摘要：毛細(xì)管空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)仿生學(xué)原理，以水為媒介，輻射換熱，均勻調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。結(jié)合新風(fēng)調(diào)濕系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)溫度、濕度獨(dú)立控制，不僅能為業(yè)主24h不間斷提供溫濕度適宜、新鮮的空氣，以及打造潔凈、寧靜、舒適的生活空間，即“恒溫、恒濕、恒氧、恒潔、恒靜”的五恒空調(diào)系統(tǒng)的新型科技住宅，還能降低住宅能耗，節(jié)能效果顯著。

關(guān)鍵詞：毛細(xì)管；新風(fēng)；溫濕度獨(dú)立控制；五恒；節(jié)能

引言

毛細(xì)管空調(diào)系統(tǒng)是一種創(chuàng)新的空調(diào)技術(shù)，它利用管道中的冷熱水流動(dòng)，通過輻射和對(duì)流的方式進(jìn)行冷熱量的交換，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的空氣調(diào)節(jié)。該系統(tǒng)以水作為冷媒載體，通過均勻緊密的毛細(xì)管席進(jìn)行輻射傳熱。

毛細(xì)管空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于提供穩(wěn)定且舒適的室內(nèi)環(huán)境，同時(shí)具有良好的能效表現(xiàn)。由于該系統(tǒng)所需的夏季冷凍源供水溫度只需17～19℃，冬季供暖源供水溫度只需32～30℃，大大低于常規(guī)的水空調(diào)夏季7～12℃和冬季45～40℃的供回水溫度，因此能夠顯著降低能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。另外，毛細(xì)管空調(diào)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)選擇也至關(guān)重要?？刂葡到y(tǒng)需要高度集成和智能化，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和高效節(jié)能。在選擇控制系統(tǒng)時(shí)，需要考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、易用性及擴(kuò)展性等因素。

總的來說，毛細(xì)管空調(diào)系統(tǒng)是一種具有廣闊應(yīng)用前景的新型空調(diào)技術(shù)。隨著人們對(duì)室內(nèi)環(huán)境舒適度和節(jié)能要求的不斷提高，毛細(xì)管空調(diào)系統(tǒng)將在未來的建筑節(jié)能領(lǐng)域中發(fā)揮越來越重要的作用。

1毛細(xì)管空調(diào)系統(tǒng)介紹

毛細(xì)管空調(diào)系統(tǒng)是一種新型的根據(jù)仿生學(xué)原理，通過輻射方式進(jìn)行換熱的空調(diào)系統(tǒng)，其技術(shù)核心是將室內(nèi)溫度和濕度由2套系統(tǒng)進(jìn)行獨(dú)立控制。溫度高低由毛細(xì)管空調(diào)水系統(tǒng)調(diào)節(jié)；濕度大小由新風(fēng)調(diào)濕機(jī)組調(diào)節(jié)，根據(jù)季節(jié)需求，冬季加濕，夏季除濕。

1.1毛細(xì)管輻射末端系統(tǒng)

毛細(xì)管空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)介質(zhì)為水，換熱的形式只要是輻射散熱，夏天供冷的水溫不低于16℃，冬天供暖的溫度不高于36℃，從而使得采用該末端的系統(tǒng)以最舒適的方式調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，室內(nèi)溫差極小，無吹風(fēng)感、無噪聲。

1.1.1舒適性高

輻射是舒適性極高的供冷供暖方式。毛細(xì)管末端空調(diào)系統(tǒng)絕大部分的冷量和熱量都是通過輻射的方式產(chǎn)生，因此具有極高的舒適感。

1.1.2無噪聲

與傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)盤管、多聯(lián)機(jī)等空調(diào)末端系統(tǒng)相比，毛細(xì)管空調(diào)系統(tǒng)在戶內(nèi)只有毛細(xì)管席和連接所用PPR主管，介質(zhì)為水，在正常運(yùn)行情況下不會(huì)產(chǎn)生室內(nèi)噪音。

