隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的發(fā)展,以及社會(huì)政治的進(jìn)步,一種新型的戶式空調(diào)系統(tǒng)在我國(guó)房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)中已大量推廣使用,顧名思義,就是解決房間冷、暖的系統(tǒng)是每戶獨(dú)立自主的。本公司2003年在某個(gè)項(xiàng)目中建成兩棟27層共425戶近六萬(wàn)平方米的住宅中,就采用了戶式空調(diào)系統(tǒng)。系統(tǒng)中包括一拖多MRV熱泵式冷媒系統(tǒng)(本系統(tǒng)既可在夏季制冷,又可在冬初、冬末時(shí)制熱、甚至也可在嚴(yán)冬時(shí)制熱)和冬季主要用的壁掛爐供暖系統(tǒng)。在廳和臥室等主要房間內(nèi)系統(tǒng)的末端裝置選用雙熱源風(fēng)機(jī)盤管(冷媒、熱水各走各的盤管),但在廚房、廁所只考慮用散熱器冬季取暖。
該系統(tǒng)之所以推廣如此之快,就是因其有以下的優(yōu)點(diǎn):
最突出一點(diǎn)就是為住戶提供了居住舒適的自主權(quán)——制冷、制熱的開(kāi)啟、停止時(shí)間、室內(nèi)溫度的高低均有自己決定;其次是室內(nèi)系統(tǒng)管路(包括冷媒、熱水各兩根和冷凝水管一根)均在屋頂下布置,地面上無(wú)管道,便于房間內(nèi)的布置;再者是室外機(jī)一戶一個(gè),同戶型的型號(hào)、大小上下統(tǒng)一,且少去分體空調(diào)排凝結(jié)水管(凝結(jié)水管在室內(nèi)集中排入衛(wèi)生間),因此,安裝好后,建筑物外立面非常整齊、美觀;還有,簡(jiǎn)化了管道建設(shè)安裝——室外小區(qū)和樓內(nèi)到各戶省去了兩根供回?zé)崴艿,只有煤氣、自?lái)水管各一根即可。這樣,不僅減少了管道安裝量,而且減少日后管道維修量;最可貴的是解決了采暖收費(fèi)困難的問(wèn)題。在這種系統(tǒng)內(nèi),制冷、采暖用電和煤氣都用磁卡計(jì)費(fèi),只有先交費(fèi)買了電、煤氣,插卡后系統(tǒng)才能運(yùn)行,否則,系統(tǒng)將無(wú)法運(yùn)行。
戶式空調(diào)系統(tǒng)涉及到空調(diào)室外機(jī)、室內(nèi)機(jī)、燃?xì)獗趻鞝t、散熱器以及系統(tǒng)管材、管件等的選擇問(wèn)題。戶式空調(diào)系統(tǒng)在冬季也可實(shí)行集中供暖,這時(shí)其“戶式”意義卻大為失色,只有采用壁掛爐供暖,才使其“戶式”的意義在全年內(nèi)都得以體現(xiàn)。因此只有正確選擇燃?xì)獗趻鞝t才能充分展示戶式空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn),在此,本文僅介紹如何選擇壁掛爐。工程實(shí)踐證明,選擇壁掛爐要突出注意兩方面:一是其功率,二是其所配循環(huán)水泵的流量與揚(yáng)程。
- 壁掛爐的功率確定
由于燃?xì)獗趻鞝t均具有供暖和供生活用熱水的雙重功能,因此其功率取兩者所需的大者。近幾年來(lái)居住建筑都嚴(yán)格執(zhí)行節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),外圍護(hù)物保溫性能明顯提高,采暖熱指標(biāo)顯著下降,一般一百多平方米三居室的功率10KW采暖用綽綽有余,然而生活用熱水所需功率卻很大,特別是當(dāng)水源為地表水時(shí),水溫隨室外溫度變化而變化,在冬季最冷時(shí)水溫接近0℃,如北京使用密云水庫(kù)水作水源的區(qū)域,冬季洗菜時(shí)很扎手,比地下水的10~15℃低很多,8L/min產(chǎn)熱水量所需功率為
N=L·C·(tk-t0)/60----(1)
