暖通空調設計選用設備和係統形式（shì）的若（ruò）幹誤區

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     伴隨著暖通空調技術（shù）的發展（zhǎn）和進步，引進的或國（guó）產的暖通（tōng）空調設備新產品不斷湧現，市場（chǎng）競爭激烈，給暖（nuǎn）通空調專業設計提供了十分有利的物質條件，設計人員（yuán）可根據工程的功能要求，進行多方案的選擇。但是，由於局部（bù）設計市（shì）場的混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要求，也會造成投資和能源的極大浪費。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（shì）當條件下應用，反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（wú）壓熱水鍋爐（lú），即不能承壓的（de）開（kāi）式熱（rè）水器。早（zǎo）期主要是南方的一（yī）些不具備壓力（lì）容器生產資質的（de）廠家，配置（zhì）國（guó）外生產的燃 油或燃氣的自動燃燒機，為加熱集中生活熱水的需要而生產的，因為集中生活熱水係統一（yī）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（dāng）能源構成發生變化、燃油或燃氣日漸得到發展以來，開始進（jìn）入北方市（shì）場，繼而由（yóu）於北方地區供暖熱 源較集中生活熱水熱源需要量更大，便開展了將無壓（yā）熱水鍋爐推向供暖熱源頗具規模的營（yíng）銷活動，對供暖係統不甚了（le）解的生產廠家（jiā）提出（chū）的以開式熱水器為中心的集中供暖係統（tǒng）圖式，實際上是不夠（gòu）合理的。 筆者最近應某鍋（guō）爐廠的要求，解（jiě）決北方某地一個（gè）規模不大的住宅供暖係（xì）統（tǒng）發生的問題，深刻體會到濫用無壓鍋爐造成的後果。 這個住宅樓僅為3層，熱水供暖係統（tǒng）的（de）熱源采（cǎi）用了（le）燃油的無壓熱水鍋爐，容量（liàng）是足夠的，但由於鍋爐不能承壓做成了開式（shì）的重力流（liú）係 統，造（zào）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鍋（guō）爐配以（yǐ）適當的循環水泵，這是最簡（jiǎn）單也是最有效的係統。 由於各種因素，在集中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。如果由合格的（de）專業設計單位進行設計，係（xì）統（tǒng）的配置一般不會像上述工程那樣“出格”。例如：可（kě）以采用熱交換設（shè）備進行間接交換，使鍋爐不（bú）承壓而係統承壓；也可以（yǐ）采用供水（shuǐ）用加壓水泵升壓、回（huí）水用減壓閥減壓，仍可使鍋爐不承壓而係統承壓。但上述對策或者會使係統（tǒng）人為地複雜化，或（huò）者會使 供暖熱（rè）媒溫度降低而需增加散熱器數量，或者使本來（lái）用以克服係統（tǒng）循環阻力的揚程（chéng）度較（jiào）低的循環泵變為揚程度較高（gāo）的加壓泵而增加運行能耗。因此，北京市建築設計研究院（yuàn）編寫（xiě）的《建築設備（bèi）專業設計技術措施》明確規定：不宜采用需（xū）設置水泵揚程度供暖的（de）“無壓熱水鍋爐”。 無壓（常壓）熱水鍋爐隻有（yǒu）在工程條件不允許（xǔ）采用常規（guī）熱水鍋爐的條件下，才有其（qí）有集中供暖係統中應用的價值，例如《建 築設計防火規範》和《高（gāo）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（rán）油、燃氣鍋爐，為不允許 貼（tiē）鄰民用建（jiàn）築布置，不允許在高層建築或裙房內布置。工作壓力小於0.1Mpa的“無壓熱（rè）水鍋爐”即開式熱（rè）水器不屬於（yú）鍋爐，因而可不受上述規定的製約。其實，從消防安全角度看，不承壓的燃（rán）油或燃氣開式熱水器，同承壓的燃油或燃氣熱（rè）水鍋（guō）爐應是一樣的，但 當條件受（shòu）限時（shí），采用地壓熱水鍋爐可因不受上述規定製約而（ér）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規程》而非（fēi）由《設計（jì）防（fáng）火規範》製約。盡管《熱水鍋爐安全技術監察規 程》允許（xǔ）：出水溫度≤950的燃（rán）油、燃（rán）氣熱（rè）水鍋爐房可（kě）與住宅相連、第一層或頂層中，還允許單（dān）台熱功率≤7MW、出水溫 度≤950C的燃油和（hé）燃氣熱水鍋爐房，設（shè）在高層建築的地下室、半（bàn）地下室、第一層或頂層內。