1.1.3干凈衛(wèi)生

毛細(xì)管網(wǎng)均埋設(shè)在吊頂內(nèi)或墻內(nèi)，不存在滋生細(xì)菌，造成室內(nèi)環(huán)境空氣污染的情況。

1.1.4能耗低

一般情況下，毛細(xì)管空調(diào)系統(tǒng)的夏季供水溫度不低于16℃，冬季的供水溫度不高于36℃，可節(jié)約40％左右的能源。

1.1.5自動(dòng)即開即用

毛細(xì)管系統(tǒng)熱惰性小，系統(tǒng)開啟后短時(shí)間內(nèi)就能起到制冷制熱作用，特別適合住宅建筑使用。白天外出工作后自動(dòng)關(guān)閉系統(tǒng)，晚上回家前自動(dòng)開啟系統(tǒng)，在滿足使用功能的前提下，充分達(dá)到了節(jié)能目的，同時(shí)降低了冷熱源主機(jī)容量。

1.1.6占用空間小

毛細(xì)管席直徑在3.35～5mm之間，鋪設(shè)完僅需抹上5～10mm厚的灰泥，總體占用空間1mm左右。

1.1.7施工簡(jiǎn)便靈活

毛細(xì)管質(zhì)量輕，布置靈活，可吊頂抹灰、可墻面抹灰、可金屬模塊安裝等。不存在和土建施工交叉，施工簡(jiǎn)單，工期短。

1.2新風(fēng)調(diào)濕系統(tǒng)

新風(fēng)系統(tǒng)除滿足空調(diào)區(qū)域的基本衛(wèi)生要求外，組合式新風(fēng)機(jī)組還能通過對(duì)室外新風(fēng)的一系列處理，用于夏季對(duì)室內(nèi)濕度的獨(dú)立控制及冬季對(duì)送風(fēng)溫度的初步控制。溫度和濕度獨(dú)立控制系統(tǒng)[1]為建筑提供了健康舒適的人文環(huán)境。新風(fēng)系統(tǒng)可采用下送上回、上送上回等形式置換室內(nèi)空氣，不僅提高了新風(fēng)使用效率，更有利于人們活動(dòng)區(qū)域空氣的潔凈。

1.2.1凈化空氣

凈化室內(nèi)空氣，使室內(nèi)空氣達(dá)到優(yōu)良等級(jí)。

1.2.2余熱回收

室內(nèi)外連續(xù)通風(fēng)換氣，會(huì)造成很大程度熱量和水蒸氣損失，在送風(fēng)和排風(fēng)之間進(jìn)行熱回收減少能量損失。

1.2.3空氣除濕

夏季室外空氣含濕量高，通風(fēng)換氣會(huì)造成室內(nèi)含濕量升高，相對(duì)濕度升高容易導(dǎo)致室內(nèi)結(jié)露，可利用新風(fēng)機(jī)組除濕段進(jìn)行除濕。

2毛細(xì)管空調(diào)系統(tǒng)案例項(xiàng)目概況及設(shè)計(jì)參數(shù)

2.1項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目為北京某住宅項(xiàng)目，共計(jì)5棟住宅樓，每棟25層，建筑面積12.75萬m2，全部采用毛細(xì)管空調(diào)系統(tǒng)，冬季低溫供暖，夏季高溫供冷。

2.2設(shè)計(jì)參數(shù)[2][3]

2.2.1室外設(shè)計(jì)參數(shù)

夏季，空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算干球溫度為33.5℃，空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算濕球溫度為26.4℃，最熱月平均相對(duì)濕度為74.7％。冬季，空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算溫度為-9.9℃，空氣調(diào)節(jié)室外計(jì)算相對(duì)濕度為44％，冬季供暖室外計(jì)算溫度為-7.6℃。

2.2.2室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

起居室、臥室的室內(nèi)溫度為夏季25℃、冬季22℃；室內(nèi)濕度為夏季25℃、冬季22℃。廚房的室內(nèi)溫度為冬季16℃。衛(wèi)生間的室內(nèi)溫度為冬季22℃。

