暖（nuǎn）通（tōng）空調（diào）設計選用設備和係統形式（shì）的若幹誤區

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     伴隨著暖通空調技術的發展和進步，引進的或國產的暖通空調設備新產品不斷湧現，市（shì）場競爭激烈，給暖通空調專業設計提供了十分有（yǒu）利的物質（zhì）條件，設計人員可根據工程的功能要求，進行多方（fāng）案的選（xuǎn）擇。但（dàn）是，由於局部設計市場的混（hún）亂或受商業因素的幹擾，在設備產品選用不當的基礎上，造成設（shè）計不當的係統時常出現，這不僅不能滿足使用要求，也會造成投資和能源的極大（dà）浪費。而且，某些（xiē）適合在特定條件下應用得很好的設備產品，由（yóu）於在不適當條件（jiàn）下應用，反而造成了違背生產廠家初衷的負麵影響。 1 關於無壓（常壓）熱水鍋爐     所謂無壓熱水（shuǐ）鍋爐，即不能承壓的開式熱水器。早期主要是南方的一些不具備壓力容（róng）器（qì）生產資質的廠家，配置國外（wài）生產的燃 油（yóu）或燃氣的（de）自動燃燒機，為加熱集中生活熱水的需要而生（shēng）產的，因為集中生（shēng）活熱水係統一般要設置熱交換設備，鍋爐僅需提供一定溫度的一次熱煤而無需（xū）承壓。當能源構成（chéng）發生變化、燃油或（huò）燃氣日漸（jiàn）得到發展以來，開始進入北方市場，繼而由於北方地區供暖（nuǎn）熱 源較集中生（shēng）活熱水（shuǐ）熱源需要量更大，便開展了將無壓熱水鍋爐推向供暖熱源頗具規模的營銷活動，對供暖係統不甚了解的生產廠家提出的以開式熱水（shuǐ）器（qì）為中心的集（jí）中供（gòng）暖係統圖式，實（shí）際上是不夠合理的。 筆者最近應某鍋爐廠的要求，解決北方某地一個（gè）規模不大的住宅供暖（nuǎn）係統發生（shēng）的問題，深刻（kè）體會到濫用無壓鍋爐造成的後果。 這個住（zhù）宅樓僅為3層，熱水供暖係統的（de）熱源采用了燃油的無壓熱水鍋爐，容量是足夠的，但由於鍋爐不能承壓做成了開式的重力流係 統，造成了嚴重失調（diào）根本無法正（zhèng）常供（gòng）暖。如果采用常規承壓熱水器鍋爐配以適當的循（xún）環（huán）水泵，這是最簡單（dān）也是最有效的係統。 由於各種因素，在集（jí）中供（gòng）暖係統中采用燃油或燃氣的（de）無壓熱水鍋爐，有（yǒu）日漸（jiàn）增多的趨勢。如果由合格的專業設計單位（wèi）進行設計，係（xì）統的配置一般不（bú）會像上述工程那樣“出格”。例如：可以采用熱交換設備進行間接交換，使鍋爐不承壓（yā）而係統承壓（yā）；也（yě）可（kě）以（yǐ）采用供水用加（jiā）壓（yā）水泵升壓、回水用減壓閥（fá）減壓，仍可使鍋爐不承壓而係統承（chéng）壓。但（dàn）上述對策（cè）或者會使係統人為地（dì）複雜化，或者會（huì）使 供暖熱媒溫度降低而需增加散熱器數量，或者（zhě）使本來用以克服係統循環阻力的揚程度較低（dī）的循環泵變為揚程度較高的加（jiā）壓泵而增加運行能耗。因此，北京市建（jiàn）築設計研究院編寫的《建（jiàn）築（zhù）設備專業設計技術措施》明確規定：不宜（yí）采用需設置（zhì）水泵揚（yáng）程度供（gòng）暖的“無壓（yā）熱水鍋爐”。 無（wú）壓（常壓）熱水鍋爐隻有在工程條件不允許采用常規熱水鍋爐的條件下，才有（yǒu）其有（yǒu）集中供暖係統中應用的價值（zhí），例如《建 築設計（jì）防火規範》和《高層民（mín）用建築設計防火規（guī）範》，對於總蒸發（fā）量超（chāo）過6t/h或單台（tái）蒸（zhēng）發量超過2t/h的燃油、燃氣鍋爐，為不允許（xǔ） 貼鄰民用建築布置，不允許在高層建築或裙房內布置。