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摘 要: 近年来，随着科学技术的迅速发展以及对节能和环保要求的不断提高，在暖通空调的技术发展领域中不断地涌现出一些新型技术。文章主要针对当前学术界争论比较热烈的毛细管平面辐射式空调的末端系统进行了研究和分析,对其优势和技术作了一个比较系统的描述和分析,并对毛细管平面辐射式空调末端系统自动控制进行了比较系统的阐释和研究。
关键词:暖通空调；设计； 末端系统；技术
Abstract: in recent years, with the rapid development of science and technology, as well as the continual improvement in energy conservation and environmental protection requirements, in heating, ventilation and air conditioning technologies continue to emerge in the field of development of new technologies. Article is intended primarily for current academic debate heated capillary surface radiation research and analysis of the air conditioning system at the end of, has its advantages and technical description and analysis of a system, and end of the capillary surface radiation-air conditioning a comparative study on the system of interpretation and automatic control system.
Keywords: heating, ventilation and air conditioning; design; the end system technology
中图分类号：S611文獻标识码：A 文章编号：
20世纪70年代,德国科学家发明了毛细管平面辐射式空调末端系统,被视为一次“末端革命”。时隔三四十年,这种符合仿生学原理的新型空调末端系统在暖通空调市场上渐露头角,但前景却受到争议。末端系统作为暖通空调大系统的最后环节,在行业中长期处于“弱势”。不过,伴随着学术界反复强调“末端系统绝对不容忽视”,其优劣将直接影响整个系统总体效能的道理已渐渐为行业所重视。
1 末端系统在暖通空调中的优势分析
与常规对流式空调系统相比，末端系统的优势体现在其毛细管内具有高效传热功能的介质。由于水的传热速度比空气快近千倍,实际工程中,在冬季毛细管辐射供热工况下,供水水温只需30℃～35℃,即能满足室温20℃±2℃的要求;在夏季毛细管辐射供冷工况下,辅以置换新风的除湿系统,供水水温只需18℃,即能使室温达到26℃±2℃。由于毛细管末端系统换热面积大、传热速度快,因此其传热效率更高,向房间辐射冷量和热量更加柔和;温度场分布均匀,垂直方向空气温差梯度变小,充分弥补了传统空调以对流散热为主的不利因素。采用这种系统,人们在室内既没有吹风感,也不会遭受空气流动带来的噪音;人体热舒适性能够得到保障,体现出这种供冷(热)方式人性化的一面。
2 末端系统在暖通空调中的技术分析
与其他末端系统相比,毛细管末端系统另一大特色是对建筑的要求极低—— 不但节省大量室内空间,且几乎不增加建筑物荷载。毛细管末端系统进行施工时,灰泥包裹毛细管席的厚度通常为15mm～20mm,其中 毛 细 管 席 厚 度 约 5mm,充 满 水 重 量 为600～900g/m2。一座20层高、使用传统中央空调的大厦,如果改用毛细管末端系统,能够节省2层的空间,间接产生巨大的经济效益。毛细管末端系统不仅适用于新建筑,对于老旧建筑的节能改造也有传统空调不可替代的意义。毛细管席可以灵活地敷设在天花板、地面或墙壁上,不受吊顶样式及高度限制,安装方便快捷,尤其在空调改造项目中能够得到广泛的应用。若其能与高效率、低能耗、环保型的地源热泵等结合，“将构成更加完美的空调系统”。毛细管末端系统优势突出,但要最大限度地发挥,必须进行充足的前期工作。最关键的是对建筑外围护结构保温隔热系统进行优化。主要手段是对建筑进行全年逐时负荷计算,根据结果设计、调整、优化外围护结构形式和保温隔热措施。
做好建筑外围护结构是重中之重,包括建筑外墙、屋面、外窗及外门等。做好整座建筑物保温工程,宜采用外墙外保温,技术成熟、效果较好;在经济条件允许的情况下,选取保温、密封性能好的双层中空Low-e镀膜玻璃幕墙,最大限度地降低冬季冷风渗透和通过玻璃幕墙散热;安装外遮阳装置或采用最先进的‘双层皮’玻璃幕墙围护结构,以有效地降低夏季空调系统负荷。从舒适性、安装和使用等角度考虑,毛细管末端系统通常都是安装在顶板上,形成辐射吊顶,并将空调水路、新风、弱电、强电、消防等设备管道藏于吊顶内,配合制作各种样式的顶板系统。
3 末端空调自动控制系统的设计