但在具（jù）體（tǐ）工程設計（jì）套用有關《規範》或《規程》有（yǒu）矛盾時，原則上應按要求規範的條（tiáo）文執行。為要執行較嚴格的消防規（guī）範，在受條件限（xiàn）製時，總蒸發量超過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（jiàn）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（xìng）就不（bú）存在了。 2 關於水源熱泵（WLHP）係統 筆者曾於近期（qī）協（xié）助北京地區某建設單位，對其（qí）將完工的空調工程使用功能進行評（píng）估，發現了一係（xì）列問題，引（yǐn）起了（le）對水源熱泵 係統的適應（yīng）範圍和如何通盤解決好設計中好方麵問題的思考。 該工（gōng）程是（shì）由商業和寫字樓組合而成的綜合樓，總建（jiàn）築麵積8000m2，有少量的建築熱工內區（qū）房間，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熱泵新風空（kōng）調（diào）機組成。冬（dōng）夏兼用，由冷卻塔和城市熱網熱源通過（guò）各自的板式換熱 器對集中循環水冷卻或加熱（rè），包括衛生間、樓梯（tī）間等在內未設（shè）置散熱器供暖係統。 水源熱泵係統在應用適當時，是一（yī）種很有特點的係（xì）統，具有（yǒu）下列優點：    （1）具有熱回收功（gōng）能，節能效果主要在（zài）冬季和過渡季顯著，可以將“內區（qū）”的餘熱（rè），通過循環水係（xì）統向“外區”轉移，供 給“外區（qū）”供暖，特別適用於冬季有（yǒu）大量（liàng）穩定熱（rè）回收的（de）建築。    （2）係統簡單，隻有一套集中（zhōng）循環水係統，以及（jí）循（xún）環水的冷卻和加熱設備，可節省機房占用的麵積和（hé）空（kōng）間。 暖通在線    （3）循（xún）環水係統的管（guǎn）道無（wú）需保溫和（hé）保冷。    （4）運行靈活，能源消耗便於分別計量。 但是，在該工程的具體條件下應（yīng）用，就顯出它的一些缺陷（xiàn）和局限（xiàn）性： ①在冬季供暖期間使用（yòng）時，因（yīn）不存在明顯的“內區”，總能耗要大於一般散熱器或空調供暖（nuǎn）係統，除需提供數量略少的外部（bù） 熱源外，水源熱泵機且的壓（yā）縮機和循環水係統仍需進行，用電量在全負荷時約為240kW，如按平均負荷計（jì）約為100kW，而北京地區（qū）的（de） 供暖期（qī）長達5個月。 ②該工程使（shǐ）用性質為商場和辦公等，屬（shǔ）於每天間斷使用的（de）建築，但總要有少量值班房間需晝夜使用，無論是夏季或（huò）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,以保證各種水（shuǐ）管道在冬季（jì）夜間（jiān）或假日不被（bèi）凍壞。如果設置了散熱器值班供暖係統，就提出了可否擴（kuò）大（dà）散熱器（qì）供暖係統的問題，即在冬季空調係統不運行？經計算是可行（háng）的。 暖通空調zaixian ④水源熱泵機組進風溫（wēn）度，一般不應低於130，極限最低溫度為50，冬季用作新風機組時，需解決 水源熱泵新風機組進風的預熱處理（lǐ），並設置水預（yù）熱排管的可靠防凍設施。水源（yuán）熱泵新風機組最好（hǎo）能增（zēng）設加濕裝置，以保證冬季空調的舒適標準。 ⑤由（yóu）於壓縮機在機內，相對於（yú）集中冷源的空調機組，噪聲偏大。 ⑥造價偏（piān）高，僅水源熱（rè）泵機組價格，不計附加的（de）廠家調（diào）試費用，已（yǐ）約折合人民幣625元/平（píng）方米。 根（gēn）據以上情況，該工程又不得不（bú）對原有的（de）水源熱泵空調係統，進行了完善（shàn）和改善，增（zēng）設了（le）散熱器供（gòng）暖係統和新風機組進風的 預熱裝（zhuāng）置，投資又增加了約60元/m2。最終達到的空調綜（zōng）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合理性的懷疑。 3 關於散熱器恒（héng）溫閥 近年以來，作為（wéi）供暖係（xì）統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（yú）70年代， 北京建築五金水暖器材工業公司科研（yán）室就曾推出過第一代7902型（xíng）“采暖恒溫閥”。