工作壓力小於0.1Mpa的“無壓熱水鍋爐”即開式熱水器不屬於鍋爐（lú），因而可不受上述規定的製約。其實，從消防安全角（jiǎo）度看，不承壓的燃油或燃氣開式熱水器，同承壓的燃油或燃氣熱水鍋爐應是一樣的，但 當條件受限時（shí），采用地壓（yā）熱水（shuǐ）鍋爐可（kě）因（yīn）不受上述規定製（zhì）約而成為“合法”。 按說，鍋爐的安全問題應由《熱水鍋爐安全技術（shù）監（jiān）察規程》而非由《設計防火規範（fàn）》製約。盡管《熱水鍋爐安全技術監察規 程》允許：出水溫度≤950的燃油（yóu）、燃氣熱水（shuǐ）鍋爐房可與住宅相連、第一層或頂層中，還允許單台熱功率≤7MW、出水溫 度≤950C的（de）燃油和燃（rán）氣熱水鍋爐房，設在高層建築的地下室、半地下室、第一（yī）層或頂層內（nèi）。但在具體工程設計套用有關《規範》或《規程》有矛盾時，原則上（shàng）應按要求規範的條文執行。為要執行較嚴格的消防規範，在受條件限製時，總蒸（zhēng）發（fā）量超過6t/h 或單台蒸發量超過2t/h的鍋爐，不得不采（cǎi）用（yòng）無壓熱水鍋爐。 但是，當並無工程條件限製時，例如在（zài）單獨建造的鍋爐的房內，采用“無壓熱水鍋爐”的根（gēn）據和必要（yào）性就不存在了。 2 關於水源熱泵（WLHP）係統 筆者曾於近期協助（zhù）北京地區某建（jiàn）設單位，對其將完（wán）工的空調工程使用功能進行評估，發現了一係列問題，引起（qǐ）了（le）對水源熱泵 係統的適應範圍和如何通（tōng）盤解決好設計中好方麵問題的思考。 該工程是由商業和寫字樓（lóu）組合而成的綜合樓，總建築麵積8000m2，有（yǒu）少量的建築熱工內區房間，全部采用水源熱泵係統，由房間的水源熱泵空調機和各（gè）層（céng）的水源（yuán）熱泵新風空調機（jī）組成。冬夏兼用，由冷（lěng）卻塔和城（chéng）市熱（rè）網熱源通過各自的板（bǎn）式換熱 器對集中循環水冷卻（què）或加熱，包括衛（wèi）生間、樓梯間等在內未（wèi）設置散（sàn）熱（rè）器（qì）供暖係統。 水源熱泵係統（tǒng）在應用適當時，是一種很有特（tè）點的係統，具有下列優（yōu）點：    （1）具有熱回收功能，節能效果主（zhǔ）要在冬季和過渡季顯著（zhe），可以將“內區”的餘熱，通過循環水係統向“外區”轉移，供 給“外區”供暖，特別適用於冬季有大量穩定熱回收的建築（zhù）。    （2）係統簡單，隻有（yǒu）一套集中循環水係統，以及循環水的冷卻和（hé）加熱設備，可節省機房占用（yòng）的麵積和（hé）空間。 暖通在線    （3）循環水係統的管道無需保溫和保冷。    （4）運行靈活，能源消耗便於分別計（jì）量。 但是，在該工程（chéng）的（de）具體條件下應用，就顯出它的一（yī）些缺陷和局限性（xìng）： ①在冬（dōng）季供暖期間使用時，因不存在明顯的“內區”，總能耗要大於（yú）一般散熱器或空（kōng）調供暖係統，除需提供數量略少的外部 熱源外，水源熱泵機（jī）且的壓縮機和循環（huán）水係統仍需進（jìn）行，用電量在全（quán）負荷（hé）時約為240kW，如按平均負荷（hé）計約為100kW，而北京地區的 供暖期長達5個月。 ②該工程使用性質為（wéi）商場和辦公（gōng）等，屬於每（měi）天間斷使用的建築（zhù），但總要有（yǒu）少量值班房間需晝夜使用（yòng），無論是夏季或冬季，集中的（de）循環（huán）水係統需不間斷運行。 ③需設置散熱器值班供（gòng）暖係統,以保證各種水管道在冬季夜（yè）間或假日不被（bèi）凍壞。