制体系等方面进行了比力,分析了其优缺点,并总结了在户式中央空调设计时应考虑的问题。
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择要:针对三种常见的户式中央空调形式分别对其体系能耗比、性价比、节制体系等方面进行了比力,分析了其优缺点,并总结了在户式中央空调设计时应考虑的问题。最后结合目前市场上推出的户式燃气中央空调,介绍了用于山庄的一种新式的、较为高档的户式中央空调形式的优越性。
1 前言
自从改革开放以来,跟着我国国民经济的持续增加,人均生活水平不断提高,人们对生活的质量、栖身的环境、室内热舒适性程度、空气品质等的要求愈来愈高。而传统的家用分体式空调或者窗式空调则由于热舒适性较差、无新风供给,室内空气品质很难得到保证、室外机安装在一定程度上影响大楼建筑外立面美观等多种因素已渐渐成为一种季节性商品愈来愈难以适应环境要求。因此,户式中央空调的设计理念愈来愈广泛地在高级住宅、山庄等场所作为一种空调体系形式被接纳和采用。
户式中央空调打破了中央空调与家用分体空调的界限,继承了中央空调体系的良好效果和家用分体空调安插灵活和高度智能化的独特的地方。户式中央空调与分体空调相比,是家庭个性化的一种体现,是现代化建筑时尚、潮流、高档的必须具备设施。同时,户式中央空调高效节能、热舒适性高、不变靠得住、运转噪音低等优势也成为其发展的一种主旋律被高档公寓、山庄用户广泛认可。
2 几种常见的户式中央空调体系
户式中央空调是一种节能,舒适的家用空调体系。常见的主要有冷/热水体系、多联机体系和风管式体系等三种形式。针对其能耗比、性价比、节制体系等也各有其优缺点。
2.1 冷/热水体系
室外机为小规模空气-水热泵机组,制备空调冷(热)水通过空调管路体系运送至室内的各末端装置(风机盘管)。风机盘管采取就地回风的方式与室内空气进行热交换来实现空气处理。室内温度可由设于每一台风机盘管回水支管上与各房间室内温度传感器连锁的电动三通阀调节。亦可由风机盘管三速开关调节(定水量运行时)空调风机。
该体系优点节制较为轻便,能满足各房间自力节制调节的要求,较为节能。同时由于该管道体系为水体系,与风管式体系相比对建筑层高要求不高。末端装置风机盘管机组体型小,型式多样,安插和安装方便。运转噪音较小轴流风机,室内环境安静。
但该体系存在的缺点是水道体系进入室内,较为复杂,安装运行不慎以及冷凝水排放都容易引起吊顶漏水隐患,破坏室内装潢。并且冷凝水盘管可能滋生球菌、微有生命的物质,对身体健康有影响。维护事情较难进行。解决新风较为困难,室内空气品质相对较差。
该体系初投资适中,运行用度较低,在山庄、多层和高层公寓均可采用。
2.2 多联机体系
一种冷剂式空调体系。以制冷剂为运送媒质,室外主机由室外侧换热器、压缩机和其他制冷附件组成。末端装置是由直接蒸发式换热器和风机组成的室内机。一台风冷热泵型室外机通过管路能向若干台室内机运送制冷剂,室外机通过压缩机节制实现能量调节,以满足室内冷热负荷要求。新风处理可采用新风处理机HRV(Heat Reclaim Ventilation)全热交换器送新风。全热交换器通过通风设备在回收损掉的热能的同时,抑制了室温的变化,从而保持了舒适清爽的环境,同时削减空调负荷,节省能源。
多联中央空调体系最突出的优点就是节约能源,运行用度较低。如今市场上多联中央空调体系多采用变频式或者数码涡漩式压缩机。室外机的输出可按照室内负荷的巨细自动调节鼓风机,并且在部分负荷时的能耗比(cop值)相当高。当体系仅一台室内机开启时,室外压缩机能响应调节转速或者卸载,合理输出室内机所需能量,从而避免了传统中央空调“一开全开”的不必要的能源浪费。并且由于该体系采用直接蒸发制冷,在热交换历程中能量的损耗极小。而冷水机组采用水作载冷剂,冷量由冷媒通报给水,再将水送至室内制冷,此历程中有两次热交换,能耗较大。
多联体系空调室内外机均带有电脑板,可单独或者分区实现节制。空调室外机可准确地按照室内房间的负荷变化,迅速调整能量的输出,避免浪费。并且利用DSP高速芯片可将室内温度波动偏差节制在±0.5℃规模内,避免了普通空调乍寒乍热的觉得,可带来恒温的舒适。
多联体系空调室内机运行噪音较低,最低噪音仅为27dB。而风机盘管噪音一般都在40 dB左右。体系采用冷媒铜管连接,室内、外机最大配管长度可达120m,不同于分体空调安装需受室内、外机连接管的限制。冷媒管很细安装无坡度要求,且室内机都可配有冷凝水提升泵,可节约吊顶高度。而且冷凝水提升泵能避免冷凝水回流,避免夏季冷凝水渗漏,破坏室内装潢。
