暖通空調設計（jì）選用設備和係統形式的若幹誤（wù）區

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     伴隨著暖通（tōng）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，市場競爭激烈，給暖通（tōng）空調專業設（shè）計提供了十分有利（lì）的物質條件，設計人員可根據工程的功能要求，進行多方案的選擇。但是，由於局部設計市場的混亂或受商業因素的幹擾，在設備產（chǎn）品選用不當的基礎上，造成設計不當的係統時常出現，這不僅（jǐn）不能滿足使用（yòng）要求（qiú），也會造成投資和能源的極大浪費。而（ér）且，某些適合在特定條件（jiàn）下應用得很好的設備產品，由於在不適當條件下應用，反（fǎn）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（guō）爐     所謂無壓熱水（shuǐ）鍋爐，即不（bú）能承壓的（de）開（kāi）式熱水器。早期主要是南方的一些不具備壓力容器生產資（zī）質的廠家（jiā），配置國外生產的燃 油（yóu）或燃氣的自動燃燒機，為加熱集中生活熱水的需要（yào）而生產的，因為（wéi）集中生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承壓。當能（néng）源構成（chéng）發生變化、燃油或燃氣日漸得到發展以（yǐ）來，開始進入北方市場，繼而由於北方地區（qū）供暖熱 源較集中生活熱水熱源需要量更大，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（tǒng）不甚了解的生產廠（chǎng）家（jiā）提出的以開式熱水器為中心的集中供暖係統圖式，實（shí）際上（shàng）是不夠合理的。 筆者最近應某鍋爐廠的要求，解決北方（fāng）某地一（yī）個（gè）規模不（bú）大的住宅供暖係統發生的問題，深刻體會到（dào）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（tǒng）的熱（rè）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（chéng）壓（yā）做成了開式的重力流係 統，造成了嚴重失調根本無法正常供暖。如果采用常規承壓熱水器（qì）鍋爐（lú）配以適當的循環水泵，這是最簡單也是最有效的係統。 由（yóu）於各種因素，在集中供暖（nuǎn）係統中采（cǎi）用燃（rán）油或燃氣的無壓熱水鍋爐（lú），有（yǒu）日漸增多的趨勢。如果由合（hé）格的專業設計單位進行設計，係統的配置一般不會像上述工程那樣“出格”。例如：可以采用熱交換設備進行間接交換（huàn），使鍋爐不承壓而係（xì）統承壓（yā）；也可以采用供水用加壓水泵升壓、回水用減壓閥減壓，仍可（kě）使鍋爐不承壓而係統承壓。但上述對策（cè）或者會（huì）使係統人為地複雜化，或者（zhě）會使 供暖熱媒溫度（dù）降低而（ér）需增加散熱（rè）器數量，或者使本來用以克服係統循環（huán）阻力的揚（yáng）程度較低的（de）循環泵變為揚程度較高（gāo）的（de）加壓泵而增加運行能耗。因此，北京市建築設（shè）計研究院編（biān）寫的《建築（zhù）設備專業設計技術措施》明確規定：不宜采用需（xū）設置水泵揚（yáng）程度供暖的“無壓熱水鍋爐”。 