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鄭鴻宇:《兩聯供系統在未來型建筑室內居住環境中的發展方向》
壁掛爐網      2021-08-13 09:27     來源:壁掛爐網     瀏覽量:7923

6月21日,“中廣歐特斯杯”中國健康舒適系統產業峰會暨《戶式空氣源熱泵冷暖兩聯供工程技術導則》解讀及行業推廣論壇隆重召開,本次大會吸引了全國地區500余產、供、銷行業朋友的到來,行業精英共聚一堂,探索行業新技術、暢聊行業新局勢,現場氣氛甚是火爆。現將部分精彩演講內容提煉整理,以罄未能到場的行業朋友。

演講嘉賓:廣州維瓦爾第環境技術有限公司總經理鄭鴻宇

演講主題:《兩聯供系統在未來型建筑室內居住環境中的發展方向》

廣州維瓦爾第環境技術有限公司總經理鄭鴻宇

中國古代哲學家老子講:上善若水。這句話出自老子與孔子的典故,孔子一生只拜訪過老子一次,古人重視禮節,有拜訪必相送,一送十里,在這十里中老子對孔子講了這句話。老子講“上善若水,水立萬物而不爭”。孔子說“仁者樂山,智者樂水”,意思是對仁愛理想的追求要像山一樣穩固,對智慧的追求要像水一樣變化。在這個觀點上兩人不謀而合,水是富于變化的東西,神奇且獨具特性。

末端換熱形式是兩聯供的靈魂。氟盤管與水盤管各有優勢,單純就水機和氟機冷機換熱的機理來看二者幾乎是一致的,在換熱效率上的區別甚微。唯一問題是供熱溫差,如果水溫提高了,供熱溫差小了,效率也就提高了。

通常情況下,人們對溫度的理解還停留在空氣溫度,事實上,環境溫度不單是空氣溫度,體感溫度也是非常重要的。可以將體感溫度簡單地理解為操作溫度,即地面的平均輻射溫度和空氣溫度共同作用于人體。舉個例子,人在冬天曬太陽,即使零下十幾度的天氣曬太陽也會感到暖和,這就是輻射作用分量高了。再比如我國比較典型的南方城市——上海,冬天室內空調制熱,空氣溫度到達了25攝氏度,由于地面溫度太低,所以穿著毛衣脫不掉。輻射溫度無論是冬天還是夏天,都可以這樣解釋。

再看輻射換熱和對流換熱、風溫的關系。在夏天如果風溫過高,影響地面溫度的程度差。這是對流空調經常遇到的問題,很多人認為風溫高了就舒適,其實不然。因為風溫本身影響地面溫度的能力不佳,會造成風溫提高,舒適度反而會下降的現象。那么如何評價這個現象呢?也許在未來建筑當中是好事。

如果說末端形式是兩聯供的靈魂,那么二次泵就是輸配系統的靈魂。不管供暖還是供冷,無論使用什么樣的末端,阻力溫差完全不同,因此供暖不宜采用一次泵。能否做好二次系統和二次系統的優劣是兩個層面的問題,不能混為一談。二次泵怎么做?把廠商配的泵拆了,因為所有熱泵的廠家幾乎都把熱泵配得特別大。維瓦爾第在4、5月份的時候,系統出現了一個問題。有客戶反映“家里的熱泵緩沖水箱只有100升,水溫被加熱到了70度,可是顯示卻是供冷模式,是冷機壞了嗎?”,原來是因為負荷小,室外沒有負荷,室內也沒有什么負荷,此系統仍處于待機的狀態。可水泵還在運轉,不僅花了買水泵的錢,還承擔更多電費。電能轉化成機械能,機械能轉化成摩擦阻力,最后都轉化為熱能,能量是守恒的,熱能都去水里了,造成水泵在供暖的情況下水溫提升到70度,這就是水泵最大的弊端。本來200瓦就足夠運轉了,非要用特別大的水泵,容易造成不必要的浪費。不管水泵還是風機,道理都是一樣的。所以供暖和供冷宜采用二次泵,才能在輸配系統中做到更加靈活。

除濕是涵蓋兩方面的問題,簡單探討一下有關熱泵和氟利昂的情況。由于濕度較大,廣州地區熱泵使用率普遍不高。對比來看,美國的西海岸夏天非常干燥,不需要除濕,全新風空調能耗較低,國內受濕度影響全新風空調能耗高。在一般情況下,蒸發溫度是4~5℃,但實際國內氣候帶需要達到14~15℃。有人質疑:給房間降溫,跟濕度有關系嗎?說起來的確沒什么關系,但如果想給房間降溫,就必須除濕,這就是傳統系統當中最大的問題,溫濕度耦合。

傳統空調、對流空調有三大弊端。

第一,溫濕度耦合。風機盤管能降溫,是認識誤區。人們對溫度的認識有誤差,通常是體感溫度而不是實際溫度。人們對濕度的認識誤差更大,一般認為相對濕度決定了舒適度,但相對濕度這個詞是一個專業選用的盲點,因為相對濕度不是影響人舒適度的重要因素。