3.1 空调房间温湿度控制
在空调房间的温、湿度控制中,实际所产生的影响因素和干扰原因都是比较复杂和多元化的。比如多变的气候的多工况性和房间所存在的实际热惯性等原因,都会直接导致回路直接进行控制房间的温湿度的调节效果。所以说,在实际工作中还是要选择适当的方法进行调节。通常情况下,针对一些空调房间这种热特性,都是选择串级的调节最为适宜。
3.2末端风机盘管系统的自动控制
首先是温控器,风机盘管最好是选用温控器进行控制的电动水阀以及手动进行控制具体风机三速的方式控制。电动水阀和风机启停进行连锁。(1)在冬夏两个不同的季节都要运行风机盘管,而且温控器一定要确保冬夏不同季节进行转换。通常都是用设立一个独立的温控转换开关。其次就是节能的钥匙,房间必须要设有一个节能钥匙的系统。风机盘管要和其进行连锁才能达到节能的效果。(2)如果对要求不是很高的情况下,就可以选用拔、插钥匙的方式,对风机盘管进行断电停转和启动。针对要求比较高的情况,通过增设具体的温度开关。再次就是定流量水系统,风机盘管的定流量水系统的自控方式相对都比较简单,不过它的节能效果远远赶不上变流量的自控方式。
3.3末端变风量系统的监控
变风量系统的工作原理就是如果室内的空调负荷被改变或者室内是的空气参数的具体设定值进行了变化,自动调节空调系统所送进房间风量,源源不断地送进房间与实际负荷就会达到相匹配的状态,从而进一步地满足了工艺生产要求和室内人员的舒适要求。另外,调节送风量还能减少风机的实际工作的动力,从而节约了实际运行的能耗。除了相对节能之外,该系统还有如下的特点:(1)能实现局部区域的灵活控制,可根据负荷变化或个人舒适度要求调节。(2)由于能自动调节送人各房间的冷量,系统内各用户可以按实际需要配置冷量,考虑各房间的同时使用系数和负荷分布,系统冷源配置可以减少20％～30％左右。设备投资相应较大减少。(3)室内无过冷过热现象。
3.4 新风机组的监控
新风机组通常与风机盘管配合进行使用,主要是为各房间提供一定的新鲜空气,满足人员卫生要求。其基本监控功能有:(1)监测功能。检查风机电机的工作状态,确定是处于开或关:检测风机电机的电流是否过载:测量风机出口处的空气温湿度以了解机组是否已将新风处理到要求的状态;测量空气过滤器两侧的压差,以了解过滤器是否要求清洗;检查新风阀状态。确定是开还是关。(2)控制功能。根据要求启停风机;控制水量调节阀的开度;控制干蒸汽加湿器调节阀的开度;换热器的冬季防冻保护。(3)集中管理功能。显示新风机组启停状态。送风温湿度风阀,水阀状态。
参考文献
[1] 卿晓霞 .建筑设备自动化 [M].重庆 :重庆大学出版社,2008.
[2] 龙惟定.试论我国暖通空调业的可持续发展[J].暖通空调,2011,5.
[3] 黄乃瑜.末端系统原理及质量控制[M].武汉:华巾科技大学出版,2010.
[4] 崔春芳 .末端系统造技术及应用实例[M].北京 :机械工业出版社 ,2011.
关键词:暖通空调；设计； 末端系统；技术
Abstract: in recent years, with the rapid development of science and technology, as well as the continual improvement in energy conservation and environmental protection requirements, in heating, ventilation and air conditioning technologies continue to emerge in the field of development of new technologies. Article is intended primarily for current academic debate heated capillary surface radiation research and analysis of the air conditioning system at the end of, has its advantages and technical description and analysis of a system, and end of the capillary surface radiation-air conditioning a comparative study on the system of interpretation and automatic control system.
Keywords: heating, ventilation and air conditioning; design; the end system technology
中图分类号：S611文獻标识码：A 文章编号：
20世纪70年代,德国科学家发明了毛细管平面辐射式空调末端系统,被视为一次“末端革命”。时隔三四十年,这种符合仿生学原理的新型空调末端系统在暖通空调市场上渐露头角,但前景却受到争议。末端系统作为暖通空调大系统的最后环节,在行业中长期处于“弱势”。不过,伴随着学术界反复强调“末端系统绝对不容忽视”,其优劣将直接影响整个系统总体效能的道理已渐渐为行业所重视。
1 末端系统在暖通空调中的优势分析