無壓（常壓）熱水鍋爐隻有在（zài）工程條件不（bú）允許采用常規熱水鍋爐的條件下，才（cái）有其（qí）有集中供暖（nuǎn）係統（tǒng）中應（yīng）用的價值，例如《建 築設計防（fáng）火規範》和《高層民用建築設計防火規範》，對於總蒸發量超過6t/h或單台蒸發量超過2t/h的燃油、燃（rán）氣鍋爐，為不允許（xǔ） 貼鄰民（mín）用建築布置，不允許在高層（céng）建築（zhù）或裙房內布置。工作壓力小於0.1Mpa的（de）“無壓熱水鍋爐”即開式熱水器不屬於鍋爐，因（yīn）而（ér）可不（bú）受上述規定的製約（yuē）。其實（shí），從消防安（ān）全角度看，不承壓的燃油或燃氣開（kāi）式熱（rè）水器，同承（chéng）壓的燃油或燃氣熱（rè）水鍋爐（lú）應是一樣的，但 當條件（jiàn）受限時，采用地壓熱水鍋爐可因不（bú）受上述規定製約而成為“合法”。 按說，鍋爐的安全問（wèn）題應由（yóu）《熱水鍋爐安全技術監察規程》而非由《設計防火規範》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、燃氣熱水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的燃油和（hé）燃氣熱水鍋爐房，設在高層建築的地下室、半地下室、第一層或頂（dǐng）層內。但（dàn）在具體工程設計套用有關《規範》或《規程》有矛盾時，原則上應按要（yào）求規範的條文執行。為要執（zhí）行（háng）較嚴格（gé）的消防規範，在受條件限（xiàn）製時，總蒸發量超過（guò）6t/h 或單台蒸發量超過2t/h的鍋爐，不得不采用無壓熱水鍋爐。 但是，當並無工程條件限製時（shí），例如在單獨建（jiàn）造的鍋爐的（de）房內，采用“無（wú）壓熱水鍋（guō）爐”的根據和必要性就不存在了。 2 關於水源熱（rè）泵（WLHP）係統 筆者曾於近期協助北京地區某建設單位，對其將完工的空調工程使用功（gōng）能進（jìn）行評估（gū），發現了一係列問題，引起了對水源熱泵 係統的適應範圍（wéi）和如何通盤解決好設計中好方麵問（wèn）題的思考。 該工程是由商業和寫字（zì）樓組合而成的綜合樓，總建築麵積8000m2，有少量（liàng）的建築熱工內區房間，全部采用水源（yuán）熱泵係統，由房間的水源熱泵空調機和各層的水源熱泵新風空調機組成。冬夏兼用，由冷卻塔和城市熱網（wǎng）熱源通過各自的板式換熱 器對集中循（xún）環水冷卻（què）或加熱，包括衛生間、樓梯間等在內未設置散熱器供暖係統。 水源熱泵係統在應（yīng）用適當（dāng）時，是（shì）一種很有特點的係統，具有下列（liè）優點：    （1）具有熱回收功能，節能效果主要（yào）在冬季和過渡季顯著，可以將“內區”的餘熱，通（tōng）過循環水係統向“外區”轉移，供 給“外區（qū）”供暖，特別適用於冬季有大量穩定熱回收的建築。    （2）係統簡單，隻（zhī）有一套集中循環水係統，以及循環水（shuǐ）的（de）冷卻和加熱設備，可節省機房占用的麵積和空間（jiān）。 暖通在線    （3）循環水係統的管道無需保溫和保冷。    （4）運行（háng）靈活，能源消耗便於分別計量。 但是，在該工程的具體條件下應用，就顯出它（tā）的一（yī）些缺（quē）陷和局限性： ①在冬季供暖期間使（shǐ）用時，因不（bú）存在明顯的“內區”，總能耗要大於一（yī）般散熱器或空調供暖係統，除需提供數量略少的外部 熱（rè）源外，水源熱（rè）泵機且的（de）壓縮機和循環水係統仍需進（jìn）行，用電量在全負（fù）荷時約為240kW，如按平均負荷計約（yuē）為100kW，而北京地區（qū）的 供暖期長達5個月。 ②該（gāi）工程使用性質為商場和辦公等，屬（shǔ）於每（měi）天間斷使用的建築，但總要有少量值班房間需晝夜使用，無論（lùn）是夏季或冬季，集中的循環水係統（tǒng）需不間斷（duàn）運行。 ③需設（shè）置散熱器值班供暖係統,以保證各種水管道在冬季夜（yè）間或假日不被凍壞。如果設置了散熱器值班供暖係統，就提出了可否擴大散（sàn）熱器供暖係統的問題，即在冬季空（kōng）調係統不運行？經（jīng）計算是可（kě）行的。 暖（nuǎn）通（tōng）空調zaixian ④水源熱泵機（jī）組進風溫度（dù），一般不應低於130，極限最低溫度為50，冬季用作新風機組時（shí），需解決 水（shuǐ）源熱泵新風機組進風的預熱（rè）處理，並設置水預熱排管的可靠防（fáng）凍設施。水源熱泵新風機（jī）組最好能增（zēng）設加濕裝置，以保證冬季空調的舒適（shì）標準。 ⑤由於壓縮（suō）機在機內，相對（duì）於集中冷源的空調機組（zǔ），噪聲偏大。 ⑥造價偏高，僅水源熱泵機組價格（gé），不計附加的廠家調試費用，已約折合人民幣625元/平方米。 根據以上情況，該工程又不得不對（duì）原（yuán）有的水源熱泵空調係統，進行了完善和改善，增設（shè）了（le）散熱器供（gòng）暖係統和新風機組進風的 預熱裝置，投資又增加了約60元/m2。最終達到的空調綜合效果，同如（rú）此昂貴的造價難以相稱，不得不（bú）使建設單位產生了對采用該種係統合理（lǐ）性的懷疑。 3 關於散熱（rè）器恒溫閥 近年以來，作為供（gòng）暖係統（tǒng）節能的一種重要手段，散熱器恒溫閥受到廣為關注並被大力進行推廣。國內研製並應用始於70年代， 北京建築五（wǔ）金水暖器材（cái）工業公（gōng）司科研室就曾推出過第一代7902型（xíng）“采暖恒溫閥”。至80年代（dài），開始引（yǐn）進國外應用甚廣的（de）如德國（guó）、丹麥等產品。按（àn）照國外產品樣機，蘇州市（shì）電器元件廠和北京市門頭溝節能設備廠也分別研製開發出同類產品。國外和國內產品，都曾 在北京地區的一些工程中應用（yòng）過。 在適當的條件下應用，散熱器恒溫閥（fá）確是一種能改善房間熱舒適度和節約能源的構件。但其合理應用應考慮以下因素： 3.1高阻力特性的恒溫閥僅適合於雙管式係統恒溫閥的作用原理，是通過溫控器波（bō）紋管內熱敏介（jiè）質（zhì）的受熱膨脹，驅（qū）使閥杆位移使閥錐趨向關閉位（wèi）置，最大位移量約為7mm，決定了它的（de）高（gāo）阻力特性。早期開發的（de）7902型“采暖恒溫閥”，局部阻力係數值為18， 略大於普通截止閥（fá）；蘇州WKQ1028型恒溫（wēn）閃的局部阻力係數值，DN15為56，DN20為102；DANFOSS公司恒溫閃的局部阻力係數值，DNG15 型約為48.6，DN20約（yuē）為97.7，DN25約為142.2。 雙管式係統每一組散熱器都是相互並聯（lián）的環（huán）路，如能在每（měi）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（lì）， 抵消並聯環路之間的水力失調因素，有助於（yú）各組散（sàn）熱器之間的水力平衡。但是（shì）恒溫閥在單管式（shì）係（xì）統中（zhōng）勉強應用則是不適當（dāng）的，原因（yīn）是：    （1）《采暖通風與空氣調節設計規範》規定，單管係（xì）統應采用低（dī）阻力閥門。    （2）單管式係統設置恒溫閥和跨越管後，由（yóu）於分流作（zuò）用散熱器的散熱量會有所減少，要增加散熱器（qì）數量，與此種閥門昂貴的（de）價格結合（hé），經濟上是不合算（suàn）的。    （3）恒（héng）溫（wēn）閥與跨越管段的阻力匹配及合理的分流比，雖從理論上可以有所假設，但設計計算過（guò）程較為複雜，還由於（yú）難以避免的運行因素，例如泥（ní）渣等造成的堵塞，在實際工程中常會發生。 暖通（tōng）空調zaixian 3.2 要有較好的供熱條件     目前國內（nèi）普通住（zhù）宅的集中供暖，大體上為以下3種狀況：總體供熱不足，難以達到（dào）供暖設計溫度的（de）較低標準，居住者要求提高室（shì）溫，而不是（shì）因過熱而進（jìn）行調節（jiē）；供暖狀況較好，雖（suī）然存在一定程度的（de）垂直失調，由於居住者並（bìng）不滿足180的室溫標準，室溫稍高的房間也不會主動進行調節；總體供熱充足但係統（tǒng）設計和配置不當使部分房間室溫過高，就集中供暖的全局而言，此 種（zhǒng）狀況並不多見。散熱器恒溫閥是通（tōng）過閥門的開度調節進入散熱器的流量而改變散熱量，它隻能調節房間的過熱量，而室溫較低房間隻能依賴於過熱房間調節之後的間接被（bèi）動效應。恒溫閥除對總體供熱過量的建築能有調節作用（yòng）外，對多數總體供熱不足的（de）建築，並不必要。 3.3 要有較好的運行管理條件 即使應用於雙管式係統，恒溫閥（fá）的高阻力特性也是相（xiàng）對的，當散熱器（qì）負荷較小時，較高的局（jú）部阻力係數形（xíng）成的阻（zǔ）力值仍有限， 最（zuì）好能根（gēn）據每一組散熱器處的剩餘水頭對高阻閥逐一進行預調（diào）鎖定，此預調鎖定（dìng）工作難以操（cāo）作（zuò），而且當運行管理不善熱媒水雜質較多時，較小的水流（liú）通（tōng）道更易堵塞。 3.4 工（gōng）程標準較高造價 此種閥門的價格（gé）昂貴，每個約在100元以上，當受上述三項因素製約，難以得到明顯的效益時，投資方勢必要有所權衡取舍。 4 關於地板輻（fú）射供暖（nuǎn） 地板輻射供暖是一種性能良好的供暖方式，目（mù）前逐漸在標準較高的住宅和其它民用建築中被廣泛應用（yòng）。但在應用時應注意其 適應條（tiáo）件，其中一個重要問題就是地板表麵平均溫度的限（xiàn）製（zhì），即真正體現低溫（wēn）輻射的特征。 《采暖通風與空氣調（diào）節設（shè）計規範》規定，經常有人停（tíng）留地麵的表麵平均（jun1）溫度宜為24～160。北（běi）京市建設設計研究 院的《設計技（jì）術措（cuò）施》規定，人長期停留（liú）區域的地板表麵平均溫度不宜超過260。上述《設計技術措施》給出了計算地 板表麵平均溫度tEP的近似公式：tEP=tN+9(q/100)0.909。      住宅是典型的（de）經常有人停留（liú）的場所，根據上述規定和計（jì）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（yòng）相同間距的DN20mm供（gòng）熱管，並且未采取（qǔ）有效控製水溫的技術措施，此種帶有隨意性的做法是不可取的。按地（dì）板表麵平均溫度所限定的地板最大散（sàn）熱（rè）量（liàng），當地麵層為水泥、陶瓷磚、水磨（mó）石（shí）或石料，室內設計溫 度tN＝180，如果采用間距為300mm和DN20mm 供熱（rè）管，平均水溫應不超過400C，采用間距（jù）為300 mm的DN15mm供熱管，平均（jun1）水溫（wēn）應不超（chāo）過460C。 室內設計溫度（dù）tN＝200C時（shí），隻能采用間（jiān）距為（wéi）300mm的DN15mm供熱管，平均水溫應不超過420C。 而室內設計溫度tN＝220C時（shí），隻能采用間距為300mm的DN15mm供熱管，平均（jun1）水溫應不超過350C。 