曾琪翔

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“恒溫、恒濕、恒氧”技術(shù)在南昌地區(qū)住宅的設(shè)計(jì)應(yīng)用

曾琪翔

（廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院有限公司 廣州 510000）

隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化的發(fā)展和人民生活水平的提高，我國對(duì)居住條件提出了更高的要求，已由適用、安全逐步走向舒適、健康。針對(duì)這一市場(chǎng)需求，南昌地區(qū)首次推出了采用水源熱泵系統(tǒng)、置換新風(fēng)系統(tǒng)與毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)的新型住宅，全年為居住者提供適宜的溫度、濕度、含氧量，即“恒溫、恒濕、恒氧”型住宅。結(jié)合南昌地區(qū)該項(xiàng)目設(shè)計(jì)，介紹該新型住宅的技術(shù)特點(diǎn)及注意事項(xiàng)。

節(jié)能；水源熱泵；置換新風(fēng)系統(tǒng)；毛細(xì)管輻射供冷（暖）系統(tǒng)

0 引言

我國傳統(tǒng)住宅空調(diào)通常采用分體式空調(diào)或者多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)，兩種空調(diào)形式使用中都會(huì)出現(xiàn)室內(nèi)空氣干燥、溫度的現(xiàn)象，而且無法滿足新風(fēng)的需求。隨著人民生活水平的提高，對(duì)居住環(huán)境的要求也越來越高，尤其是如今的霧霾天氣，則通過技術(shù)革新發(fā)展新型住宅則是必然趨勢(shì)。南昌地區(qū)一住宅小區(qū)通過采用水源熱泵、室內(nèi)置換新風(fēng)系統(tǒng)、毛細(xì)管輻射供冷（暖）系統(tǒng)、24小時(shí)熱水系統(tǒng)、中央除塵系統(tǒng)、外墻保溫系統(tǒng)、自動(dòng)遮陽系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)等技術(shù)，建設(shè)成“恒溫、恒濕、恒氧、低噪、適光”綠色低碳舒適性住宅。根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)情況，介紹該新型住宅的技術(shù)特點(diǎn)。

1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)

圍護(hù)結(jié)構(gòu)是指圍合建筑空間四周的墻體、門、窗等，構(gòu)成建筑空間，抵御環(huán)境不利影響的構(gòu)件。圍護(hù)結(jié)構(gòu)負(fù)荷占空調(diào)負(fù)荷的10～30%，其保溫性能在建筑節(jié)能中起著重要作用；而在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，外窗對(duì)空調(diào)冷負(fù)荷有明顯的影響，透過玻璃的日射得熱冷負(fù)荷約占空調(diào)冷負(fù)荷的20～30%?！昂銣?、恒濕、恒氧”新型住宅中增加了溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)中應(yīng)加強(qiáng)外墻保溫及外窗的保溫隔熱效果，在經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)的情況下減小系統(tǒng)運(yùn)行能耗。項(xiàng)目中圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用以下方式：1）外墻保溫采用70mm聚苯乙烯板EPS；2）屋面采用120mm聚氨酯發(fā)泡保溫；3）外墻采用雙層中空low-e玻璃，并采用可自動(dòng)控制外遮陽裝置。

圖1 外墻保溫

2 水源熱泵系統(tǒng)

空調(diào)系統(tǒng)和24小時(shí)熱水系統(tǒng)的冷熱源均采用水源熱泵系統(tǒng)的形式。夏季冷負(fù)荷主要由地下水承擔(dān)，部分熱量由生活熱水系統(tǒng)回收；冬季則全部由地下水承擔(dān)。根據(jù)地下水水源測(cè)試報(bào)告中每口井的抽水量為60m3/h，每口井的回灌量40m3/h。項(xiàng)目一期工程共設(shè)置28口水源井（10口抽水井和18口回灌井），打井深度為35m，所有水源井均為兩用井，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況抽水和回灌定期倒換。

