暖通空調設計選（xuǎn）用設備和係統形式的若幹誤區

---

     伴隨著暖通空調技術的發展和（hé）進步（bù），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，給暖通空調專業設計提供了十分有利的物質（zhì）條件，設計人員可根據工程的功能要求，進行多方案的選擇。但是，由於（yú）局部（bù）設計市場的混亂或受商（shāng）業因素的幹（gàn）擾，在設備產品選用不當的基礎上，造成設計不當的係統時常出現，這不僅不能滿足使用要求，也會造成投資和能（néng）源的極大浪（làng）費。而且（qiě），某些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（tiáo）件下應用，反而造成了違背生產廠家初衷的負麵（miàn）影響。 1 關於無壓（常壓）熱水鍋爐     所謂無壓熱水鍋爐，即不能（néng）承壓的開（kāi）式熱水（shuǐ）器。早期主要（yào）是南方的一些不具（jù）備壓力容器生產資質的廠家，配置國外（wài）生產的燃（rán） 油或燃氣的自（zì）動燃燒機，為加（jiā）熱集中生活熱水的需要而生（shēng）產的，因為集（jí）中生活熱水係統（tǒng）一般要設置熱交換設備，鍋爐僅需（xū）提供一（yī）定溫度的一（yī）次熱煤而無需承壓（yā）。當能（néng）源構成發生變化、燃油或燃氣日漸得到發（fā）展以來，開始進入北（běi）方市場，繼而由於北方地區供暖熱 源較（jiào）集中生活熱水熱源需要量更大，便開展了將無壓熱水（shuǐ）鍋爐推向供暖熱源頗具規模的營銷活動，對（duì）供暖係（xì）統不甚了解的生產廠家提出的以開式熱水器為中心的（de）集中供暖係（xì）統圖式，實際上是不夠合理的。 筆者最近應某鍋（guō）爐廠的要求，解決北方某地一個規（guī）模不大（dà）的（de）住宅供（gòng）暖係統發生的問題，深刻體會到濫用（yòng）無壓鍋爐造成的後果。 這個住宅樓僅為3層，熱水供暖係（xì）統的熱源采（cǎi）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（tǒng），造成了嚴重失調根本無法正常供（gòng）暖。如果采用常規承壓熱（rè）水（shuǐ）器鍋爐（lú）配以適當（dāng）的循環水泵，這（zhè）是最簡單也是最有效的係統。 由於各種因素，在集中供（gòng）暖係統中采用燃油或燃氣的無壓熱水鍋爐，有日漸增多（duō）的（de）趨勢。如果由合格的專業設計單位進行設計，係統的配置（zhì）一般不會像上述（shù）工程那樣“出格”。例如：可以（yǐ）采用熱交換設備進行間接交換，使鍋爐不承壓而係統（tǒng）承壓；也可以采用供水用加壓水泵升壓、回水用減壓（yā）閥減壓，仍可使鍋爐不承壓而係統承壓。但（dàn）上述對（duì）策或者會使係統人為地複（fù）雜化，或者會使 供（gòng）暖熱媒溫度降低而需增加散熱器數量，或者使本來用以克服係統循環阻力的揚程度（dù）較低的循環泵變為揚程度較高的加壓泵而增加運行能（néng）耗。因此，北京市建築設計研究院編寫的《建築（zhù）設備專業設計技（jì）術措施》明確規定：不（bú）宜采用需設置水泵揚程度（dù）供暖的“無壓（yā）熱水鍋爐”。 無壓（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，才有其有（yǒu）集中（zhōng）供暖（nuǎn）係統中應用的價值，例如《建 築設計防火規範（fàn）》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、燃氣鍋爐，為不允許 貼鄰民用建築布置（zhì），不允許在高層建築（zhù）或裙房內布（bù）置。