暖通空調設計選用設備和係統（tǒng）形式的若幹誤區

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     伴隨（suí）著暖通空調技（jì）術的發展和進步，引進的（de）或國產的暖通空調設（shè）備新產品不（bú）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（shì），由於局部設計市場的（de）混（hún）亂或受商業因素的幹擾，在（zài）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（yòng）要求，也會造成投資和能源的極大浪費。而且，某些適合在特定條件下（xià）應用得很好的設備產品，由於在不適當條件下應用，反而造成了違背生產廠家初衷（zhōng）的負（fù）麵影響。 1 關於無壓（常壓）熱水鍋爐     所謂（wèi）無壓（yā）熱水鍋爐，即不（bú）能承壓的開式熱水器。早期主要是南方的一（yī）些不具備壓力容器生（shēng）產資質的廠家，配（pèi）置國外生產的（de）燃 油或燃氣（qì）的自動燃燒機，為（wéi）加熱集中生（shēng）活熱水的需要而生產的，因為集中生活熱水係統一般要設置熱交換設備，鍋爐僅需（xū）提（tí）供一定溫度的一次熱煤而無需承（chéng）壓。當能源構成發生變化、燃（rán）油或燃（rán）氣日漸得到發展以來，開始進入北方市場，繼（jì）而由於北方地區供暖熱（rè） 源較集中生活熱水熱源需要量更大，便開展（zhǎn）了將無壓熱水鍋爐推向供暖熱源頗具規（guī）模的營銷活動，對供暖係（xì）統不甚了解的生（shēng）產廠家提出的以開式（shì）熱水器為中（zhōng）心（xīn）的集中供暖係統圖（tú）式，實際上是不夠合理的。 筆者最近應（yīng）某（mǒu）鍋爐（lú）廠的要求，解決北方某地（dì）一個規模不大的住宅（zhái）供暖係統發生的問題，深刻體會到濫用無壓鍋爐造成的後果。 這個住宅樓僅（jǐn）為3層，熱水供暖係統（tǒng）的熱源采（cǎi）用了燃油（yóu）的無壓熱水鍋爐（lú），容量是足夠的，但由於（yú）鍋爐不能承壓做成（chéng）了開式的重力（lì）流係 統，造成了嚴重失調根本無法（fǎ）正常供暖。如果采用常規承壓熱水器鍋爐配以（yǐ）適（shì）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（yīn）素，在集中（zhōng）供暖係統中采用燃油或燃氣的無壓熱水鍋爐，有日漸增多的趨勢。如果由（yóu）合格（gé）的專業設計單位進行設（shè）計，係統的配置一般不會像上（shàng）述工程那樣“出格”。例如：可（kě）以采用（yòng）熱交（jiāo）換設備（bèi）進行間接交（jiāo）換，使（shǐ）鍋爐不承（chéng）壓而係統承壓；也可以采用供水用加壓水泵升壓、回水用減壓閥減壓，仍（réng）可使鍋（guō）爐不承壓而（ér）係統承壓。但上述對策或者會（huì）使係統人為地複雜化，或者會使 供暖熱媒溫度降低而需增加散熱器數量，或（huò）者使本（běn）來（lái）用以克服係統循（xún）環阻力的揚程度較低的循環（huán）泵變為揚程度較高（gāo）的加壓泵而增加運行能耗。因此，北京市建築設（shè）計研究院編寫的（de）《建築設備專業設計技術措施》明（míng）確規定：不宜采用需設置水泵揚程度供暖的“無壓熱水鍋爐（lú）”。 無壓（常壓）熱水鍋爐隻（zhī）有在工程條件不允許（xǔ）采用常（cháng）規熱水鍋爐的條件下（xià），才有其有集中供（gòng）暖（nuǎn）係（xì）統中應用的價值，例如《建 築設計防火規範（fàn）》和《高層民用（yòng）建築設計防火（huǒ）規範》，對於總蒸發量超過6t/h或（huò）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，不允許在高層建築或（huò）裙房內布置。