3案例項(xiàng)目毛細(xì)管空調(diào)系統(tǒng)分析

本住宅項(xiàng)目空調(diào)系統(tǒng)末端采用的是毛細(xì)管空調(diào)末端系統(tǒng)加新風(fēng)調(diào)濕系統(tǒng)相結(jié)合的溫濕度獨(dú)立控制的系統(tǒng)。供暖季，毛細(xì)管空調(diào)末端系統(tǒng)承擔(dān)室內(nèi)熱負(fù)荷，新風(fēng)調(diào)試系統(tǒng)承擔(dān)室內(nèi)空氣加濕功能；供冷季，毛細(xì)管空調(diào)末端系統(tǒng)負(fù)責(zé)室內(nèi)顯熱冷負(fù)荷，新風(fēng)調(diào)濕系統(tǒng)負(fù)責(zé)室內(nèi)潛熱冷負(fù)荷及新風(fēng)負(fù)荷，控制室內(nèi)濕度。

3.1水系統(tǒng)

本項(xiàng)目水系統(tǒng)夏季供回水溫度為16℃/19℃，

冬季供回水溫度為35℃/32℃。由集分水器至戶內(nèi)主管道采用 PPR管連接，PPR管具有衛(wèi)生無毒、耐腐蝕、不結(jié)垢耐高溫、耐高壓易于焊接使用壽命長(zhǎng)外形美觀重量輕、強(qiáng)度高、韌性好等眾多優(yōu)點(diǎn)。戶內(nèi)毛細(xì)管席敷設(shè)率60％，主要敷設(shè)于頂面，墻面次之。和常規(guī)空調(diào)末端系統(tǒng)相比較，更能節(jié)約室內(nèi)的層高，僅5～10mm的厚度需求。采用頂面墻面抹灰固定做法，用導(dǎo)熱性能良好的砂漿固定。

集分水器[4]要在系統(tǒng)壓力測(cè)試前安裝完畢，且要安裝在空調(diào)房間或空氣溫濕度區(qū)域，具有調(diào)節(jié)各路水量、集氣排氣、泄水等功能?？筛鶕?jù)水分配器規(guī)格尺寸、確定集分水器安裝位置及高度，以方便各類閥門的操作方便或滿足設(shè)計(jì)要求。

需要注意的是毛細(xì)管席施工環(huán)境溫度應(yīng)不宜低于10℃[5]，要與精裝修緊密配合，對(duì)精裝修施工人員進(jìn)行配合交底工作。毛細(xì)管的管徑細(xì)小，可以彎曲，拱形和折角形的面也可以安裝，折角面陰、陽角不小于135°，折角面不宜太復(fù)雜（不宜超過2個(gè)面）；同時(shí)，安裝毛細(xì)管輻射末端頂板、毛坯棚或吊頂須表面堅(jiān)固，能承受不小于20kg/㎡的荷載，且須保證裝修規(guī)范要求的平整度，不能以毛細(xì)管抹灰來找平。

如果必須在吊頂上安裝石膏板時(shí)，要選用防水型石膏板，毛細(xì)管損壞較小時(shí)，不需要更換毛細(xì)管，可以直接被修復(fù)，但要將毛細(xì)管席與水路斷開，剪斷泄漏管將水泄干凈，必要時(shí)可采用空氣吹空后施焊，將破壞處毛細(xì)管剪斷，2個(gè)開口使用熱容器或電烙鐵加熱并擠壓到一起封閉，待冷卻后重新進(jìn)行壓力試驗(yàn)，封閉毛細(xì)管切口不允許使用明火，合適的焊接溫度為240℃。1個(gè)循環(huán)回路毛細(xì)管損壞量不得超過8個(gè)毛細(xì)管回路，每片損壞量不應(yīng)超過3個(gè)回路，否則需更換毛細(xì)管席或者補(bǔ)足毛細(xì)管面積，更換部分或整片毛細(xì)管席視損壞情況而定。毛細(xì)管系統(tǒng)連接水管、配件、閥門等的材質(zhì)應(yīng)為非腐蝕性，可以是塑料、不銹鋼、紫銅、黃銅等非腐蝕性材質(zhì)，毛細(xì)管席及管線、管件必須避免受到紫外線的直接照射。