工作壓力小於0.1Mpa的“無壓熱水（shuǐ）鍋（guō）爐”即開式熱（rè）水器（qì）不屬於鍋爐，因（yīn）而可（kě）不受上述規定的製約。其實，從消防安（ān）全角度看（kàn），不承壓的燃油或燃氣開式熱水（shuǐ）器，同承壓的燃油或燃氣熱水鍋（guō）爐應是一樣的，但 當條件受限（xiàn）時，采用地壓熱水鍋爐可因不受上述規定製約而成為“合法”。 按說，鍋爐的安全問題應由《熱水鍋爐安全技術監察（chá）規程》而非由《設計防火規範》製約。盡管（guǎn）《熱水鍋爐安全技術（shù）監察規 程》允許：出水溫度≤950的燃油、燃氣熱水鍋爐房可與住（zhù）宅相連、第一層或頂層中，還允許（xǔ）單台熱（rè）功（gōng）率≤7MW、出水溫 度（dù）≤950C的燃油和燃氣熱水鍋爐房，設在高層建（jiàn）築的地下室、半（bàn）地下（xià）室、第一層或（huò）頂層內。但在具體工程（chéng）設計套用有關（guān）《規範》或《規程》有矛盾時，原則上應按要求規範的條文執行。為要執行較嚴格（gé）的消防規範，在受條件限（xiàn）製時，總蒸發（fā）量超過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，例如在單獨建造的鍋爐的房內，采用“無壓熱水鍋爐”的根據和必要性就不存在了。 2 關於水源熱泵（WLHP）係統 筆（bǐ）者（zhě）曾於近期協助北京地區某建設單（dān）位，對其將完工的（de）空調工程使（shǐ）用功能進行評估，發現了一係列問題（tí），引起了對水源（yuán）熱泵 係統的適應範（fàn）圍和如何通盤解決（jué）好設計中好方麵（miàn）問題的思（sī）考。 該工（gōng）程是由（yóu）商業和（hé）寫字樓組合而（ér）成的綜合樓，總建築麵積8000m2，有少量的建築熱工內區房間（jiān），全部采用水源熱泵係統，由房間的水源熱泵空調機和各層的水源（yuán）熱泵（bèng）新風空調機組（zǔ）成。冬夏兼用，由冷卻塔和城市熱網熱（rè）源通過各自的板式換熱 器對集中循環水（shuǐ）冷卻或加熱，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）用適當時（shí），是一種很有特點的係統（tǒng），具有下（xià）列優點：    （1）具有（yǒu）熱回（huí）收功能，節能效果主要在冬（dōng）季和過渡季顯著，可以將“內區”的餘（yú）熱，通過循環水係統（tǒng）向“外區”轉移，供 給“外區”供暖，特別（bié）適用於冬季有大量穩定熱（rè）回收的建築。    （2）係統（tǒng）簡單，隻有（yǒu）一套（tào）集中循環水係統，以及循環水的（de）冷卻和加熱設備，可節省機房（fáng）占用的（de）麵（miàn）積和空間。 暖通在線    （3）循環水係（xì）統的管道無需保溫和保冷。    （4）運行靈活，能（néng）源消耗便於分別計量（liàng）。 但是，在該工程的具體條件下應用，就顯出它的一些缺陷和局限性： ①在冬季供暖期間使用（yòng）時，因不存在明顯的“內區”，總能（néng）耗要大於一般散熱器或空調供暖係統，除需提供數量略少的外（wài）部 熱源外，水源熱泵機且的壓縮機和循環水（shuǐ）係統仍需進行，用電量在全負荷時約為240kW，如按平均負荷計約為100kW，而北京地區的 供暖期長達5個月。 ②該工程使用性質為商場和辦公等，屬於每天間斷使用的建（jiàn）築，但總要有少量值班房間需晝夜使用，無論是夏季或冬（dōng）季，集中的循環水係統需不間斷運行。 ③需設置散熱器值班供暖係（xì）統,以保證（zhèng）各種水管（guǎn）道在冬季夜（yè）間或假日不被凍（dòng）壞。