所以，對供暖（nuǎn）負荷較大的住宅北向房間，應驗算地（dì）板表（biǎo）麵平均溫度所（suǒ）限定的地板最大散熱量，是否能滿足負荷的需要，尤其 是（shì）在室內設計溫度較高時更（gèng）為突出。因此，國外許多較高標準的住宅，既設置了（le）地（dì）板輻射供暖，又同時設置散熱（rè）器。 在其它類型建築中應用也在同樣問題，例如筆者看到某（mǒu）地區新編的一種標準設計圖集，推出用於（yú）大廳的兩種管間距做法，並 注明“標準工況”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（jiān）距200mm的散熱量為193W，此兩種做法的地板表麵平均溫度分別為35.80C和340C，均超過（guò）了人短期停留區 域300C的限定。     上述圖集也將兩（liǎng）種管間距做法應（yīng）用於遊泳（yǒng）館（guǎn），並注明“標準工況”水濕為600／500、室溫為28 0，管間距200mm的散熱量為193W，此兩種做法的地板表麵平均溫（wēn）度分別為410C和400C，均超過了《采 暖通風與空（kōng）氣（qì）調節設計規（guī）範》中對遊泳館地麵（miàn）溫度不應超過350C（且為加熱管軸心處（chù））的（de）限定。 5 關於直燃吸收式冷溫（wēn）水機組 選擇直燃型（xíng）吸收式冷溫水機組（zǔ）主要取決於工程的能源供應條件（jiàn），它（tā）的主要功能是用作集中空調的冷源，供暖應屬於（yú）輔助或兼 用功能，至於（yú）同時用作供（gòng）應生活熱水，尤其是生活熱水用（yòng）量較大時，則是一（yī）種不盡合理的擴展。當空調的所需（xū）熱量在（zài）機組供熱能力（lì）範圍之內或適當的加大高壓（yā）發生器能滿足時，兼用是合理的。當空調（diào）所需熱量較大或還有較（jiào）多散熱器供暖係（xì）統所（suǒ）需熱量（liàng）時，按遠大於供冷量的供熱量來確（què）定機組容量。顯然是不合理的。 直燃型吸收式冷溫水機組的供熱方式（shì），有兩種基本體（tǐ）係：一種是僅通過高壓發（fā）生器和換（huàn）熱器供熱循環，主（zhǔ）體完全“冬（dōng）眠”，供回（huí）水溫度為（wéi）650／750，溫差80，且允（yǔn）許供（gòng）熱（rè）水流量在50％～150％範圍內變動，即供回水溫 差可增大到（dào）120C；另一種是整機供熱循環，僅關（guān）閉冷卻水（shuǐ）循（xún）環係統，供回水溫度為（wéi）600C／55.80C， 溫差（chà）僅為4.20C，且由於換（huàn）熱麵積的限（xiàn）製不允許減少供熱水流量。 直燃型吸引式冷溫水機組不管采用何種方式供熱，其性都不及使（shǐ）用相同燃（rán）料的普（pǔ）通熱水鍋爐。首先，其供水溫度低，當用於 散熱器（qì）供暖係統時，散熱器的散熱量會大幅度降低；其次，即使在水溫較低的條件下，其熱效率也（yě）難以達到90％（一般為85％～88％）；此外，由於供回水溫（wēn）差小而使循環水泵的功耗大（dà），難（nán）以符合（hé）有關設計節能標（biāo）準（zhǔn）對水輸送（sòng）係（xì）數的限定。 因此，當冬季供熱量需求遠大於直燃型吸收式（shì）溫水機組的供熱能力時，應（yīng）采用熱水鍋爐來補足，特別是用於（yú）散熱器供暖係統 的供熱量，采（cǎi）用吸收式（shì）冷溫水機（jī）組，或者是機組的高壓發生器（qì）部分（即所謂“真空鍋（guō）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：887  <<< 回上頁