3.2風(fēng)系統(tǒng)

本項(xiàng)目的風(fēng)系統(tǒng)采用全新風(fēng)系統(tǒng)，商品房新風(fēng)換氣次數(shù)大于0.7次。新風(fēng)系統(tǒng)分段送風(fēng)，每棟樓分高低區(qū)，低區(qū)新風(fēng)機(jī)組放在地下新風(fēng)機(jī)房，高區(qū)新風(fēng)機(jī)組放在屋頂新風(fēng)機(jī)房，采用帶PM2.5空氣處理系統(tǒng)的組合式熱回收新風(fēng)機(jī)組，為達(dá)到室內(nèi)濕度及通風(fēng)的設(shè)計(jì)要求，夏季低溫除濕，冬季升溫加濕。冬季和夏季集中新風(fēng)系統(tǒng)與排風(fēng)系統(tǒng)24h運(yùn)行。

新風(fēng)機(jī)組夏季新風(fēng)熱回收后先用7℃的低溫冷水預(yù)冷，再經(jīng)過直膨段，進(jìn)行深度除濕，使機(jī)組出風(fēng)含濕量達(dá)到不大于75g/kg，高溫冷水先進(jìn)入冷凝器，消除排風(fēng)的冷凝熱，再進(jìn)入再熱段，對(duì)新風(fēng)進(jìn)行再熱，使出風(fēng)溫度大于16℃。新風(fēng)機(jī)組冬季接55℃熱水，對(duì)新風(fēng)進(jìn)行加熱，以確保加濕后新風(fēng)達(dá)到室內(nèi)設(shè)計(jì)狀態(tài)，加濕管道上設(shè)置純水機(jī)，由新風(fēng)機(jī)組自帶，除鹽率大于99％。

戶內(nèi)采用的送風(fēng)方式為下送上回式，經(jīng)過新風(fēng)機(jī)組處理后的室外新風(fēng)由主風(fēng)管經(jīng)由豎井進(jìn)入各戶內(nèi)送風(fēng)靜壓箱處，再通過在地面層內(nèi)設(shè)置的支送風(fēng)管（外徑80mm×45mm的UPVC矩形送風(fēng)管，送風(fēng)量25m3/h左右）送至送風(fēng)靜壓箱，由地板送風(fēng)口送入各空調(diào)區(qū)域，每個(gè)送風(fēng)口平均風(fēng)速不大于0.5m/s。在各戶公共區(qū)域設(shè)置吊頂回風(fēng)口，通過回風(fēng)管道回到組合式空調(diào)機(jī)組的熱回收段，經(jīng)熱回收后集中排放到室外。室內(nèi)排風(fēng)口平均風(fēng)速不大于2m/s。

各戶送風(fēng)管上設(shè)置70℃防火閥和定風(fēng)量閥，回風(fēng)管設(shè)置70℃防火調(diào)節(jié)閥；送風(fēng)立管每層接入戶支管處設(shè)導(dǎo)流片，導(dǎo)流片與送風(fēng)立風(fēng)管夾角120°。

3.3自控系統(tǒng)

毛細(xì)管輻射溫度和濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)的控制以實(shí)用、便捷、可靠為宗旨，在此基礎(chǔ)上可進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)現(xiàn)采用通信設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。一鍵控制戶內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)啟停，啟停方式可以是就地設(shè)備按鈕也可以擴(kuò)展為遙控器實(shí)現(xiàn)啟停。每個(gè)房間安裝毛細(xì)管專用溫控器，實(shí)現(xiàn)空調(diào)區(qū)域的溫度和濕度自動(dòng)控制，也可就地手動(dòng)調(diào)整設(shè)定溫度達(dá)到業(yè)主想要的房間溫度，家中無人時(shí)選擇關(guān)閉房間空調(diào)系統(tǒng)，或只留新風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行。