如果設置了散熱器值班供暖係統，就提（tí）出了可否擴大散熱器供暖係統的問題，即在冬季（jì）空調係統不運（yùn）行？經計算是可行的。 暖通空（kōng）調zaixian ④水源熱泵機組進風溫度，一般不應低於130，極限最低溫度（dù）為50，冬季用作新風機組時，需解（jiě）決 水源熱泵新風機組進風的預熱處理，並設（shè）置水預熱排管的可（kě）靠防凍設施。水源熱泵新風機組最好能增（zēng）設加濕裝置，以保證冬季空調的舒適標準。 ⑤由於壓縮機在機內，相對於集中冷源的空調機組，噪聲偏大。 ⑥造價偏高，僅水源熱泵機組價格，不（bú）計附加的廠（chǎng）家（jiā）調試費用，已約折（shé）合人民幣625元/平方米。 根據以上情況（kuàng），該工程又（yòu）不得（dé）不對原有的水源熱泵空調係統（tǒng），進（jìn）行（háng）了完善和改善，增設了散熱器供暖（nuǎn）係統和新風機組進風的 預熱裝置，投資又增（zēng）加了約60元/m2。最終達到的空調綜合效果，同如此昂貴的造價難以相稱，不得不使建設單位產生了對采用該種係統（tǒng）合理性的懷（huái）疑。 3 關於散熱器恒（héng）溫閥（fá） 近年（nián）以（yǐ）來，作為供暖係統節能的一種重要手段，散熱器恒溫閥受（shòu）到廣（guǎng）為關注並（bìng）被（bèi）大力（lì）進行推廣。國內研製並應用始於70年代， 北京建築五（wǔ）金水暖器材工業公司科研室就曾推出過第（dì）一（yī）代7902型（xíng）“采暖恒溫閥”。至80年代，開（kāi）始引進國外應用（yòng）甚廣的如德國、丹麥等產品。按（àn）照國外產（chǎn）品（pǐn）樣機，蘇州市電（diàn）器元件廠和北京市門頭溝（gōu）節能設備廠也分別（bié）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（zhōng）應用過。 在適當的條件下應用，散熱器恒溫閥確是一（yī）種能改善房間熱舒適度和節約能源的構（gòu）件。但其合理應用（yòng）應考慮（lǜ）以下因素： 3.1高阻力特性的恒（héng）溫閥僅適合於雙（shuāng）管式係統恒溫閥（fá）的作用（yòng）原理，是通過溫控器波（bō）紋（wén）管內（nèi）熱敏介質的受熱膨脹，驅使閥杆位移使閥（fá）錐趨向關閉位置，最大位移量約為7mm，決定了它的高阻力特性。早期開發的7902型“采暖恒溫閥”，局部阻力係數值為18， 略大於（yú）普通截止閥；蘇州WKQ1028型恒溫（wēn）閃的局部阻（zǔ）力係數值，DN15為56，DN20為102；DANFOSS公司恒溫（wēn）閃的局部阻力係數值，DNG15 型約為48.6，DN20約為97.7，DN25約為142.2。 雙管式係統每一組散熱器（qì）都是相（xiàng）互並聯（lián）的環路，如能在每組散熱器均設置阻力相對（duì）較高的恒溫閥（fá），可增大散熱器（qì）組的阻力， 抵消並聯環路之間的水力失調因素，有（yǒu）助於各組散熱器之間（jiān）的水力平衡。但是恒溫閥在單管式（shì）係統中勉（miǎn）強（qiáng）應（yīng）用則是不適當的，原因是：    （1）《采暖通風與空氣調節設計規範》規定，單管係統應采用低阻力閥門。    （2）單管式係（xì）統設置恒溫閥和跨越管後，由（yóu）於分（fèn）流作（zuò）用散熱器（qì）的散熱量會有所減少，要增加（jiā）散熱器數量，與此種閥門昂貴的價格結合，經濟上是不合算的。    （3）恒溫閥（fá）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（jiǎ）設，但設計計算（suàn）過程（chéng）較為複雜，還（hái）由於難以避免的（de）運行因素，例如泥渣等造成的堵塞，在實際工程中常會發生。 