备鞯氐募夹g(shù)監(jiān)督部門(mén)，對(duì)承壓鍋爐的設(shè)置，做出了比國(guó)標(biāo)更為嚴(yán)格的規(guī)定。例如，北京市[3]禁止在高層、多層建筑物的頂層和中間層安裝鍋爐;對(duì)條件特殊確實(shí)無(wú)法單獨(dú)設(shè)置，需要在多層、高層建筑物地下室和半地下室、首層安裝鍋爐的，必須經(jīng)北京市技術(shù)監(jiān)督局批準(zhǔn)。當(dāng)采用常壓熱水鍋爐時(shí)，可以免除受技術(shù)監(jiān)督部門(mén)的監(jiān)管，并據(jù)說(shuō)可節(jié)省與監(jiān)管有關(guān)的各種費(fèi)用。

5、常壓熱水鍋爐的優(yōu)點(diǎn)

（1）鍋爐常壓運(yùn)行，無(wú)爆炸危險(xiǎn)，無(wú)需年檢;

（2）系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠;

（3）建安及運(yùn)行成本不高;

其突出缺點(diǎn)為理論上運(yùn)行安全可靠，但實(shí)際上由于使用不當(dāng)，存在常壓鍋爐當(dāng)承壓鍋爐使用的風(fēng)險(xiǎn)，存在安全隱患。

常壓熱水鍋爐與承壓的采暖系統(tǒng)匹配問(wèn)題稍顯復(fù)雜，原因是采暖系統(tǒng)的工作壓力，應(yīng)為建筑物高度決定的系統(tǒng)靜壓與系統(tǒng)的動(dòng)壓（循環(huán)阻力）之和。當(dāng)采暖系統(tǒng)采用常壓熱水鍋爐時(shí)，連接方式主要分為間接連接和直接連接，其中前者在工程使用中較為常見(jiàn)。

（1）配置板式換熱器，將不能承壓的開(kāi)式常壓熱水鍋爐循環(huán)側(cè)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)：一次側(cè)）與承壓的建筑物末端閉式采暖側(cè)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)：二次側(cè)）分隔開(kāi)。一次側(cè)采用開(kāi)式定壓水箱定壓; 二次側(cè)另外配置循環(huán)水泵和定壓補(bǔ)水裝置;

（2）將不能承壓的常壓熱水鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)與承壓的建筑物采暖系統(tǒng)直接連接，鍋爐仍采用開(kāi)式膨脹水箱定壓，二次側(cè)又可以分為直接配置和系統(tǒng)回水加裝減壓閥（或其他裝置）的形式， 避免系統(tǒng)“倒空”，且需要在減壓閥前后，設(shè)置一個(gè)受水泵出口壓力直接控制的“啟閉閥門(mén)"或與水泵電路連鎖的電磁閥，使得系統(tǒng)停泵時(shí)迅速關(guān)閉系統(tǒng)將常壓熱水鍋爐一次側(cè)與二次側(cè)斷開(kāi)。間接連接方案雖然配置稍顯復(fù)雜，但是具有防止鍋爐低溫運(yùn)行時(shí)冷凝腐蝕的優(yōu)點(diǎn)，但也有由于需要換熱溫差而使供暖熱媒溫度降低需增加末端散熱設(shè)備的缺點(diǎn)。直接連接使系統(tǒng)循環(huán)水含氧量增高，影響系統(tǒng)的使用壽命，止回閥間接增加運(yùn)行能耗。

參考文獻(xiàn)：

[1]《小型和常壓熱水鍋爐安全監(jiān)察規(guī)定》

[2]《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50016-2006）

[3]張錫虎《關(guān)于常壓熱水鍋爐及其系統(tǒng)配置》