多联体系室、内外机通过信号线连接,运行不变靠得住,一般寿命都可达15年以上。该体系还具备宽广的运转规模,即使在严寒的北方还能制热。
该体系存在的缺点是由于直接运送制冷剂至空调室内机,一旦制冷剂泄漏,不易检漏,因此对冷媒管安装要求极高。相对于冷/热水体系和风管式体系而言,对空调室内机和室外主机之间的距离和位差有要求。
该体系初投资用度较贵,运行用度较低,在山庄、多层和高层公寓均可采用。
2.3 风管式体系
每一套体系由一台风冷热泵型室外机和一台室内机组成。室外机和室内机通过冷媒管连接,由从室内机接出的风管对各房间进行送回风。室内机可方便地引入室外新风,从而改善房间空气品质,房间室温由设于各送风口与室内温度传感器连锁的变风量调节装置调节,并利用变风量中央节制自动节制室内机总风量处在高/中/低三档中任一档位置。
风管式体系的优点是各房间采用风管集中送回风,室内噪音低。而安装有空调室内机某一间房间(一般为客厅)相对噪音会偏高。便于引进新风电站,室内气流组织可按照风口安插合理化。室温波动小,舒适度高,而且由于是直接蒸发式,耗电少,能效比高。风管式体系较为简单,易施工,工程造价低。
缺点是该体系很难同时满足多个空调房间不同的空调负荷要求,分室调节要设专门的风阀。对房间层高有必得求。
该体系初投资较低,运行用度适中。我国住宅房屋因层高问题,采用此体系局限很大,一般仅适用于山庄型住宅。
3 户式中央空调设计中应考虑的问题
户式中央空调在中国的发展市场愈来愈大,风管式体系由于风道占用较大的室内空间以及各房间温度单独节制困难等原因,不适合在中国住宅建筑中应用。多联体系由于初投资较高,一般房产开发商难以接受,对一些高档住宅、山庄是个最佳选择。对一些初投资预算较小的建筑,冷/热水体系倒更易于推广及采用。而中国目前户式中央空调的技术路线则以冷/热水机组为主。
因此,跟着人们栖身观念的转变以及对住宅室内空气品质保证的要求,目前户式中央空调设计首先必需考虑与IAQ相关的问题(1)新风量 ⑵空调设备器件对室内空气的污染(3)气流组织。
3.1 新风量
大大都户式中央空调设计,新风量不足,有的甚至没有新风,尤其冷/热水体系。造成此原因大致因为:(1)开发商制作住宅层高较低,限制新风管路的安插;⑵受传统空调方式的影响,没有意识到新风与室内空气品质关系。因此,设计应严格按照住宅居室送风换气量来确定新风量,以满足住宅新风要求。并且新风方式的选择从少损掉室内冷量和节能的角度起航,应只管即便优先选择具备热回收功能的全热交换机。
3.2 空调设备器件对室内空气的污染
户式中央空调由于必需和室内扮饰紧密亲密配合,卧式暗装风机盘管、直接蒸发式换热器及各类管路、阀门一般被限制在较小的吊顶空间内。设备的清洗、维护较为困难,污染源位置隐蔽,积蓄时间长,使室内空气品质长期处于不良状态,而且污染程度会不断加剧。表此刻:(1)风机盘管凝水盘长期在阴暗潮湿的环境中易滋长微有生命的物质和球菌,导致污染物和气息会由风机送入室内房间严重影响室内空气品质;⑵送、回风口过滤网长期不清洗易于积聚尘粒、滋生球菌;(3)风管体系风道内表面不清洁,微有生命的物质也容易在其内聚积、生殖。
3.3 气流组织
户式中央空调气流组织形式很大程度上受室内装修的影响和制约,以至于为追求室内扮饰效果而牺牲气流组织。室内送回风短路、活动区气流组织效果极差,这些问题均应在设计中避免。
这个之外,一般在设备选型时,室内机容积应按照空调房间负荷的计较结果,再按体系型式和实际使用情况考虑1.0~1.2的负荷系数。而室外机容积则按照负荷计较结果得出体系逐时综合最大负荷后,再乘上一个同时使用系数。因为一般家庭住宅中,各房间同时开启空调的概率很小。对冷/热水体系而言,同时使用系数一般可按0.5~0.7选取,这样最终确定冷/热水机组的容积就不会太大,造成不必要浪费。总之,设备选型应按内机冷量选取要偏大而外机冷量选取要偏小的指导原则设计。
冷/热水体系限制建筑吊顶高度的主要因素就是冷凝水管排放的坡度问题。因此,在设计时也应充分考虑到此问题,冷凝水排放应采用就近有用排放的原则。在实际安装中,按《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003)规定,冷凝水盘泄水支管沿水流方向坡度不宜小于0.01,冷凝水平干管不宜过长,其坡度不应小于0.003的设计要求施工。