暖通空調zaixian 3.2 要有較（jiào）好的供熱條件     目前（qián）國內普通住（zhù）宅的（de）集中（zhōng）供暖，大體上為以下3種狀況：總體供（gòng）熱不足，難以達到供暖設計溫（wēn）度的較低標準，居住（zhù）者要求提高室溫，而不是因過熱而進行調節；供暖狀況較好，雖然存在一定程度的垂直（zhí）失調，由於居住者並不滿足180的室溫標（biāo）準，室溫稍（shāo）高的房間也不會主動（dòng）進行調節；總體供（gòng）熱充足但係統設計（jì）和配置不當使（shǐ）部分房間室溫過高，就集中供暖的全局而言，此 種狀況並不多見。散熱器恒溫閥是通過閥門的開度調節進入散熱器的流量而（ér）改變散熱量，它隻能調節房間的過熱量，而室溫較低房間（jiān）隻能依賴於（yú）過（guò）熱房間調節（jiē）之後的間接（jiē）被動效應。恒溫閥除對總體供熱過量的建築能有調節作用外，對多（duō）數總體供熱不足的建築，並不必要。 3.3 要有較好的運行管理條件 即使（shǐ）應用於雙管式係統，恒溫（wēn）閥（fá）的（de）高阻力（lì）特性也是相（xiàng）對的，當散熱器負荷較小時，較高的局部阻力係數形（xíng）成的阻力值仍有限， 最好能根據每（měi）一組散熱器處的剩（shèng）餘水頭（tóu）對高阻閥逐（zhú）一進行（háng）預調鎖定，此預調鎖（suǒ）定工作難以操作，而且當運行管理不善熱媒水（shuǐ）雜質較多時，較小的水流通道更易堵塞（sāi）。 3.4 工程標準較高造價 此種（zhǒng）閥門的價（jià）格昂貴，每（měi）個約在100元以上，當受上述三項因素製約，難以得到明顯的（de）效益時，投資方勢必要有所權衡取舍。 4 關於地（dì）板輻射供暖（nuǎn） 地板輻射供暖是一種性能良（liáng）好的供暖方式，目前逐漸在標準較高的住宅和（hé）其它民用（yòng）建築（zhù）中被廣泛應用。但在應用時應注意其 適應條件（jiàn），其（qí）中一個重要問題就是地板表麵平（píng）均溫度的限製，即真正體現（xiàn）低溫（wēn）輻射的（de）特征（zhēng）。 《采暖通風與空氣調節設計規範》規定，經常有人停留地麵的表麵平均溫度宜為24～160。北京市建設設計研究 院的《設（shè）計技術措（cuò）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《設計技術措施》給出了計算地 板表（biǎo）麵平均溫度（dù）tEP的近似公式：tEP=tN+9(q/100)0.909。      住宅是典型的經常有人停留的場所，根據上述（shù）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，一律采用相同間距的DN20mm供熱管，並且未采取有效控製水（shuǐ）溫的技術措施，此種帶有隨意性的做法（fǎ）是不可取的。按地板表麵（miàn）平均（jun1）溫度所限定的（de）地（dì）板最大散熱量，當地麵層為水泥（ní）、陶瓷磚、水磨石或石料，室內設計溫 度tN＝180，如果采用間距（jù）為300mm和DN20mm 供熱管，平均水溫應不（bú）超（chāo）過400C，采用間距為300 mm的DN15mm供熱管，平均水溫應不超過460C。 室（shì）內設計溫度tN＝200C時，隻能采用間距為300mm的DN15mm供熱管，平均水溫應不（bú）超過420C。 而室內設計溫度tN＝220C時，隻能采用間距為300mm的DN15mm供（gòng）熱管，平均水溫應不超過350C。 