关键字：空气源热泵采暖；暖气片；智能排污系统
1 采暖系统的组成
首先看采暖系统的组成，北方农户采暖末端一般为暖气片，末端为暖气片的采暖系统如下图所示：
由上图可以看出，该采暖系统主要由空气源主机、缓冲水箱、暖气片、膨胀罐、过滤器、水泵、排气阀、泄压阀、水流开关等零部件组成。空气源主机用来制取热量，水泵用来循环系统热媒，膨胀罐用来稳压，排气阀用来排除管路系统里的空气，泄压阀用来保护系统免受高压冲击，水流开关用来监控系统热媒流量，过滤器用来过滤管道内污垢、残渣等杂质。
这样，水泵将末端换热后的热媒送到空气源主机加热，加热后的热媒流向末端暖气片放热采暖，放热后的热媒经缓冲水箱流向水泵进口，系统依此循环换热采暖。
为防止杂质流入空气源主机换热器堆积，影响空气源主机制热效果和使用寿命，采暖系统在水泵入口前设置过滤器，用其过滤系统污垢等杂质。
随着污垢在过滤器上的堆积，过滤器的通径越来越小，水阻越来越大，热媒流量越来越小，空气源机组换热效果越来越差；当热媒流量低于一定值时，制冷系统将报水流保护、高压保护等故障，系统无法正常运行以致末端无法正常采暖，需清洗过滤器上的污垢后方可正常运行。
因此，适时清洗过滤器上的污垢对空气源采暖系统的正常运行至关重要。
2 污垢的形成及系统压力及热媒循环量的分析
根据王立清、栾秀全［1］研究得出，污垢的组成根据其化学成分可分为颗粒状污垢、碳酸盐污垢、硫酸盐污垢、氢氧化物污垢、硅酸盐污垢、磷酸盐污垢等。
采暖系统中污垢的形成途径主要有颗粒状污垢和沉渣结垢：
现阶段，采暖系统常用的热媒是硬水，硬水里含有较多可溶性钙、镁化合物；当水中CO2含量偏高、PH偏低、水呈侵蚀性时就会引起腐蚀结垢现象，MgCO3和CaCO3难溶于水中，进而变成沉渣结垢。颗粒状结垢主要由原水中高浊水夹带的大量泥沙颗粒在管道中沉降而形成。
根据实验发现，污垢在换热面的沉淀和水温有非常密切的联系［2］。由上可知，现有采暖系统所用材料和热媒长期运行后都会形成污垢，污垢随热媒循环堆积在过滤器的过滤网上，随着过滤网上污垢的增多，通径变小，水阻增大，过滤器进出口的压损随之增大，采暖系统热媒循环量变小。
3 智能排污系统的设计
据上文可知，随着采暖系统的循环运行，系统污垢堆积在过滤器上，随着过滤器污垢堆积的增多，过滤器进出口的压差增大。因此，可通过监控过滤器进出口的压力来控制系统污垢的清理。
3.1 压控探头的设置
将压力探头设置在水路管道上，水压产生特定的压力波动信号被接收器接收后，转换为数字量送入检测电路。根据这个原理，在采暖系统主流路的过滤器前后设置监测水压的压力探头，根据两压力差值的变化来控制各流路阀门的通断。
3.2 智能排污流路的设置
顺着循环流路方向，在过滤器进口端依次设有单向阀、电磁阀和压力探头，在过滤器出口端依次设有压力探头和电磁阀，在两压力探头之间并联有由过滤器和截止阀组成的排污流路，主流路过滤器还与系统排污流路连接，在补水流路上设有电磁阀。排污流路和补水流路的电磁阀处于常闭状态，主电磁阀处于常开状态。
3.3 智能排污的控制
随着采暖系统的运行，过滤器上的污垢越来越多，通径逐渐减小，过滤器进出口的压损逐渐变大。当过滤器进出口探头监测到的压力差值大于一定值时，给系统电磁阀通电，主流路关闭，补水流路和排污流路打开，热媒在过滤器上逆向流动，在补水流路不断补水冲洗下，系统将主流路过滤器上的污垢经排污流路排出。系统排污运行一段时间后，系统电磁阀电源断开，系统恢复到制热取暖工作状态。
4 结语
污垢是工业生产以及日常生活常遇到的问题，特别是空气源采暖系统，若因污垢导致系热媒循环量不足，不仅影响机组节能效果、换热效果和采暖效果，而且会引发机组故障，若售后不能及时上门服务，将会影响用户采暖需求。
而该智能排污系统通过监控过滤器进出口压力值来控制辅助流路的通断，使热媒逆向流过过滤器实现排污功能，即系统满足排污条件时系统自动排污，使采暖系统排污智能化，排污及时且高效，减少机组故障的发生，提高产品使用寿命。
参考文献：
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论文作者:杨杰
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第6期
论文发表时间:2017/7/31
标签：污垢论文; 热媒论文; 过滤器论文; 采暖论文; 系统论文; 采暖系统论文; 空气论文; 《建筑科技》2017年第6期论文;