户式中央空调空调的冷、热水供回水管、制冷剂管道、冷凝水管、空调送回风管、等有冷热损掉或者结露可能的设备、质料、器件均应作好绝热保温措施,并应按响应标准选取保温层厚度。水温为7~65℃的空调冷热水管最小保温层厚度可参见下表(一)。保温质料应采用不燃和难燃质料,保温管道支架应防止“冷桥”产生。
4 户式燃气中央空调的应用
跟着人们不断对自身生活质量、栖身环境、室内空气品质要求提高的同时,人类生存的大气环境也在不断恶化。常用电制冷空调设备的制冷剂氟利昂从环保要求来讲已严重破坏臭氧层,使用将受严格节制。因此作者认为从环保角度起航,目前市场上推出的户式燃气中央空调将作为一种新式户式中央空调方式越显其优越性。
户式燃气中央空调以天然煤气为能源,采用溴化锂和水为天然冷媒,实现不变的夏季制冷、冬季制热,并还能提供全年恒温的卫生热水。天然煤气是一种理想的清洁高效能源,采用天然煤气可提升整个社会形态的能源设施投资回报率,化解夏季电力紧缺、燃气富余这个困绕全球能源范畴的矛盾。并且跟着“西气东输”管道工程的建设,天然煤气资源会有根天性的气源保证。
4.1 事情道理
户式燃气中央空调的事情道理等同于一般的燃气直燃机。制冷循环时通过制造室外机器皿内的真空条件,利用蒸发除热的道理来实现。溴化锂溶液就可以创造这种真空条件,因为溴化锂(LiBr)是一种吸水性极强的盐类物质,可以连续不断地将周围的水蒸汽吸收过来,维持器皿中的真空度。
4℃的冷剂水喷洒在蒸发器管束上,管内14℃的空调水降为7℃,冷剂水受热后蒸发,溴化锂溶液将蒸发的水蒸汽热能吸收,然后通过冷却器释放到大气中去。变稀了的溶液经过燃烧加热浓缩,分散出的水再次去蒸发,浓溶液再次去吸收,如此循环不已。
制热循环时燃烧的火焰加热溴化锂溶液(LiBr+H2O),溶液产生的水蒸汽将主体换热管内的空调温水加热,凝结水流回溶液中,被溶液泵送回高温发生器,再次被加热,如此循环不已。
4.2 性能独特的地方
户式燃气中央空调的室内机由传统中央空调风机盘管与家用分体空调室内机两类构成,款式多样防腐通风机,选择自由屋顶风机,可满足各类型的家庭需要。其室内机的优缺点与前述三种户式中央空调的基本相仿。但该户式燃气中央空调的室内机又有其独特的优势。室内机配套齐全,装有电动阀,可节制单台室内机空调水的通断,停机时避免能源损掉;装有自动排气阀,无气堵,管道不需坡度,大幅度节省房屋高度空间;装有水过滤器,能确保盘管不会因施工不慎酿成的堵塞;装有风堵传感器,能准确提示滤网清洗,确保室内空气洁净;特殊的风机设计,使室内运行噪音值低,环境安静。内机安装方便靠得住,自动排气阀和电磁阀组成上阀组,水过滤器和流量调节阀组成下阀组,阀组和铜波纹软管均为室内机标准配置,避免用户采用质量低劣配件而造成终身质量隐患。节制方便,配置线控器,内设温度传感器,可按照室温自动节制风机的变风达到恒温调节。
室内新风机选择同样建议考虑具备热回收功能的,如此可节省50-70%的热能。新风机应具备空气过滤功能。
户式燃气中央空调室外机夏季制冷、冬季制热不同于热泵机组会受周围环境温度影响而有不同程度衰减,其不受环境波动影响。缺陷在于:(一)外机体积较大(受吸收式制冷道理限制);(二)需排除水蒸气和燃烧气体;(三)每一年需定期做好保养。因此,限制了其安装场所应便于人员进出,避开人员视线。一般最佳安装在后院或者可上人屋面救火排烟风机,周边应留有足够空间以便保养。
4.3 热水体系
户式燃气中央空调不同于一般户式空调的另外一大优势在于它的外机在不影响夏季制冷、冬季制热的同时能全年提供住宅内生活热水体系,无须设置专门的热水体系装置。
该体系初投资较高,仅一台室外机用度就较为昂贵。因此,该体系一般仅适用于高档山庄型住宅。但这种户式中央空调方式从适用性、环保性等方面的总体评价来讲将会渐渐成为一种首选的趋向。
5 结语
总之,户式中央空调在我国市场上发展需求的前景广阔,我国户式中央空调的发展方向也应充分考虑中国住宅建筑自身的独特的地方,开发出更适合中国国情的中央空调体系。“健康建筑”是人类对21百年住宅提出的基本要求,而“绿色建筑”则提出了对室内环境和节能环保方面的要求,强调室内环境要满足栖身者的舒适感、身体和精神健康和室内空气品质,这将与暖通空调专业对户式中央空调研究课题息息相关。
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