工作壓力小於0.1Mpa的“無壓熱水鍋爐”即開式熱水器不屬於鍋爐，因而可不受上述規定的製約。其實，從消防（fáng）安全角度看，不承壓的燃（rán）油（yóu）或燃氣開（kāi）式熱水器，同承（chéng）壓的燃油或燃氣熱水鍋爐應是一樣的，但 當條件（jiàn）受限（xiàn）時，采用地壓（yā）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（wèn）題應由《熱水鍋爐安全技術監察規程》而非由《設計防（fáng）火（huǒ）規範》製約。盡管《熱（rè）水鍋爐安全技術監察（chá）規 程》允許（xǔ）：出水溫度≤950的燃油、燃（rán）氣熱水鍋爐房可與住宅相連、第一層或（huò）頂層中，還允許單（dān）台熱功率≤7MW、出水（shuǐ）溫 度≤950C的燃（rán）油和燃氣熱水鍋爐房，設在高層建築的地下室、半地下室、第一層或頂層內。但在具體工程設計套用有關《規（guī）範》或《規程》有矛盾時，原則上（shàng）應按要求規範的條文執行。為要執行較（jiào）嚴格的消防規範，在受條件限製時（shí），總蒸發（fā）量超過6t/h 或單台蒸（zhēng）發量超過（guò）2t/h的鍋爐，不得不（bú）采用無壓熱水鍋爐。 但是，當（dāng）並（bìng）無工程條件限（xiàn）製時，例如在單獨建造的鍋爐的房內（nèi），采用“無壓熱水鍋（guō）爐”的根據（jù）和必要性就（jiù）不存在了。 2 關於水源熱泵（bèng）（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（gōng）程使用功能（néng）進行評估，發現了一係列問題（tí），引起了對水源熱泵 係統的適應範圍（wéi）和（hé）如何通盤解決（jué）好設計中好方麵問題的思考。 該工程是由商業和寫字樓組合（hé）而成的綜合樓（lóu），總建築麵積8000m2，有少量的（de）建築熱工內區房間，全部采用水（shuǐ）源熱泵（bèng）係統，由房（fáng）間的水源熱泵空調機（jī）和各層的水源熱泵新風空調機組成。冬夏（xià）兼用，由冷卻塔和城市熱網熱源通過各自的板式換熱 器對（duì）集中循環水冷卻或加熱，包（bāo）括衛生間（jiān）、樓梯間等在內未設置散熱器供（gòng）暖係統。 水源熱泵係統在（zài）應用適當時，是一種很有特點的係統（tǒng），具有下列優點：    （1）具有熱回（huí）收功能，節（jiē）能（néng）效果主要在冬季和過渡季顯（xiǎn）著，可以將“內區”的餘熱，通過循環水係統（tǒng）向“外區”轉移，供 給“外區”供暖，特（tè）別適用於冬季有大（dà）量穩定熱回（huí）收的建築。    （2）係統（tǒng）簡單，隻有一套集中循環水係統，以及循環水的（de）冷卻和加熱設備，可節省機（jī）房占用的麵積和空間。 暖通在線    （3）循環水係統（tǒng）的管道無需保溫和保冷。    （4）運行靈活，能源消耗便於分別計量。 但是，在該工程的（de）具體條件下應用，就顯出它（tā）的一些（xiē）缺陷和局限性： ①在冬季供（gòng）暖期間（jiān）使用時，因不存在明顯的“內區”，總能耗要大於一般散熱器（qì）或空調供暖係統，除需提供數量略少的外部 熱源外，水源熱泵機且（qiě）的壓（yā）縮機和循環水係統仍（réng）需進行（háng），用電量（liàng）在全（quán）負（fù）荷時約為240kW，如按平均（jun1）負荷計約為100kW，而北京地區的 供（gòng）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（de）建築，但（dàn）總要有少量值班房間需晝夜使用，無論是夏季或冬季，集中的循環水係統需不間斷運行。 ③需設置（zhì）散熱器值班供暖係統（tǒng）,以保證各種水（shuǐ）管道在冬（dōng）季（jì）夜間或假日不被凍壞（huài）。如果設置了散熱器值班供暖（nuǎn）係統，就提出了可否擴大散熱器供暖係（xì）統的問題，即在冬季空調係統（tǒng）不運行？經（jīng）計算是可行的。 暖通空調（diào）zaixian ④水源熱泵機組（zǔ）進風溫度，一般不應低於130，極限最低溫度為50，冬季用作（zuò）新風機組時，需解決 水（shuǐ）源熱泵（bèng）新風機組進風的預熱處（chù）理，並設置水預熱排（pái）管的可靠（kào）防凍設施。水源熱泵新風機組最好能增設加濕裝置，以保證（zhèng）冬季空調的舒適標準。 ⑤由於壓縮機在（zài）機內，相對（duì）於集中冷源的空調機組，噪聲偏大。 ⑥造價偏高，僅水源熱（rè）泵機組（zǔ）價格，不計附加（jiā）的廠家調（diào）試費用，已約折合人（rén）民幣625元/平方米。 根據以上情況（kuàng），該（gāi）工程又不得不對原有（yǒu）的水源熱泵空調係統，進行了完（wán）善和改（gǎi）善，增設了（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（le）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（jiàn）設單位產生（shēng）了對采用該種係統合理性（xìng）的懷（huái）疑（yí）。 3 關於（yú）散熱器恒（héng）溫閥 近年以（yǐ）來，作為供暖係統節能的（de）一種重要手段，散熱器恒溫閥受到廣為關（guān）注並被大力進行推廣。國內研製並應用始於70年代（dài）， 北京建築五金水暖器材工業公司科研室（shì）就曾推（tuī）出（chū）過第一（yī）代7902型“采暖恒溫閥”。至（zhì）80年代，開始引進國外應用甚廣的如（rú）德國、丹（dān）麥等（děng）產品。按照國外產品樣機，蘇州（zhōu）市電（diàn）器元件廠和北京市（shì）門頭溝節能（néng）設備廠也分別研製開發出同類產品。國外和國內（nèi）產品，都（dōu）曾 在北京地區的一些工程中應用過（guò）。 在（zài）適當的條件下應用，散熱器恒溫閥確是（shì）一種能改善房間熱舒適度和節約能源的構（gòu）件。但其合（hé）理應（yīng）用應考慮以下因素（sù）： 3.1高阻力（lì）特性的恒溫閥僅適合於雙管式係統恒溫閥的（de）作用原理，是通過溫控器波紋管內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（de）7902型“采暖恒溫閥”，局部阻（zǔ）力係（xì）數值為18， 略大於普通截止閥；蘇州（zhōu）WKQ1028型恒（héng）溫閃的局部阻力係數值（zhí），DN15為56，DN20為102；DANFOSS公司恒溫閃的局部阻（zǔ）力係數值，DNG15 型約（yuē）為（wéi）48.6，DN20約為（wéi）97.7，DN25約為142.2。 雙（shuāng）管式係統（tǒng）每一組散熱器（qì）都是相互並聯的環（huán）路（lù），如（rú）能在每組散熱器均設置阻（zǔ）力相對較高的恒溫閥，可增大散熱器組的阻力（lì）， 抵消並聯（lián）環（huán）路之間的水（shuǐ）力失調因素（sù），有助於（yú）各組散熱器之間的水力平衡。但是恒溫閥在單管式係統中勉強應用則（zé）是（shì）不（bú）適當的，原因是：    （1）《采暖通風（fēng）與空氣調節（jiē）設計規範（fàn）》規定，單管係統應采用低阻力閥（fá）門。    （2）單（dān）管式係統設置恒（héng）溫閥和跨越（yuè）管（guǎn）後，由於（yú）分（fèn）流作用散熱器的散熱量會有所減少，要增加散熱器數量，與此種閥門昂貴（guì）的價格結合（hé），經濟上是不合算（suàn）的。    （3）恒（héng）溫閥與跨越管段的（de）阻力匹配及合（hé）理的分流比，雖從理論上可（kě）以有所假設，但設計計算過程較為複（fù）雜，還由於（yú）難以避免的運（yùn）行因（yīn）素，例如泥（ní）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（yǒu）較好的供熱條（tiáo）件     目前國內普通住宅的集中供暖，大體上為以下3種狀況：總體供熱（rè）不足，難以達到供暖（nuǎn）設計溫度的較低標準，居住者要求提（tí）高（gāo）室溫，而不是因過熱而進行調節；供暖狀況較好，雖然（rán）存（cún）在一定程度的垂直失調，由於居住者並不滿足180的室溫（wēn）標準，室溫稍高的（de）房間也不會主動進行調節；總體供熱充足但係統設計和配置不（bú）當使部（bù）分房間室（shì）溫過高，就集中供暖的全局而言，此 種狀（zhuàng）況並不多見。散熱（rè）器恒溫閥是通過閥（fá）門的開度調節進入（rù）散熱器的流量而改變散熱量，它隻能（néng）調節房間的過熱量，而室溫較（jiào）低房間隻能依賴（lài）於過熱房間調節（jiē）之後的間接被（bèi）動效（xiào）應。恒溫閥除對總體供熱（rè）過量的建築能有調節作用外，對多（duō）數總體供熱不足（zú）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，恒溫閥的高阻力特性也是相對的，當散熱器負荷較小時，較高的局部阻力係（xì）數形（xíng）成的阻力值仍有限， 最好能根據每一組散熱器處的剩餘水頭對高阻閥逐一進行預調鎖定，此預（yù）調鎖定工作難以操作，而且當（dāng）運行管理不善熱媒水雜質較多時，較小的水流通道更易堵塞。 3.4 工程標（biāo）準（zhǔn）較高造價 此種閥門的（de）價（jià）格昂貴，每個約在100元以（yǐ）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（shì）必要有所權衡（héng）取舍（shě）。 4 關於地（dì）板輻射供暖 地板輻射供暖是一種性能良好的供暖方（fāng）式，目前逐漸在標（biāo）準較高的住宅和其它民用建築中被廣泛（fàn）應用。但在應用時應注意其 適應（yīng）條件，其中一個重要問題就是地板表麵平均（jun1）溫（wēn）度的限製，即真正體現低溫輻射的特征。 《采暖通風與空氣調節設計規範》規定，經常有人（rén）停留地麵的表麵平均（jun1）溫度宜為24～160。北京市建設（shè）設計（jì）研究 院的《設計技術措施》規定，人長（zhǎng）期停留區域的地板（bǎn）表麵平均溫度不（bú）宜超過260。上述《設計技術（shù）措施》給出了（le）計算地 板表麵平均溫度tEP的近似公式（shì）：tEP=tN+9(q/100)0.909。      住宅是典型的（de）經常有人停留的場（chǎng）所，根據上述規定和計算（suàn）式，可以得出數值： 目前，在許多地板（bǎn）輻射供暖工程中（zhōng），一律采用相同間（jiān）距的DN20mm供熱管，並且（qiě）未采（cǎi）取有效控製水溫的技術措施，此種帶（dài）有隨意性的做法是不可取的（de）。按地板表麵平均（jun1）溫度所限定的地板最大散熱量，當地麵層為水泥（ní）、陶瓷磚（zhuān）、水磨石或石料（liào），室內設計溫 度tN＝180，如果采用間距為300mm和（hé）DN20mm 供熱管，平（píng）均水溫（wēn）應不超過400C，采用間距為300 mm的DN15mm供（gòng）熱管（guǎn），平均水（shuǐ）溫應不超過460C。 室內設計溫度tN＝200C時，隻能采（cǎi）用間距為300mm的DN15mm供（gòng）熱管，平（píng）均水溫應不超過（guò）420C。 