地暖用久了 → 水系统会脏 → 热效率降低 → 费用上升
无论是壁挂炉的地暖/暖气片,还是空气能热泵的地暖/空调——本质都是一个闭式的循环水系统:同一批水在系统里反复加热、输送、散热、回流。封闭的管道不代表水不会变脏,只是比开式的脏得慢。污染物有钙镁离子、碳酸氢根、氯根、溶解氧、悬浮物等等。来源:初次注水、补水、管道/阀门渗透。1. 碳酸盐水垢,由水中钙镁离子随水温升高、溶解度下降而析出形成,坚硬、呈白或黄白色,集中在最热处如换热器,主要通过热阻造成危害。2. 铁锈与磁性氧化铁,是钢制散热器、管道、水泵的氧腐蚀产物,呈黑灰色泥状,具磁性,沉积在低速区,主要造成堵塞并参与腐蚀产物循环。3. 生物粘泥,是细菌、藻类在温暖水环境中繁殖形成的生物膜,滑腻、呈绿或黑色絮状,易黏附细管,会造成粘附、缩径并加剧垢下腐蚀。4. 泥沙与施工残留,包括焊渣、砂土、生料带碎屑,以及补水带入的悬浮物,呈颗粒状,集中在过滤器、弯头、阀口——它卡在窄口处,可以直接腰斩流量。
导热系数W/(m·K):铜 380–400 > 碳钢 45–50 >> 水垢 0.5–2.0 > PERT塑料管≈生物黏泥0.4 > 铁锈 0.1–0.2
水垢的导热系数仅有钢的几十分之一,铜的几百分之一,所以附着在换热器的水垢会严重影响烧水的效率,造成燃气的浪费。闭式系统的水量是有限的,钙镁离子也是有限的,所以水垢的量也是有限的,主要就看自来水的硬度:
成都、重庆一带120–200 mg/L,属中硬水;
武汉、长沙一带 80-140 mg/L,属软水至中硬水过渡区;
杭州、上海一带 60–120 mg/L,属软水至中硬水过渡区;
广州、深圳一带40–80 mg/L,水质相对友好。
这也是不要频繁换水或者补水的原因,因为会带来更多的水垢和污染源。未做水质处理的壁挂炉地暖系统,运行1年后主换热器内壁水垢厚度约 0.3 毫米,壁挂炉热效率下降约 5%–8%。有水垢传热系数变小,就只能提高供水温度和延长燃烧时间来达到同样的室温,就会增加能耗。沉积物挤占流通截面,管路阻力上升,流量 G 下降,送到房间的热量就线性减少;同时流速降低还会抬高管内对流热阻,进一步削弱换热。而阻力上升又逼着循环泵提高扬程,泵本身的电耗同步增加。
过滤网被覆盖70%,分集水器各回路流量会减少一半。一台 24kW 壁挂炉标准工况下供回水温差设计为 10℃(供水 55℃、回水 45℃),当流量因过滤器堵塞下降 30% 时,温差会扩大到 14℃ 以上,壁挂炉必须把供水温度提到 60℃ 甚至更高。水垢、腐蚀产物、黏泥在管道中造不成太大的危害,但是松动后卡住阀门那就不一样了。水垢影响换热是直接造成燃气浪费,影响水流量是间接的增加燃气消耗。所以采暖系统清洗的重要顺序:主换热器>过滤器/阀门>地暖管/暖气片。但实际上因为地暖管/暖气片这些散热末端最好清洗,所以很多人只清洗末端。这在北方集中供暖没错,但是在南方的分户采暖中就是本末倒置了。甚至,还可能直接卡死或者堵塞造成设备维修或者更换,这个少则几百,多则几千。一个冷凝炉主换值半个炉子。还有一个隐形危害:垢下腐蚀、微生物腐蚀和设备过载,这也是加速金属设备穿孔老化的罪魁祸首。北方集中供暖一般1-2年清洗一次,南方分户采暖2-3年一次,加了保护剂4-5年一次。还可以根据实际使用情况判断:、燃气费或电费同比明显上涨(排除严寒天气与设定温度变化后)集中供暖只清洗地暖管,一般采用脉冲和射弹的清洗方式,价格低效果好,大力出奇迹。南方分户采暖需要做全系统清洗,一般采用化学药剂辅助循环清洗,常用射流清洗和微泡清洗,可以快速做到无损、深度、无死角清洗,润物细无声。集中供暖采用的供暖水都是经过供热站处理过的,并且还会周期性检测和加入稳定剂。分户采暖一般用的都是未经过处理的自来水,脏的速度是相对比较快的。特别是金属腐蚀和微生物繁殖的速度。所以,清洗完成后还需要加入采暖专用的保护剂。集中供暖一般是按照面积收费,所以不清洗采暖的损失就是家里没那么热。分户采暖则不同,所以的损失最后都会转成钱。传热慢、流量小,导致的不仅仅是室温达不到,还会造成采暖费提高,还可能造成部件维修和损坏,这个金额更不可控。假设一套100㎡采暖面积的房屋一个采暖季的费用是1500*4=6000元。因为结垢综合热效率降低10~15%,一个季的损失就是600~900元。3年就是1800~2700元,这比清洗贵多了,还不算可能引起的维修费用。如果是加了保护剂的,5年不用清洗可以省下一次清洗费用,还能省下采暖费3000~4500元。维修的概率也会降低。两联供的也会因为脏堵,降低设备的COP值,带来电费的增加。但清洗不是万能的:不是所有的不热都是脏堵引起的,清洗也就解决不了。