如（rú）果（guǒ）設置（zhì）了散熱器值班供（gòng）暖係統，就提出了可否擴大散熱器供暖係統的問（wèn）題，即在冬季空調係統不運行？經計算是可行的。 暖通空調zaixian ④水源熱泵機組進風溫度，一般不應低於130，極限最低（dī）溫度為50，冬季用作新風機（jī）組時，需解決 水源熱泵新風機組進風的預熱處理，並設置水預（yù）熱排管的可靠防凍設施（shī）。水源熱（rè）泵新（xīn）風機組最好能增設加（jiā）濕裝置，以保（bǎo）證冬季空調的舒適（shì）標準（zhǔn）。 ⑤由於壓縮機在機內，相對於集中冷源的空調（diào）機組，噪聲偏大。 ⑥造價（jià）偏高，僅水源熱泵機組價格（gé），不計附加的廠家調試費用，已（yǐ）約折合人民幣（bì）625元（yuán）/平方（fāng）米。 根據以上（shàng）情況，該工程又不（bú）得不對（duì）原有的（de）水（shuǐ）源熱泵空調係統，進行了完善和改（gǎi）善，增（zēng）設了散熱器供暖係統和新風機組進風的 預熱裝置，投資（zī）又增加了約60元/m2。最終達到的空調綜合效果（guǒ），同如此昂貴的造（zào）價難以相稱，不得不使建設單位產（chǎn）生了對采用該種係統（tǒng）合理性的（de）懷疑。 3 關於散熱器恒溫閥 近年以來，作（zuò）為供暖係統節能（néng）的一種重要手（shǒu）段，散熱器（qì）恒溫閥（fá）受到廣為關（guān）注（zhù）並被大力進行推廣。國（guó）內研（yán）製並應用始於70年代， 北京建築五金水暖器材工業公司科研室就曾（céng）推（tuī）出（chū）過第一代7902型“采暖恒溫閥”。至（zhì）80年代，開（kāi）始引進國（guó）外應用甚廣的如德國、丹麥等（děng）產品。按照國外產品樣機，蘇州市電器元件廠（chǎng）和北京市門（mén）頭溝節能設備廠也（yě）分別研製開發出同類產（chǎn）品。國外和國內產品，都曾 在北京地（dì）區的一些（xiē）工程中應用過。 在適當的條件下應用，散熱器恒溫閥確是（shì）一種能（néng）改善房間熱舒適度（dù）和節約能源的構件。但其合理應用應考慮以下因素： 3.1高阻力（lì）特性的恒溫閥僅適合於雙管式（shì）係統恒溫閥的（de）作用原理，是通過溫控器波紋管內熱敏介質的受（shòu）熱膨脹，驅使閥杆位移使（shǐ）閥（fá）錐（zhuī）趨向關閉（bì）位置（zhì），最大位移（yí）量約為7mm，決（jué）定（dìng）了它的高阻力特（tè）性。早期開發的7902型“采暖恒溫閥”，局部阻力係（xì）數值為18， 略大於普通截止（zhǐ）閥；蘇州WKQ1028型恒溫閃（shǎn）的（de）局部阻力係數值，DN15為56，DN20為102；DANFOSS公司恒溫閃的局部阻力（lì）係（xì）數值，DNG15 型約為48.6，DN20約為97.7，DN25約（yuē）為142.2。 雙管式（shì）係統每一組散（sàn）熱器都是相互並聯的環路，如能在每組散熱器均設置阻力相對較高的恒溫閥，可增（zēng）大散熱器組的阻力， 抵消並聯環路之間的水力（lì）失調因素，有助於各組散熱器之間的水力平衡。但是（shì）恒溫閥在單（dān）管式（shì）係統中勉強應用則是不適當的，原因（yīn）是：    （1）《采暖通風（fēng）與空氣調節設計規範》規定，單管係統應采（cǎi）用低阻力（lì）閥（fá）門。    （2）單管式係統設置恒溫閥和跨越管後，由於分流作用散熱器的散熱量會有所減少（shǎo），要增加散熱器數量，與此種閥門昂貴的價格結合，經濟上是（shì）不合算的。    （3）恒溫閥與跨越管段的（de）阻力匹配及合理（lǐ）的分流比，雖從理論上可（kě）以有（yǒu）所假設，但設計計算過程較為複雜，還由於難以避免的運行因素，例（lì）如泥渣（zhā）等造成的堵塞，在實際工程中常（cháng）會發生。 