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科技住宅怎样通过空调系统暨辐射空调系统技术实现健康舒适与低能耗

日期: 2020-07-24
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  科技住宅空调系统即辐射空调系统,该套新型的空调形式可实现室内的“三恒”,即居室内空调采暖末端系统可实现健康环保、高舒适度、低能耗,恒温、恒湿、恒氧。这也是被动式住宅的一些特点。

科技住宅怎样通过空调系统暨辐射空调系统技术实现健康舒适与低能耗

  辐射供冷(暖)是指降低(升高)围护结构内表面中一个或多个表面的温度,形成冷(热)辐射面,依靠辐射面k与人体、家具及围护结构其余表面的辐射热交换进行供冷(暖)的技术方法。辐射面可通过在围护结构中设置冷(热)管道,也可在天花板或墙外表面加设辐射板来实现。

  辐射+新风系统原理上属于温湿度独立控制系统,辐射系统负担室内显热负荷,新风系统负担室内湿负荷。

  由于辐射面及围护结构和家具表面温度的变化,导致它们和空气间的对流换热加强,增强供冷(暖)效果。在这种技术中一般来说,辐射换热量占总热交换量的50%以上。

  辐射空调系统由辐射供冷供热末端系统、独立除湿新风系统和冷热源三部分组成:

  1) 空调冷热源部分

  与辐射+新风系统配套的冷热源可选任何常规、非常规的冷热源形式,如水地源热泵、风冷热泵、水冷冷水系统、燃气锅炉、蓄冷蓄热等系统。但是需要指出的是设计冷热源时需要考虑辐射末端和新风末端对供水温度有不同的要求,冷热源需要与之匹配。辐射+新风系统对冷热源的要求与常规空调末端有一定的区别。在夏季制冷时辐射系统需要的供水温度相对较高在15度左右;在冬季制热时辐射系统需要的供水温度在40度左右,新风系统要求的供水温度稍高些。

  2) 辐射供冷、热末端

  辐射系统有多种选择形式,目前在住宅项目中应用较多的为以下两种形式:

  混凝土楼板

  沿袭辐射供暖楼板的思想,将特制的塑料管直接埋在水泥楼板中,形成冷辐射地板或顶板。这种辐射板结构工艺较成熟,造价相对较低,但系统惯性大、启动时间长、动态响应慢。因此适用于体量较大的集中式系统,空调24小时运行。

  毛细管

  一般以塑料为材料,制成直径小(外径4.3~3.3mm) 、间距小(10~20mm) 的密布细管,两端与分水、集水联箱相连,形成“冷网格”结构,这一结构可与金属板结合形成模块化辐射板产品,也可以直接与楼板或吊顶板连接。毛细管网模拟植物叶脉和人体皮肤下的毛细血管机制:它们都是通过毛细管内流动的液体来调节自身温度,从而达到与周围环境的平衡。

  3) 独立新风系统

  被动式住宅独立新风系统一是满足人员呼吸卫生条件外,二是对新风进行湿度的调节。新风系统将室外空气除湿/加湿后,通过新风管道将达到目标相对湿度空气送至室内,以达到舒适性或工艺性室内环境湿度需求。

  辐射空调系统中的独立新风系统优先选择地面送风的形式,地面风管在地面垫层保温层内挖槽敷设,为PPR材质的扁风管。地面送风主要有如下优点:

  (1) 新风系统送风速度低,无风感、无噪音、无尘土搅动、健康卫生;自下而上的送风方式确保人体100%呼吸到新鲜空气。

科技住宅怎样通过空调系统暨辐射空调系统技术实现健康舒适与低能耗

无序低效常规送风 有组织高效置换送风

  (2) 新风具备加湿、除湿、净化等功能,保证室内相对湿度控制在40%-60%的舒适范围内,保证室内空气洁净度;

  (3) 新风自成系统、全排放,可以有效避免病毒交叉循环污染;

  (4) 湿度稳定,新风利用率高;通过有组织的送排风,使经过冷却或加热的新风从房间一个方向流向另一个方向,形成直流,可以满足房间排湿、排除污染物和预防感染的要求。

  舒适性辐射空调系统分为可分为户式系统和集中式系统,不同住宅产品应根据建筑特点和业主使用习惯分别选择。

科技住宅怎样通过空调系统暨辐射空调系统技术实现健康舒适与低能耗

  1、户式系统

  户式辐射空调系统是指以一户为一个独立安装单元的辐射式空调系统,主要表现为:以小型空气源热泵(或水地源等其它形式)为独立单元户系统提供冷热源,以小型除湿新风机组和加湿设备对独立单元户进行湿度控制和调节,以毛细管网为辐射末端对独立单元户进行温度控制和调节,配合智能控制系统对单元户整体系统进行联动控制和调节,从而实现以最低的系统运行能耗打造“恒温、恒湿、恒氧、恒净、恒静”的室内空间环境之目的,提高居住舒适度。该系统适用于本项目的叠墅和合院产品。

  为了安装的便捷,户式辐射空调系统的冷热源通常采用专用空气源热泵,除湿及新风系统采用深度除湿新风机组(包含PM2.5过滤模块),末端采用毛细管网地面辐射方式,加湿系统采用管道式无阻力加湿器,控制系统采用中央控制模式(手机等形式的远程控制可选配)。

  整个空调系统由:冷热源(变频风冷热泵)+温度控制系统(毛细管末端)+新风湿度控制系统(深度除湿新风系统和管道式无阻力加湿器)+自动控制系统四部分组成。

  2、集中系统

  每栋或多栋楼为一整体,设置集中冷热源和新风处理机组,适合于大体量住宅,设备不占用套内面积,空调系统不间歇运行。因此适用于本项目的高层产品。

  空调系统能源端多采用夏季水冷/风冷机组+冬季市政供暖或地源热泵机组。辐射末端为混凝土埋管式天棚辐射,辐射立管和每户分集水器安装在公共水暖井中;集中式置换式新风系统的新风机组在屋面和地下室集中放置,新风立管每户布置,厨房卫生间集中排风,与新风热交换后排放。该系统的优点除前述的“恒温、恒湿、恒氧、恒净、恒静”外,其设备集中放置,造价较低,不占用室内空间,无噪声、震动困扰。

  来源:中国建筑科学研究院


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