式(1)中,N—壁掛爐加熱生活用水所需功率,KW;L—壁掛爐每分鐘產(chǎn)熱水量,L/min,取L=8;C—水的比熱,kj/kg·℃,取C=4.19;tk—熱水溫度,住宅內(nèi)帶有淋浴器的浴盆水溫要求40℃[1];t0—自來(lái)水溫度,當(dāng)水源為地下水時(shí),取t0=10~15℃,地表水t0=0~4℃;60—一分鐘的秒數(shù)。將上述各值代入式中得:當(dāng)水源為地下水時(shí)N=14~17KW;水源為地表水時(shí)N=20~22KW?紤]住戶使用浴盆,加熱熱水需要一段時(shí)間,因此壁掛爐功率選擇的比計(jì)算值還要大些,為24KW。
當(dāng)戶型面積在300平方米以上時(shí),為穩(wěn)妥起見(jiàn),還應(yīng)對(duì)采暖所需功率進(jìn)行計(jì)算,與上述結(jié)果進(jìn)行比較,然后取其中大者。但也可以上述結(jié)果用采暖負(fù)荷指標(biāo)驗(yàn)算其結(jié)果是否滿足采暖。驗(yàn)算公式如下:
q=N×1000/F·K1·K2·K3----(2)
式(2)中,N—已計(jì)算出生活用熱水所需的功率,KW,在本工程實(shí)踐中選N=24KW;F—住戶的套內(nèi)面積,㎡,本人實(shí)踐過(guò)工程中最大戶型L,套內(nèi)面積F=113.4㎡;K1—對(duì)于套內(nèi)面積所要考慮公攤面積的系數(shù),對(duì)于多層住宅取1.1~1.2,而對(duì)高層取1.2~1.35;K2—考慮間歇供暖的安全系數(shù),取1.2~1.25;K3—由于使用了戶式空調(diào)系統(tǒng),所以應(yīng)考慮上、下、前、后、左、右鄰居采暖不同步的安全系數(shù),該取值波動(dòng)范圍很大,尤其當(dāng)鄰居出門在外根本不取暖時(shí),其值有可能大到2~3。將上述各值代入式(2)中得出結(jié)果,負(fù)荷指標(biāo)q值在45~70W/㎡之內(nèi)或大于70W/㎡時(shí)(q值見(jiàn)參考文獻(xiàn)[2]、[3]、[4]),壁掛爐的功率即可按式(1)計(jì)算的結(jié)果選擇。當(dāng)采用采暖負(fù)荷計(jì)算結(jié)果同熱水供應(yīng)的結(jié)果比較時(shí),應(yīng)該是采暖計(jì)算負(fù)荷要乘以上述三個(gè)安全系數(shù)的值?傊,在選擇壁掛爐的功率時(shí),決不能冒然以采暖計(jì)算負(fù)荷的結(jié)果來(lái)確定,否則很有可能不能滿足生活用熱水。
- 壁掛爐內(nèi)水泵流量與揚(yáng)程的確定
-1、水泵流量由下式計(jì)算得
L=3.6·K1·K2·K3·Q/△t·C·r----(3)
在式(3)中,L—水泵的計(jì)算流量,l/h;K1、K2、K3同式(2);△t—供回水平均溫差,℃,在此取△t=10;C—水的比熱,KJ/Kg·℃,其值為4.19;r—水的比重,Kg/l;其值為1;Q—計(jì)算戶型的采暖計(jì)算負(fù)荷,W,一般應(yīng)按采暖負(fù)荷計(jì)算方法得出結(jié)果,當(dāng)然也可用負(fù)荷指標(biāo)來(lái)估算:
Q=q·F----(4)
式(4)中,Q—計(jì)算戶型的采暖計(jì)算負(fù)荷,W;F—戶型的套內(nèi)面積,㎡;q—采暖負(fù)荷,指標(biāo)W/㎡,在文獻(xiàn)[2]中已闡明q可取45~50 W/㎡。在此以本人實(shí)踐的工程中最大戶型L為例,其套內(nèi)面積F=113.4㎡,其中包括廳、臥室兩個(gè)、衛(wèi)生間兩個(gè)、書(shū)房一個(gè)、工人房、廚房各一間。
當(dāng)K1=1.24,而K2=1.0,1.2,K3=1.0,1.2,1.5,2.0,2.5,3.0不同情況下計(jì)算結(jié)果列入表1中。
2、水泵揚(yáng)程的確定。
還以L戶型為例。該戶型的供暖系統(tǒng)從壁掛爐連接各末端裝置干管為DN25,而臥室、書(shū)房雙熱源風(fēng)機(jī)盤管KRS-25N,而廳內(nèi)為KRS-50N,其支管一律為DN20,而廚房、衛(wèi)生間、工人房散熱器支管均為DN15,經(jīng)計(jì)算當(dāng)系統(tǒng)流量為600L/h時(shí),最不利環(huán)路總阻力為7360Pa,其中包括最遠(yuǎn)端臥室風(fēng)機(jī)盤管KRS-25阻力為915Pa,支管阻力57.70Pa,最不利干管阻力1458Pa,壁掛爐阻力4703.30Pa。因此本系統(tǒng)對(duì)于表中不同情況下流量的阻力應(yīng)為