暖通空調zaixian 3.2 要有（yǒu）較好的供熱條件     目前國內普通住宅的集中供（gòng）暖，大體上為以下3種狀況：總體供熱不足，難以達到供暖設計溫度的較低標準，居住（zhù）者（zhě）要求提高室溫，而不是（shì）因過熱而進行調節（jiē）；供暖狀（zhuàng）況較好，雖然存在一定程度的垂直失調，由於居住者並不滿足180的室溫標準，室溫稍高的房間也（yě）不會主動進行調節；總體供熱充足但係統設計和配置不當（dāng）使（shǐ）部分房間室溫過高（gāo），就集中供暖的全局而言，此 種狀況並不多（duō）見。散熱器恒（héng）溫閥是通過閥（fá）門的開度調節進入散熱器的流（liú）量而改變散熱量，它隻能調節房間的過熱量，而（ér）室溫較低房間隻能依賴於過熱房間調節（jiē）之後的間接（jiē）被動效應。恒溫閥除（chú）對總體供熱過量的（de）建築能有調節（jiē）作用外，對多數總體供熱不足的建築，並不必要（yào）。 3.3 要有較好的（de）運行管理條件 即使應（yīng）用於雙管式係統，恒溫閥的高阻力特性（xìng）也是相對的（de），當散熱器負荷較小時，較高的局部阻力係數形成的阻（zǔ）力值仍有（yǒu）限， 最好能根據每一組散熱器處的（de）剩餘水頭對高阻閥逐一進行預調鎖定（dìng），此預調鎖定工作難以操作，而且當運行管理不善熱媒水雜質較多時，較小的水流通（tōng）道更易堵塞。 3.4 工程標準較（jiào）高造價 此種閥門的價格昂貴，每個約在（zài）100元以上，當受上述（shù）三項（xiàng）因素製約，難以得到明顯的效（xiào）益時，投資方（fāng）勢必要有所權衡取舍。 4 關於地板輻射供暖 地板輻射供暖是一種性能良好的供暖（nuǎn）方式，目前逐漸在標準較（jiào）高的住宅和其它民用建築中被廣泛應用。但在應用時應注意其（qí） 適應條件，其中一個重要問題就是地（dì）板表麵（miàn）平均溫度的限（xiàn）製，即真正體現低溫輻射（shè）的特征。 《采（cǎi）暖通（tōng）風與空（kōng）氣調節（jiē）設計規範》規定，經常有人停留地麵的表麵平均溫度宜為24～160。北京（jīng）市建設（shè）設計研究（jiū） 院的《設計技術措施》規定，人長期停留區域的地板表麵平均溫（wēn）度不宜超過260。上述《設計技（jì）術措施》給（gěi）出了計算地 板表麵平均溫度（dù）tEP的近似公式（shì）：tEP=tN+9(q/100)0.909。      住宅是典型的經常有人（rén）停留的場所，根據上述規定和計算式，可以得出數值： 目前，在許多地板輻射供暖工程中，一律采用相同（tóng）間距的DN20mm供熱管（guǎn），並且未采取有效控製水溫的技術（shù）措施，此種帶（dài）有隨意性的做法（fǎ）是不可取的。按地板表麵平（píng）均溫（wēn）度所限定的地板最大散熱量，當地麵層為水泥、陶瓷（cí）磚、水磨石或石料，室內設計溫 度tN＝180，如果采用間（jiān）距為300mm和DN20mm 供熱管，平均水溫應不超過400C，采用間距為300 mm的DN15mm供熱管，平均水溫應（yīng）不超過460C。 室內設計溫度tN＝200C時，隻能（néng）采用間距為300mm的DN15mm供熱管，平均水溫應不超過420C。 而室內設（shè）計溫（wēn）度tN＝220C時，隻能采（cǎi）用間距為300mm的（de）DN15mm供熱管，平均水溫應不超過350C。 所（suǒ）以，對供暖負荷較大的住宅北向房間，應驗算地（dì）板表麵平均溫度（dù）所限定的地板最（zuì）大（dà）散熱量，是否能滿足負（fù）荷的需要，尤其 是在室內設計溫（wēn）度較高時更為突出。