浅析常用的采暖混水装置与在地暖系统上的应用

一、混水降温装置（混水系统）

地暖混水降温装置通过高温供水与部分低温回水混合，将高温差小流量的热水转低温差大流量的循环水，其主要作用是提高地暖系统使用的舒适性，节能效果是次要的。混水降温装置中的核心部件：混水循环泵（家用通常选屏蔽泵）、混水部件、温控阀、温度传感器及过温保护器等。高温供水进入系统，与经过地暖盘管降温后的较低温度的地暖回水在混水部件中进行混合；混合出合适温度的水经过增压泵后进入分水器，然后通过地暖盘管散热供暖；增压泵用于提供混合水的动力；在混水系统中，混水部件要具备控制混合水温度在设定值的功能，避免随着供水温度变化混水温度也不稳定。通过恒温混水阀、混水罐、四通调节阀等控制，将供暖系统高温水与地暖回水混合达到地暖需要的供水温度。

1、采用恒温混水阀

混水阀结构突出优点在于：当工作中突然停电后，如果供水温度超过设定值，混水阀会自动关闭采暖供水，避免高温水进入地暖中，对地暖起到保护作用；但供水温度低于设定值时，混水阀可以自动打开高温水通道对地暖进行供水，自动关闭回水通道，避免供水温度进一步降低，保持用户室内温度不用于下降太多。恒温混水阀比自力式温控阀流量系数Kv大，但还是无法和电动球阀结构相提并论。进水中有杂质容易堵塞卡死，导致温控失灵。另外恒温混水阀为了保证温控精度，温度调节范围难以做的很宽。

2、用混水热交换罐

通过调节阀执行器，控制混水量，混水和交换相结合。混水充分，面积大小均可适应，可据供暖面积选用混水罐规格。

3、用四通调节阀

采用比例积分控制器控制电动四通阀的阀板位置来调节温度和流量，使二次地暖水温度恒定，保持与主管等径的大流量供水。不需另设旁通，克服了市场上现有的三通阀、混水阀小流量和温度波动大的问题。但选用要注意：

1）混水泵的运行参数选择；

2）温控器、控制阀、调节阀性能可靠；

3）防止水泵空转的缺水保护；

4）要与管网系统配套，保证整个供暖系统运行效果；

5）整栋建筑或小区，选用混水泵宜考虑变频调控技术控制。

我们平常所说的地暖是“低温热水地面辐射供暖系统”的简称，与传统的散热器采暖方式相比具有舒适、节能、健康的特点。但地暖对水温有比较严格的要求：地面采用地板砖的系统，热水高温度60℃；采用复合木地板的地暖系统一般要求水温在45℃以下；实木地板要求水温不高于35℃。而目前我国集中供热或小区集中供热系统的大多数都是针对散热器采暖用户设计的，一般供给用户的水温在80℃～90℃，远高于地暖要求的水温，因此不能直接用于地暖。这使得很多集中供热用户望地暖兴叹，同时地暖供应商也不得不将大量用户拒之门外。壁挂炉采暖虽然可以调节水温到地暖使用温度，但其设计温度和流量通常是按照散热器采暖进行的，直接用于地暖存在换热器表面结露影响寿命、循环水流量不够导致供热功率下降等问题，而与地暖混水降温系统配合将会达到更好的效果。

混水降温装置对于集中供热地暖用户来说，其主要作用是提高地暖使用的舒适性，节能效果是次要的；即使有节能效果，也是通过控制室温不超过需要温度而实现的，混水降温装置本身只是一种水温混合装置，是一种将高温差小流量的热水转换成低温差大流量的循环水的装置，本身并没有任何节能作用。采用混水降温装置之后，可以给集中供热用户提供合适的低温大流量地暖循环水，满足地暖对于舒适性的要求，其依据可以从地暖规程上找到：《地面辐射供暖技术规程》（JGJ 142-2004）中对于水温的规定主要有以下几点：

1）低温热水地面辐射供暖系统的供、回水温度应由计算确定。民用建筑供水温度宜采用35℃～50℃，不应超过60℃，供、回水温差宜小于或等于10℃。水温不易超过60℃，这也是影响地暖使用保障性的主要参数，为了保证地暖的使用寿命，应严格遵守；对于地暖管，温度对其使用寿命和老化性能具有非常大的影响，比如PE-RT管材使用寿命在60℃以下可达50年，而70℃则降低到10年，80℃更是只有两年，90℃则只有一年。因此控制水温对于地暖长时间工作具有非常重要的意义。现在很多厂家资料对用户有误导之嫌：产品资料或者宣传资料里给出了通过110℃、1.9MPa、8720小时测试的数据，好像给用户的感觉是地暖管道根本不怕热水，完全可以直接用在水温高达90℃的集中供热供水环境中；对于保障长期稳定工作的实际水温要求，只是笼统的说按照地暖规范要求施工可以保证50年工作寿命，普通用户所不知道的是这里所指的50年是60℃以下水温的使用寿命。而当用户在误导下直接用在高温环境里时，出了问题，管材厂家则可以冠冕堂皇地说用户没有按照地暖规范施工，责任不在厂家，这实际上是一种不负责任的做法。

2）采用低温热水地面辐射供暖方式时，地面的表面平均温度应符合表3.1.2的规定。

表3.1.2 地面的表面平均温度（℃）

35℃～50℃的供水温度范围具体确定所依据的是室温和地面平均温度，主要是提高使用舒适性方面的；供回水温差10℃以内是保持地面温度均匀性和较高的能源利用率，具有节能、提高舒适性和避免温差过大对地面材料形成的热应力等几方面的考虑；据我们的经验，中原地区很多用户水温达到40℃左右即可达到很好的效果，水温过高反而导致地暖温度太高、室内干燥等问题。

3）低温热水地面辐射供暖系统应在热源处设置供热温度调节控制装置。此条规定明确了集中供热等用户使用地暖时应使用地暖混水系统等温度调节装置，注意，这里提到的是“供热温度调节装置”而不是“供热流量调节装置”，因此用流量调节阀进行控制并非合适的方式。

上述规定是保证地暖舒适性的一个关键因素，有的地暖用户需要开着窗户睡觉，主要是地面温度没有控制好，而控制地面温度好的方式就是调节供水温度，而不是调节供水流量。

二、地暖混水降温装置的工作原理

地暖混水降温系统是目前解决高温水源地暖用水的优选方式，无论何种结构的混水降温系统都是利用地暖散热后的低温回水与高温进水相混合以提供适当温度的采暖供水，与其他降温方式相比具有简单、方便、节能、温度稳定的突出优点，因此得到广泛的应用。

在混水降温装置中有两个核心部件：一是用于提供采暖散热后低温水与高温进水混合的动力装置，一般家用通常使用屏蔽泵；另外一个是用户控制高温进水与低温回水混合比例以维持混合水温度稳定的混水部件，可以有多种不同结构和方式，比如电子温控或者自力式温控装置等。

高温采暖供水从上面进入系统，与经过地暖盘管降温后较低温度的地暖回水在混水部件中进行混合；混合出合适温度的水经过增压泵后进入分水器，然后通过地暖盘管散热采暖；增压泵用于提供混合水的动力；在混水系统中，混水部件要具备控制混合水温度在设定值的功能，避免随着供水温度变化混水温度也不稳定；混水部件在不同产品中有不同的形式，比如自力式远传温控阀、恒温混水阀、电动三通阀等，非自力式产品需要配合相应的电动温控器等配件配合工作，达到能自动恒温的效果。