空調(diào)房間濕度控制為供冷季要求新風(fēng)機(jī)組出風(fēng)含濕量不大于75g/kg，溫度露點(diǎn)控制器采用大屏幕液晶顯示溫控器，采用微型處理器，運(yùn)用人工智能的模糊邏輯控制，LCD大液晶顯示，運(yùn)行狀態(tài)及環(huán)境溫度一目了然，造型精美、性能可靠、操作簡(jiǎn)單?？刂破骶哂袦囟瓤刂萍胺乐菇Y(jié)露的功能，通過設(shè)定參數(shù)，自動(dòng)開啟和關(guān)閉水路電動(dòng)閥門，從而達(dá)到調(diào)節(jié)房間溫度及制冷輻射末端防結(jié)露的目的。

房間防結(jié)露控制是房間溫控器帶有露點(diǎn)控制功能，通過在房間最不利表面安裝溫度傳感器，利用其監(jiān)測(cè)值與房間露點(diǎn)溫度做比較，控制各個(gè)房間輻射供水回路電熱閥的開閉，確保房間輻射表面溫度高于露點(diǎn)溫度，防止產(chǎn)生結(jié)露。

房間的溫度和濕度控制融入智能家居系統(tǒng)，與通過各房間的帶露點(diǎn)控制功能溫控器和濕度控制器，調(diào)節(jié)各空調(diào)區(qū)域的環(huán)境溫度和濕度，并融入智能家居系統(tǒng)。而通過智能家居系統(tǒng)也可以實(shí)現(xiàn)智能手機(jī)、平板電腦及計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程設(shè)定控制房間毛細(xì)管空調(diào)系統(tǒng)的啟停并進(jìn)行房間的溫度和濕度控制。

4毛細(xì)管空調(diào)系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用效果

本項(xiàng)目所采用的毛細(xì)管空調(diào)系統(tǒng)和傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)比較，沒有噪聲、溫度與濕度恒定在一個(gè)舒適的范圍，加上新風(fēng)設(shè)備的輔助，室內(nèi)的空氣質(zhì)量一直保持在優(yōu)良狀態(tài)，給用戶帶來了極大的舒適度體驗(yàn)。同時(shí)，由于系統(tǒng)本身占用空間高度極小，使業(yè)主家更敞亮、空間舒適感更好。此外，毛細(xì)管本身埋于抹灰層內(nèi)，一般不會(huì)直接接觸，基本不需要維護(hù)，讓業(yè)主更省心。

結(jié)語

綜上所述，毛細(xì)管空調(diào)系統(tǒng)勢(shì)必會(huì)成為未來高端科技住宅不可或缺的一部分，與傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)相比，毛細(xì)管空調(diào)系統(tǒng)具有恒溫、恒濕、恒氧、恒潔、恒靜（5恒）的優(yōu)勢(shì)。輻射式散熱，溫度分布均勻；外界空氣通過新風(fēng)調(diào)濕機(jī)組處理，冬季加濕，夏季除濕；24h不間斷置換式送風(fēng)方式，可使室內(nèi)CO2濃度在500ppm以下，每小時(shí)新鮮空氣被交換1～3次；新風(fēng)調(diào)濕機(jī)組在向房間內(nèi)送入新鮮空氣的同時(shí)，通過初、中、高3段過濾對(duì)空氣進(jìn)行高效過濾除塵，能夠有效地過濾掉空氣中的粉塵、微小顆粒物和PM2.5，凈化率可達(dá)98％（甚至更高），為用戶提供醫(yī)療級(jí)別的凈化空氣；用戶無需開窗，沒有傳統(tǒng)空調(diào)室內(nèi)風(fēng)機(jī)運(yùn)行的噪聲且無需大量送風(fēng)，出風(fēng)口風(fēng)速≤0.3m/s，產(chǎn)生的空氣擾動(dòng)可忽略不計(jì)。

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作者簡(jiǎn)介

王耀晨（1990—），男，漢族，河北唐山人，助理工程師，工學(xué)學(xué)士，研究方向?yàn)樾履茉醇夹g(shù)與應(yīng)用。

加工編輯：馮為為

收稿日期：2024-04-12