試想80%的相對濕度是高還是低?有人認為80%的相對濕度當然高了,其實不然,80%的相對濕度未必高。舉個例子,如果去查一查長春冬季的天氣就可以知道,長春很少出現低于80%的濕度,但絕對含濕量只有零點幾克,所以依然很干。所以相對濕度是相對概念,它是非壓力和飽和蒸汽壓的比值,與絕對含濕量沒有什么關系。是什么影響人體的溫濕度呢?飽和蒸汽壓。方格六項中輻射換熱、對流換熱和人體自然蒸發這三項是重中之重,人體自然蒸發是由濕度決定的,但是這個濕度是絕對含濕量而不是相對濕度。絕對含濕量有三個表達方法:路點、含濕量、非壓力。三者是一一對應的關系。水盤管真正的優勢在于什么?第一,富于變化,最大的好處就是可以實現溫濕度獨立控制。溫濕度獨立控制是基于人體舒適,從建筑冷暖回歸到人體舒適的本質。對于室內環境,顯熱和潛熱也就是溫度和濕度是我們都要關注的數值,傳統的系統對于正確設定潛熱顯然做得遠遠不足。而人體在夏季的舒適度和潛熱關系很大。比如上海的室外氣溫 32℃和新疆的室外氣溫 32℃時,感覺完全不一樣,主要是不同濕度帶來的。通過溫濕度獨立控制從而達到我們期待的比例關系,才能達到真正的舒適。溫濕度獨立控制帶來較高的節能指標這一點不可小覷,比如北京大部分時間都處于干燥的狀態,但顯熱不低,通過溫濕度獨立控制對室內濕度進行調節控制,既提高了舒適度,又節約能量。這一環節至少節能 10% 左右。溫度和濕度一定要分開控制,解開溫濕度的耦合,解開對流空調的最大難題。傳統空調+對流,降溫就需要除濕,除濕就需要降溫,所以必須得分開。

第二,全動態調節。只有水空調才能全動態調節。那么在應用的問題上,可以有兩個方法:“除濕新風+多功放新盤”以及“加輻射末端”,這種輻射末端是低效率的,比如毛細管、地板供冷。

第三,溫長的穩定性。輻射空調的溫長才能真正做好PMV=0.2~0.5,PMV真正核心的含義是溫長的穩定,是正負一度與正負兩度、正負三度的關系。PMV真正核心的意義,是沒有溫度概念的。每個人由于體型差異,散熱量大小不同,其與環境散熱的比例也不同,所以這是整個自然選擇的結果。

綠色建筑、超低能耗建筑、健康建筑、裝配式建筑是未來建筑的重點,更大的重點在于超低能耗建筑。這是國家雙碳經濟的重中重點,也就意味著超低能耗建筑對南方的形勢提出了巨大的挑戰。超低能耗建筑減少潛熱負荷,不減潛熱負荷濕度。超低能耗建筑由于氣密性良好,必須有新風系統。中國與歐美的情況完全不一樣,美國西海岸是北冰洋季風,我國是太平洋季風,太平洋季風的特點是又濕又熱,加之喜馬拉雅山脈阻斷氣流,因此本來川渝地區是不應該這么潮濕的,但季風吹到這兒就停了,所以這個地區特別潮濕。

在這樣的氣候帶里面,需要改變現有的空調形式。超低能耗住宅和健康住宅,這兩個問題的結合,使得可選的末端形式非常有限。可能存在著熱水比嚴重失調、人們對呼吸健康,空氣品質提出更高要求等問題。內循環的空氣并不絕對健康。空調內循環每小時10次,內循環新風系統是空調內循環的十分之一,污染物無法排出。真正想污染物快速排出,需要置換通風,置換通風沒有內循環,是輻射換熱概念。

根據目前的認知行業做到了供暖用輻射,供冷有可能用吹風來解決。實際上無論是供暖還是供冷,在顯熱問題上是沒有區別的。房子為什么會熱?因為有外墻和外窗的存在。外墻、外窗是以輻射為主要的換熱,是把環境加熱。輻射換熱等于溫差的四次方,若內循環加上換氣產生對流,對抗外墻外窗的熱輻射和人的熱輻射,顯然是行不通的,真正對抗它的方法是冷輻射對抗熱輻射。

因此,輻射供冷供暖才是真正的高效的系統,置換式通風才是真正健康的系統。新風系統可以將污染物快速排出,其中濕度也是污染物,空氣里的污染物大致分為以下四種:

1、物理型的污染物,包括空氣的顆粒物和液體小液滴;

2、氣態污染物;

3、生物污染物;

4、核污染物,當然并不常見,只有在極端的情況下才能遇到。

未來空調行業一定是朝著遠程的、大數據的方向發展。人體之所以能夠保持恒溫,在于皮膚上存在各種傳感器達 2.5 億個,能夠隨時對外界變化作出反應,由此可見傳感器的重要。可通過各種傳感器采集來的信息,加以統計分析計算,按照事先的邏輯,找出最佳工況點,既保證系統安全(無結露)又保證舒適并兼顧節能,同時操作執行機構執行指令。全動態調節控制包括通過室內環境傳感器組,黑球溫度、干球溫度、露點溫度、相對濕度、PM2.5、二氧化碳濃度,VOC濃度、甲醛濃度進行數字化計算、處理和控制,通過溫濕度傳感器得到數據,來計算房間的露點,最終對室內環境的溫度、濕度和新風量進行控制調節。對所有的設備元件進行數字化計算、處理和控制,再通過混水中心使這些數據設定得以執行。在人工調控之前,系統根據天氣的變換自行思考調節,通過后臺大數據的管控、學習用戶喜好,分析和處理,使其高效運作,為用戶帶來了更便捷的生活方式。同時該傳感器的性能可以充分感知并利用陽光等自由能,實現真正的舒適和節能。輻射空調不算冷熱源的效率,不算輸配能節省36%,在實際的工程上,可能還要更高。未來的超低能耗建筑和環境,輻射空調才是主流的發展方向。

伴著臺下認可目光的聚焦,鄭總為他此次精彩的演講畫上圓滿的句點,短短二十分鐘,引發了行業人的思考和共鳴,現場響起熱烈的掌聲。

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