而室內設計溫度tN＝220C時，隻能采用間距為300mm的DN15mm供熱管，平均水溫應不超過350C。 所以，對供（gòng）暖負荷較大的住宅北向房間，應驗算地板表麵平（píng）均（jun1）溫度所限定的地板最大散熱量，是否能滿足負荷（hé）的需要，尤其 是在室內設計（jì）溫度較高（gāo）時（shí）更為突出。因此，國外許多較高標準（zhǔn）的住宅（zhái），既設置（zhì）了地板輻射（shè）供暖（nuǎn），又同（tóng）時設置散熱器。 在其它（tā）類型建築中應用也在同樣問題（tí），例如（rú）筆者看到某地區新編的一種標準設計圖集，推出用於大廳的兩種管間距（jù）做法，並 注明“標準工況”水濕為（wéi）600／500、室溫為180，瓷磚類地麵管間（jiān）距150mm的散熱量為212W，管 間距200mm的散熱量為193W，此兩種（zhǒng）做法的地板表麵平均溫度分別為35.80C和340C，均超過了（le）人短期停留區 域300C的限定。     上述圖集也將兩種管間距做法應（yīng）用於遊泳館，並注明“標準工況”水濕（shī）為600／500、室溫為28 0，管間距200mm的散熱量為193W，此兩種做法（fǎ）的地板表麵（miàn）平均溫度分別為410C和400C，均超過了（le）《采 暖通（tōng）風與空氣調節設計規範（fàn）》中對遊泳館地麵溫度不應超過350C（且為加熱管軸心處）的限定。 5 關於直（zhí）燃吸收式冷溫水機組 選擇直燃型吸收式冷溫水機組（zǔ）主要取（qǔ）決於工程的能（néng）源供應條件，它的主要功（gōng）能是（shì）用作集中空調的冷源，供暖應屬於輔助或兼（jiān） 用功能，至於同（tóng）時用作（zuò）供應生活熱水（shuǐ），尤其是生活熱水用量較大時，則是一種不盡合理的擴展。當空調的所需熱量在（zài）機組供熱能（néng）力範圍之內或適當的加大高壓發生器能滿足時，兼（jiān）用是（shì）合理的。當空調所需熱量較大或還有（yǒu）較多散熱器供暖係統所（suǒ）需熱量時，按遠大於供冷量（liàng）的供熱量來確定機組容量。顯然是不合理的。 直燃型吸收（shōu）式冷溫（wēn）水機組的供熱方式，有（yǒu）兩種基本體係：一（yī）種是僅通（tōng）過高壓發生器和換熱器供熱循環，主體（tǐ）完全“冬眠”，供回水（shuǐ）溫度為650／750，溫（wēn）差80，且（qiě）允許供熱水（shuǐ）流量在50％～150％範圍內（nèi）變動，即供回水溫 差可增大到120C；另一種是整（zhěng）機供（gòng）熱循環，僅關閉冷卻水循環係統，供回水溫度為600C／55.80C， 溫差（chà）僅為4.20C，且由於換熱麵積的限製不允許減少供（gòng）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，其性都不及使用相同燃料的普通（tōng）熱水鍋爐。首先，其供水溫度低，當用於 散熱器供暖（nuǎn）係統（tǒng）時，散熱器的散熱量會（huì）大幅度降低；其次，即使在水溫較低的條件下，其熱效率也難以達到90％（一般為85％～88％）；此外，由於供回水溫差小而使循（xún）環水泵的功耗大，難以符合有關設計（jì）節能標準對水輸（shū）送係數的限定。 因（yīn）此，當冬季供熱量需求遠大於直燃（rán）型吸收式溫水機組的供熱能力時，應（yīng）采（cǎi）用熱水鍋爐來補足，特別是用於散熱器供暖係統 的供熱量，采用吸收式冷溫水（shuǐ）機組，或（huò）者是機組的高壓發生器部分（即所謂（wèi）“真空鍋爐”），無論是投資費用（yòng）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：725  <<< 回（huí）上（shàng）頁