因此（cǐ），國外許多較（jiào）高標準（zhǔn）的住宅，既設置了地板輻射供暖，又同（tóng）時設置散熱器。 在其它類（lèi）型建築中（zhōng）應用也在同樣（yàng）問題，例如（rú）筆者看（kàn）到（dào）某地區新編的一種標準設計（jì）圖集，推出用（yòng）於（yú）大廳的兩種管間距做（zuò）法，並 注明“標（biāo）準工況”水濕為600／500、室溫為180，瓷磚類地麵管間距150mm的（de）散熱量為212W，管 間距200mm的（de）散熱量為193W，此兩種做法的地板表麵平均溫度分（fèn）別為35.80C和340C，均超過了人短期停留區（qū） 域（yù）300C的限定。     上述圖（tú）集也將兩種管間距做（zuò）法應用於遊泳館，並注明“標準工況”水（shuǐ）濕為600／500、室溫為（wéi）28 0，管間距200mm的散熱量為193W，此兩種做法的地板表麵平均（jun1）溫度（dù）分別為410C和400C，均（jun1）超過了《采 暖通風（fēng）與空氣調節設計規範》中對遊泳館地（dì）麵溫度不應超過350C（且為加熱管（guǎn）軸心處）的限定。 5 關於直（zhí）燃吸收式冷溫水機組 選擇直燃（rán）型（xíng）吸收（shōu）式冷溫（wēn）水機組主要取決於工程的能源（yuán）供應條件，它的主（zhǔ）要功能是用作集中空調的冷源，供暖應屬於輔助或（huò）兼 用功能，至於同時用作供應生活熱水，尤（yóu）其（qí）是生（shēng）活熱水用量較大（dà）時，則是一種不（bú）盡合理的擴展（zhǎn）。當空調的所（suǒ）需（xū）熱量在機組供熱能力範（fàn）圍之內或（huò）適當的加大高（gāo）壓發生器能滿足時，兼用（yòng）是合理的。當空調所需（xū）熱量較大或還有較多散熱器供暖係統所需熱量時，按遠大於供冷量（liàng）的供熱量來確定機組容量。顯然是不合理的。 直燃（rán）型吸收式（shì）冷溫水機組的供熱方式，有兩種基本體係：一種（zhǒng）是僅通（tōng）過高壓發生器和換熱（rè）器供（gòng）熱循環，主體完全“冬眠”，供回水溫度為650／750，溫差80，且允許供（gòng）熱水流（liú）量在50％～150％範圍內變動，即（jí）供回水溫（wēn） 差可增（zēng）大到120C；另一種是整機供熱循環，僅關閉冷卻水循環係統，供回水溫度為600C／55.80C， 溫差僅為4.20C，且由於換熱麵積的限（xiàn）製不（bú）允許減（jiǎn）少供熱水（shuǐ）流量。 直燃型吸引式（shì）冷溫（wēn）水機組不管采用何種（zhǒng）方式（shì）供熱，其性都不及使用相（xiàng）同燃料的普通熱水鍋爐。首先，其供水溫度低，當用於 散熱器供暖係統（tǒng）時，散熱（rè）器的散（sàn）熱量會大幅度降低；其次，即使在水溫較低（dī）的條（tiáo）件下（xià），其熱效率也難以達到90％（一般為（wéi）85％～88％）；此外，由於供回水溫（wēn）差（chà）小而使循環水泵的功（gōng）耗大（dà），難以符合有關設計節能標準對水輸送（sòng）係數的限定。 因此，當冬季供熱（rè）量需求遠大於直燃型吸收式溫（wēn）水機組的供熱能（néng）力時，應采用熱水（shuǐ）鍋爐來補足，特別是用於散熱器供暖（nuǎn）係統（tǒng） 的供熱量，采用吸收式冷溫水機組，或者是機組的高壓發生器部分（即所謂“真空鍋爐”），無論是投資費用還是運行費用，都是不合算的。

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發布時間：2022-01-12  點擊：890  <<< 回上頁