至80年代，開始（shǐ）引進國外應用甚廣的如德國、丹麥等產品。按照國（guó）外產品樣機，蘇州市電器元件廠和北京市門頭溝節能設備廠（chǎng）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（qū）的（de）一些工程中應用過。 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（jiē）約能源的構件。但其合理應用應考慮以下因素： 3.1高阻（zǔ）力特性的（de）恒溫閥（fá）僅適（shì）合於雙管式係統恒溫閥的作用原理，是通（tōng）過溫控器波紋管內熱敏介質的受（shòu）熱膨脹，驅使閥杆位移使閥錐趨向關閉位置，最大位移量約為7mm，決定了它的高阻力特（tè）性。早期（qī）開發的7902型（xíng）“采暖恒溫閥”，局部阻力係數值為18， 略大於普通截止閥；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（héng）溫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（shuāng）管式係統每一組散熱器都是相互並聯的環路，如（rú）能在（zài）每組散熱器均設置阻力相對較高的恒溫閥，可增大散熱器（qì）組的阻力， 抵消並聯環路（lù）之間的水力失調因素，有助於各組散熱器之間的水力平衡。但是（shì）恒溫閥在單管式係統中勉強應用則是不適當的，原因是：    （1）《采暖通風（fēng）與空氣調節設計規範》規定，單管係統應采（cǎi）用低阻力（lì）閥門。    （2）單管（guǎn）式係統設置恒溫閥和跨越管（guǎn）後（hòu），由於分流作用散熱器的散熱量（liàng）會有所減少（shǎo），要增加散熱器數（shù）量，與此種閥門（mén）昂貴的價格結合，經濟上是（shì）不合算的。    （3）恒溫閥與跨越管段的阻力匹配及合理的（de）分流比，雖從理論上可以有所假設，但設計計算過程（chéng）較為複雜，還由於難（nán）以避免的運行因（yīn）素，例如泥渣等（děng）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（jiàn）     目前國內普通住宅（zhái）的集中供暖，大體上為以下（xià）3種（zhǒng）狀況：總體（tǐ）供熱不足，難以達到供暖（nuǎn）設計溫度的較低標準，居住（zhù）者要求提高室溫，而不（bú）是（shì）因過熱而進（jìn）行調（diào）節；供暖狀況較好，雖然存在一（yī）定程度的垂直失調，由於居住者並不滿足180的室溫標準（zhǔn），室溫稍高的房間也不會主動進行調節；總體供熱充（chōng）足但係統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 種狀況並不多見。散熱器恒溫閥是通過閥門的開度（dù）調節進入散熱器的流量而改變散熱量（liàng），它隻能調節房間的過熱量，而室溫較（jiào）低房間隻能依賴於過熱房間調節之後（hòu）的間接被動效應。恒溫閥除對總體供（gòng）熱過量的建築能有調（diào）節作用外（wài），對（duì）多數總體供熱不足的建築，並不必要。 3.3 要（yào）有較好的運行管理條件 即使應（yīng）用於雙管式係統，恒溫閥的高阻力特性也是相對的，當散（sàn）熱器負荷（hé）較小時，較高的局部阻力係數形成的阻力值仍有限， 最好能根據（jù）每一（yī）組散熱器處的剩餘（yú）水頭對高阻閥逐一進行預（yù）調鎖定，此預調（diào）鎖定工作難以操（cāo）作，而（ér）且當運行管理不善熱媒水雜質較多（duō）時，較小的水流通道更易堵塞。 3.4 工程（chéng）標準較高造價 此種閥門的價格昂貴，每個約在100元以上（shàng），當受上述三項因素製約，難以得到明顯（xiǎn）的效益時，投資方勢必要有所權（quán）衡取舍。 4 關於地板輻（fú）射（shè）供暖 地板輻射（shè）供暖是一種性能良好的（de）供暖方式（shì），目前逐漸在標準較高（gāo）的住宅和其它民用建築中被廣泛應用。但在應用時應注意其 適應條件，其中一個重要問題就是（shì）地板表（biǎo）麵平均溫度的限製，即真正體現低溫輻射的特征（zhēng）。 《采暖通風與空氣調節設計規範》規定（dìng），經常有人停留地（dì）麵的表麵平均溫度宜為24～160。北京市建設設計研究 院的《設計技術措施》規定，人長期停留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（bǎn）表麵平均溫度tEP的近似公式：tEP=tN+9(q/100)0.909。      