所以，對供暖負荷較大的住宅北向房間，應驗算地板表麵平均溫度所限定的地板最（zuì）大散熱（rè）量，是否能滿足負荷的（de）需要，尤其 是在室內設計溫度較高時（shí）更（gèng）為突出。因此，國外許多較高標準的住宅，既設置了地板輻（fú）射（shè）供暖，又同時設置散熱器。 在（zài）其它類型建築中應用也在同樣問題，例如筆者看到某地區新編的一種標（biāo）準設計（jì）圖集（jí），推出用於（yú）大廳的兩種管間距做法（fǎ），並 注明“標準工況”水濕為600／500、室溫為180，瓷磚（zhuān）類地麵管間距（jù）150mm的散熱量為212W，管（guǎn） 間距200mm的散（sàn）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，均超過了人短期停留區 域300C的限（xiàn）定。     上述圖集也將兩種管間距做（zuò）法應用於遊泳館，並注明“標準工況（kuàng）”水濕為600／500、室溫為28 0，管間距200mm的散熱量（liàng）為193W，此兩種做法的地板表麵平均溫度分別為410C和400C，均超過了《采（cǎi） 暖通風與空氣調節設計規範（fàn）》中對遊泳館（guǎn）地麵溫度不應超過350C（且為加熱管軸心處）的限定。 5 關於（yú）直燃吸收式冷溫水機組 選擇（zé）直燃型吸收式冷溫水機（jī）組主要取決於（yú）工程的能（néng）源供應條件，它（tā）的主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（gōng）能，至於同時用作供（gòng）應生活熱水，尤其是生活熱水用量較（jiào）大（dà）時（shí），則是（shì）一種不（bú）盡合理的（de）擴展。當空調的（de）所需熱（rè）量在機組供熱（rè）能力範圍之內或適當的加大高壓發生器能（néng）滿足時，兼用是合理的。當（dāng）空調所需熱量較大或還有較多散熱器供暖係統（tǒng）所需熱量時，按遠大於供（gòng）冷量（liàng）的供熱量來（lái）確定機組容量（liàng）。顯然是不合理的。 直燃型吸收式冷溫水機組的供熱方式，有兩種基本體係：一種是僅通過高壓發生器和換熱（rè）器供熱循環，主體完全“冬眠（mián）”，供回水溫度為650／750，溫差80，且允許供熱水流量在50％～150％範圍（wéi）內（nèi）變動，即供回水溫 差可（kě）增大到120C；另一種是（shì）整機供（gòng）熱循環，僅關閉冷卻水循環係統，供（gòng）回水溫度為600C／55.80C， 溫差僅為4.20C，且由於換熱麵積（jī）的限製不允（yǔn）許（xǔ）減少供熱水流（liú）量。 直燃型吸引式冷溫水機組不管采用何種（zhǒng）方式供熱，其性都不（bú）及使用（yòng）相同燃料的普通（tōng）熱水鍋爐。首先（xiān），其供（gòng）水溫度低，當用於 散熱器供暖（nuǎn）係統時，散（sàn）熱器的散熱（rè）量會大（dà）幅度降低；其次，即使在水溫較低的條件下，其熱（rè）效率也難以達到90％（一般為85％～88％）；此外，由於供（gòng）回水溫差小而使（shǐ）循環水泵（bèng）的功耗大，難以符合有（yǒu）關設計節能標準對水（shuǐ）輸送係數的限定。 因此，當冬季（jì）供熱量需求（qiú）遠（yuǎn）大（dà）於（yú）直燃（rán）型吸收式溫水（shuǐ）機組（zǔ）的供熱能力時，應采用熱水鍋爐（lú）來（lái）補足，特別是用於散熱器供暖係統 的（de）供熱量，采用吸收式冷溫（wēn）水機組，或者是機組的高壓發生（shēng）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。

---

發布時間：2022-01-12  點擊：664  <<< 回上頁