空調(diào)制冷制熱過程：

（1）熱泵主機(jī)開啟，夏季制取7度冷水，冬季制取40度左右熱水；

（2）冷熱水通過新風(fēng)循環(huán)泵，送入樓棟新風(fēng)機(jī)組冷卻盤管；

（3）新風(fēng)機(jī)組通過熱回收、過濾、加濕等冷卻/加熱處理新風(fēng)；

（4）處理后的新風(fēng)通過送風(fēng)機(jī)送入戶內(nèi)，進(jìn)行空調(diào)；

（5）毛細(xì)一次泵將冷熱水送入板換，與板換內(nèi)毛細(xì)二次側(cè)冷熱水熱交換；

（6）毛細(xì)二次泵將冷卻/加熱H后冷熱水送入戶內(nèi)，進(jìn)行空調(diào)。

熱水制取過程：

（1）熱泵主機(jī)開啟，生活熱水循環(huán)泵加熱熱水罐中的熱水；

（2）熱水罐儲(chǔ)存制取的高溫生活熱水；

（3）生活熱水循環(huán)泵24小時(shí)開啟，保證管道熱水溫度；

（4）用戶有熱水使用時(shí)，冷水自動(dòng)補(bǔ)水；

（5）補(bǔ)水后熱水罐溫度下降，熱泵主機(jī)自動(dòng)開啟加溫。

項(xiàng)目一期工程共設(shè)置2個(gè)集中冷熱源機(jī)房。1#冷熱源機(jī)房設(shè)置3臺(tái)制冷量為2500kW水源熱泵機(jī)組，負(fù)擔(dān)多層及高層建筑的新風(fēng)負(fù)荷和室內(nèi)冷熱負(fù)荷。另外，單獨(dú)設(shè)置3臺(tái)制熱量為200kW水源熱泵熱水機(jī)組，分別負(fù)擔(dān)高、中和低區(qū)生活熱水系統(tǒng)。下面是空調(diào)系統(tǒng)和熱水系統(tǒng)簡易原理圖。

圖2 空調(diào)系統(tǒng)原理圖

圖3 熱水系統(tǒng)原理圖

3 置換新風(fēng)系統(tǒng)

置換通風(fēng)是基于空氣的密度差形成的熱氣流上升，冷氣流下降的原理。置換通風(fēng)一般通過布置在地板附近的風(fēng)口，以較低的速度（一般為0.2～0.5m/s），向室內(nèi)送入處理過的空氣。因而送入室內(nèi)的低速、低溫的新風(fēng)先下沉，然后慢慢擴(kuò)散，在地面形成一層“空氣湖”。送風(fēng)氣流與室內(nèi)較為污濁的空氣摻雜很少，形成空氣品質(zhì)的分層現(xiàn)象，從底部向上空氣質(zhì)量逐漸下降。送入的冷空氣在緩慢上升的過程中遇到熱源形成上升的氣流，不斷卷吸周圍的空氣，形成一股蘑菇狀的氣流，最后通過設(shè)在房間上部的排風(fēng)口排出室外。根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，置換通風(fēng)與混合通風(fēng)相比，可以節(jié)約20～50%的能源。置換通風(fēng)可以對(duì)工作區(qū)的CO2等污染物進(jìn)行更為有效的控制。它的通風(fēng)效能系數(shù)大于混合通風(fēng)，這樣就能達(dá)到改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的目的。

現(xiàn)場(chǎng)每棟住宅在地下室或者屋面單獨(dú)設(shè)置1臺(tái)轉(zhuǎn)輪式熱回收新風(fēng)機(jī)組。機(jī)組送風(fēng)從新風(fēng)豎井進(jìn)入每層每戶，每戶從豎井接一根新風(fēng)支管接入靜壓箱，靜壓箱上接120mm×50mm的鍍鋅風(fēng)管分支進(jìn)入客廳、臥室，最終由陶?；炷琳移降孛?。

圖4 新風(fēng)豎井及靜壓箱

4 毛細(xì)管輻射供冷（暖）系統(tǒng)