与常规对流式空调系统相比，末端系统的优势体现在其毛细管内具有高效传热功能的介质。由于水的传热速度比空气快近千倍,实际工程中,在冬季毛细管辐射供热工况下,供水水温只需30℃～35℃,即能满足室温20℃±2℃的要求;在夏季毛细管辐射供冷工况下,辅以置换新风的除湿系统,供水水温只需18℃,即能使室温达到26℃±2℃。由于毛细管末端系统换热面积大、传热速度快,因此其传热效率更高,向房间辐射冷量和热量更加柔和;温度场分布均匀,垂直方向空气温差梯度变小,充分弥补了传统空调以对流散热为主的不利因素。采用这种系统,人们在室内既没有吹风感,也不会遭受空气流动带来的噪音;人体热舒适性能够得到保障,体现出这种供冷(热)方式人性化的一面。
2 末端系统在暖通空调中的技术分析
与其他末端系统相比,毛细管末端系统另一大特色是对建筑的要求极低—— 不但节省大量室内空间,且几乎不增加建筑物荷载。毛细管末端系统进行施工时,灰泥包裹毛细管席的厚度通常为15mm～20mm,其中 毛 细 管 席 厚 度 约 5mm,充 满 水 重 量 为600～900g/m2。一座20层高、使用传统中央空调的大厦,如果改用毛细管末端系统,能够节省2层的空间,间接产生巨大的经济效益。毛细管末端系统不仅适用于新建筑,对于老旧建筑的节能改造也有传统空调不可替代的意义。毛细管席可以灵活地敷设在天花板、地面或墙壁上,不受吊顶样式及高度限制,安装方便快捷,尤其在空调改造项目中能够得到广泛的应用。若其能与高效率、低能耗、环保型的地源热泵等结合，“将构成更加完美的空调系统”。毛细管末端系统优势突出,但要最大限度地发挥,必须进行充足的前期工作。最关键的是对建筑外围护结构保温隔热系统进行优化。主要手段是对建筑进行全年逐时负荷计算,根据结果设计、调整、优化外围护结构形式和保温隔热措施。
做好建筑外围护结构是重中之重,包括建筑外墙、屋面、外窗及外门等。做好整座建筑物保温工程,宜采用外墙外保温,技术成熟、效果较好;在经济条件允许的情况下,选取保温、密封性能好的双层中空Low-e镀膜玻璃幕墙,最大限度地降低冬季冷风渗透和通过玻璃幕墙散热;安装外遮阳装置或采用最先进的‘双层皮’玻璃幕墙围护结构,以有效地降低夏季空调系统负荷。从舒适性、安装和使用等角度考虑,毛细管末端系统通常都是安装在顶板上,形成辐射吊顶,并将空调水路、新风、弱电、强电、消防等设备管道藏于吊顶内,配合制作各种样式的顶板系统。
3 末端空调自动控制系统的设计
3.1 空调房间温湿度控制
在空调房间的温、湿度控制中,实际所产生的影响因素和干扰原因都是比较复杂和多元化的。比如多变的气候的多工况性和房间所存在的实际热惯性等原因,都会直接导致回路直接进行控制房间的温湿度的调节效果。所以说,在实际工作中还是要选择适当的方法进行调节。通常情况下,针对一些空调房间这种热特性,都是选择串级的调节最为适宜。
3.2末端风机盘管系统的自动控制
首先是温控器,风机盘管最好是选用温控器进行控制的电动水阀以及手动进行控制具体风机三速的方式控制。电动水阀和风机启停进行连锁。(1)在冬夏两个不同的季节都要运行风机盘管,而且温控器一定要确保冬夏不同季节进行转换。通常都是用设立一个独立的温控转换开关。其次就是节能的钥匙,房间必须要设有一个节能钥匙的系统。风机盘管要和其进行连锁才能达到节能的效果。(2)如果对要求不是很高的情况下,就可以选用拔、插钥匙的方式,对风机盘管进行断电停转和启动。针对要求比较高的情况,通过增设具体的温度开关。再次就是定流量水系统,风机盘管的定流量水系统的自控方式相对都比较简单,不过它的节能效果远远赶不上变流量的自控方式。
3.3末端变风量系统的监控
变风量系统的工作原理就是如果室内的空调负荷被改变或者室内是的空气参数的具体设定值进行了变化,自动调节空调系统所送进房间风量,源源不断地送进房间与实际负荷就会达到相匹配的状态,从而进一步地满足了工艺生产要求和室内人员的舒适要求。另外,调节送风量还能减少风机的实际工作的动力,从而节约了实际运行的能耗。除了相对节能之外,该系统还有如下的特点:(1)能实现局部区域的灵活控制,可根据负荷变化或个人舒适度要求调节。(2)由于能自动调节送人各房间的冷量,系统内各用户可以按实际需要配置冷量,考虑各房间的同时使用系数和负荷分布,系统冷源配置可以减少20％～30％左右。设备投资相应较大减少。(3)室内无过冷过热现象。
3.4 新风机组的监控
新风机组通常与风机盘管配合进行使用,主要是为各房间提供一定的新鲜空气,满足人员卫生要求。其基本监控功能有:(1)监测功能。检查风机电机的工作状态,确定是处于开或关:检测风机电机的电流是否过载:测量风机出口处的空气温湿度以了解机组是否已将新风处理到要求的状态;测量空气过滤器两侧的压差,以了解过滤器是否要求清洗;检查新风阀状态。确定是开还是关。(2)控制功能。根据要求启停风机;控制水量调节阀的开度;控制干蒸汽加湿器调节阀的开度;换热器的冬季防冻保护。(3)集中管理功能。显示新风机组启停状态。送风温湿度风阀,水阀状态。
参考文献
[1] 卿晓霞 .建筑设备自动化 [M].重庆 :重庆大学出版社,2008.
[2] 龙惟定.试论我国暖通空调业的可持续发展[J].暖通空调,2011,5.
[3] 黄乃瑜.末端系统原理及质量控制[M].武汉:华巾科技大学出版,2010.
[4] 崔春芳 .末端系统造技术及应用实例[M].北京 :机械工业出版社 ,2011.