住宅（zhái）是典型（xíng）的經常有人停留的場所（suǒ），根據上述規定和（hé）計算式，可以得出數值： 目前，在許多地板輻射供暖（nuǎn）工程中，一律采（cǎi）用相同（tóng）間距的DN20mm供熱管（guǎn），並且未采取有效控製水溫的技（jì）術措施，此種帶有（yǒu）隨意性的做法是不可取的（de）。按地（dì）板（bǎn）表麵（miàn）平均溫度所限定的地板最大散熱量，當地麵（miàn）層為水泥、陶瓷磚、水磨石或石料，室內設計溫 度tN＝180，如果采用間距為300mm和DN20mm 供熱管，平均水溫應不超過400C，采（cǎi）用間距為300 mm的DN15mm供熱管，平均水溫（wēn）應不超過460C。 室內設計溫度tN＝200C時，隻能采用間距為300mm的DN15mm供熱管（guǎn），平均水溫應不超過420C。 而室內設計溫（wēn）度tN＝220C時，隻能采（cǎi）用間距為300mm的DN15mm供熱管，平均水溫應不超（chāo）過350C。 所以，對供（gòng）暖負荷較大（dà）的（de）住宅北向房間（jiān），應驗算（suàn）地板（bǎn）表麵平均溫度所限定的地板最大散熱量，是否能滿足負荷的需要，尤其（qí） 是（shì）在室內設計溫度較高時更為突出。因此，國外許多較高標準的（de）住宅，既設置了地板輻射供暖，又同時設置散熱器。 在其它類（lèi）型建築中應用也在同樣問題，例如筆者看到某地區新編（biān）的一種標（biāo）準設計圖集，推出用於大廳（tīng）的（de）兩種（zhǒng）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的散熱量為（wéi）212W，管 間距（jù）200mm的散熱量為193W，此（cǐ）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的限定（dìng）。     上述圖集也將兩（liǎng）種管間距做法應用於遊泳館，並注明“標準工況”水濕為600／500、室溫為28 0，管（guǎn）間距200mm的散熱量為193W，此兩種做法的（de）地板表麵平均溫度分別為（wéi）410C和400C，均超過了《采 暖通風與空氣調節設計（jì）規範》中對遊泳館地麵溫度（dù）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（jī）組 選擇直燃型吸收式冷（lěng）溫（wēn）水機（jī）組主要取（qǔ）決於工（gōng）程的能源供應條件，它的（de）主要功能是用作集中空調的（de）冷源，供暖應屬於輔助或（huò）兼 用功能，至（zhì）於同（tóng）時用作供應生活熱（rè）水，尤（yóu）其是生活（huó）熱水（shuǐ）用（yòng）量較大時，則是一種（zhǒng）不盡合理（lǐ）的擴展。當空調的所（suǒ）需熱量在機（jī）組供熱能力範圍之內或適當的加大高壓發生器能滿足時，兼用是合理的。當（dāng）空（kōng）調所需熱量較大或還有較多散熱器供暖係（xì）統所需熱量時，按遠大（dà）於供冷量的供熱量來確定機組容量。顯然是不合理的。 直燃型吸收式冷溫水機組的供熱方式，有兩種基本體係：一種是僅（jǐn）通過高壓發生器和換熱器供熱循環，主體完全“冬眠”，供回水溫度為650／750，溫差80，且允許（xǔ）供熱水流量在50％～150％範圍內變動，即供回水溫 差可增大到120C；另一種是整機供熱循環，僅關閉冷卻水循環係統，供回水溫度為（wéi）600C／55.80C， 溫差僅為（wéi）4.20C，且由於換熱麵積的限製不允許減（jiǎn）少供（gòng）熱水流量。 直燃型吸引式冷溫水機（jī）組不管（guǎn）采用何種方（fāng）式供（gòng）熱，其（qí）性都不及使用相同燃料的普通熱水鍋（guō）爐（lú）。首先，其供水溫度低，當用於 散熱器供暖係統時，散熱器的（de）散熱量會（huì）大幅度降低；其次，即使在（zài）水溫較低的條件下，其熱效率（lǜ）也難以達到90％（一般為85％～88％）；此外，由於供回水溫差小而（ér）使循環（huán）水泵的功耗大，難以符合有（yǒu）關設計節（jiē）能標準對水輸送係數的限定。 因此，當冬季供熱量（liàng）需求遠大（dà）於（yú）直燃型吸收（shōu）式溫（wēn）水機（jī）組的（de）供熱能力時，應（yīng）采用熱水鍋爐來補（bǔ）足，特別是（shì）用於散熱器供暖係統 的供熱量（liàng），采用吸收式冷溫水機組，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。

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發布（bù）時間：2022-01-12  點擊：735  <<< 回上頁