毛細(xì)管輻射空調(diào)系統(tǒng)模擬植物葉脈與人體皮膚下的毛細(xì)血管原理，利用PPR塑料制成的細(xì)直徑（外徑2～5mm）、小間距（10～30mm）的密布毛細(xì)管席，猶如人體中的毛細(xì)管，起到著分配、輸送和搜集液體的功能。由供、回水環(huán)路將其連接，在房間頂棚或側(cè)墻等形成密布管網(wǎng)，通過管內(nèi)流動(dòng)的冷、熱液體向房間直接散熱或散冷。由于毛細(xì)管網(wǎng)間距非常小，能夠使得房間頂棚等的溫度分布均勻一致，在這種情況下，室內(nèi)熱交換中輻射可達(dá)60%，對(duì)流為40%，這種熱交換等同于自然界物體間的熱平衡規(guī)律，使人體感覺非常舒適，不會(huì)產(chǎn)生常規(guī)空調(diào)由于需要滿足制冷或制熱需要而采用的大風(fēng)量送風(fēng)帶來的吹風(fēng)感，而且由于毛細(xì)管網(wǎng)輻射面積比傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)大很多，其夏季供水溫度為16～20℃，冬季為28～35℃，相較于傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)有較高的夏季供溫度和較低的冬季供水溫度，可節(jié)省大量能源。

5 中央除塵系統(tǒng)

中央除塵系統(tǒng)由吸塵器主機(jī)、吸塵管道、吸塵插口、吸塵組件組成。吸塵主機(jī)置于地下室的設(shè)備間內(nèi)（高層設(shè)備4臺(tái)，多層設(shè)置2臺(tái)）。主機(jī)通過嵌至墻里的吸塵管道與每個(gè)房間的吸塵插口相連接，連接在墻外只留如普通電源插座大小的吸塵插口，在進(jìn)行清潔工作時(shí)將一根較長的軟管插入吸塵插口，灰塵、紙屑、煙頭、雜物及有害氣體通過嚴(yán)格密封真空管道，將灰塵吸到吸塵器主機(jī)的垃圾袋中，確保了最清潔的室內(nèi)環(huán)境。

6 存在問題及結(jié)論

由于首次在南昌地區(qū)推廣“恒溫、恒濕、恒氧、低噪、適光”綠色低碳舒適性住宅，在施工及運(yùn)營中遇到一些問題，如：1）轉(zhuǎn)輪熱回收新風(fēng)機(jī)組設(shè)置在屋頂或者地下室，雖然已采用變頻風(fēng)機(jī)，離新風(fēng)機(jī)組最近的室房間夜間低頻噪聲對(duì)人員干擾大，較難處理，建議后期項(xiàng)目中增加夾層以降低噪聲對(duì)室內(nèi)的影響；2）遠(yuǎn)端戶型中熱水系統(tǒng)循環(huán)較慢，建議可在各樓棟增加循環(huán)水泵；3）夏季室內(nèi)某些房間出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，建議在轉(zhuǎn)輪熱回收機(jī)組處增加一套除濕裝置；4）水源井堵塞問題，建議后期加強(qiáng)運(yùn)營管理；5）室外水源井管道沉降問題，建議在室外管道連接處設(shè)置檢查井。

雖然該系統(tǒng)運(yùn)行中存在一些問題，但是水源熱泵系統(tǒng)與置換新風(fēng)、毛細(xì)管輻射系統(tǒng)配合，綜合能效高，全年室內(nèi)溫、濕度恒定，室內(nèi)空氣質(zhì)量好，整體舒適性良好，值得在南昌地區(qū)推廣。

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The Technology of "Constant Temperature, Constant Humidity, Constant Oxygen"Design and Applicate in the Nanchang's Residential Buildings

Zeng Qixiang

( Guangzhou Metro Design & Research Institute Co., Ltd, Guangzhou, 510000 )

With the development of society, economy and culture and the improvement of people's living standard, our people puts forward higher requirements to the living conditions, application and safety turn comfortable and healthy. According to the market demand, the technology of water-source heat pump unit, replacement fresh air system, capillary radiation air-conditioning first application in Nanchang's residential buildings, all the year round to provide suitable temperature, humidity, oxygen content, "constant temperature, constant humidity, constant oxygen" type residence. Combined with the project design in Nanchang's area, this paper introduces the technical characteristic of the new housing and precautions

Energy conservation; water-source heat pump unit; replacement fresh air system; capillary radiation air- conditioning

1671-6612（2017）03-262-03

TU831.2

A

曾琪翔（1983.12-），男，本科，工程師，E-mail：156663883@qq.com

2017-03-27