HX=(LX/L0)2·H0----(5)
式(5)中,L0、H0—當(dāng)流量L0為600l/h流經(jīng)該系統(tǒng)時(shí)最不利環(huán)路的總阻力H0值為7360Pa;
LX、HX—當(dāng)流量為L(zhǎng)X流經(jīng)該系統(tǒng)時(shí)最不利環(huán)路的總阻力值為HX。
將按(5)計(jì)算結(jié)果列入表1中。
L戶型在K1、K2、K3不同值下,水泵所需流量、揚(yáng)程表1
計(jì)算戶型的套內(nèi)建筑面積采暖計(jì)算負(fù)荷(W) Q=F·q-=113.4×50=5760W | |||||||
考慮鄰居采暖不同步的安全系數(shù)K3 | 1.0 | 1.0 | 1.2 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 |
考慮間歇供暖的安全系數(shù)K2 | 1.0 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 |
考慮公攤面積的安全系數(shù)K1 | 1.24 | 1.24 | 1.24 | 1.24 | 1.24 | 1.24 | 1.24 |
K1·K2·K3 | 1.2400 | 1.4880 | 1.7856 | 2.2320 | 2.9760 | 3.7200 | 4.4640 |
實(shí)際采暖負(fù)荷(W) K1·K2·K3·Q | 7031 | 8437 | 10124 | 12655 | 16874 | 21092 | 25311 |
水泵所需流量(l/h) | 604 | 725 | 870 | 1087 | 1450 | 1812 | 2175 |
水泵所需揚(yáng)程 Pa mm水柱 | 7460 761 | 10743 1095 | 15470 1578 | 24172 2465 | 42972 4382 | 67144 6847 | 96687 9859 |
備 注 | 鄰居入住100%且采暖同步。連續(xù)供暖 | 鄰居入住100%且采暖同步。間歇采暖 | 鄰居入住100%但采暖個(gè)別不同步。間歇供暖 | 個(gè)別鄰居沒(méi)入住或外出而不取暖。間歇供暖 | 約一半鄰居沒(méi)入住或外出而不取暖。間歇供暖 | 一多半鄰居沒(méi)入住或外出而不取暖。間歇供暖 | 鄰居幾乎沒(méi)有入住或外出都不取暖。間歇供暖 |
從表1中可以看出:
- 壁掛爐的功率由生活用熱水確定的功率,當(dāng)戶型面積為一百多平方米,樓內(nèi)100%入住,且都正常供暖時(shí)用于采暖綽綽有余,相當(dāng)于采暖計(jì)算負(fù)荷的4倍以上。
- 對(duì)于樓內(nèi)100%入住,且上、下、前、后、左、右鄰居同步影響不明顯時(shí),水泵流量600~900l/h,揚(yáng)程為0.8~1.6m水柱,基本能滿足要求。而當(dāng)樓內(nèi)入住率低上、下、前、后、左、右鄰居影響很大時(shí),水泵的流量為1000~2000l/h,揚(yáng)程2.5~10m時(shí)更安全些,而且能將爐內(nèi)熱量充分輸送出去,各個(gè)風(fēng)機(jī)盤管的額定流量也能滿足,可以開(kāi)高擋風(fēng),室溫升得快。
3、對(duì)于外保溫的住宅,為減少鄰層的不利影響,除外圍護(hù)物適當(dāng)做一些內(nèi)保溫外,內(nèi)隔墻(戶之間)兩側(cè)也應(yīng)適當(dāng)噴涂15~20mm聚氨酯,尤其應(yīng)在樓板上應(yīng)鋪20~30mm聚氨板或在頂板下噴涂15~20mm聚氨酯。這點(diǎn)對(duì)使用戶式空調(diào)系統(tǒng)的用戶尤為重要,該種系統(tǒng)有個(gè)致命的缺點(diǎn),就是主要房間冬天取暖都是風(fēng)機(jī)盤管送熱風(fēng),熱空氣飄在上面,當(dāng)上下鄰居都入住,又都正常采暖,該缺點(diǎn)顯不出來(lái);一旦上下鄰居,尤其是下鄰居不正常采暖或不采暖,缺點(diǎn)就凸現(xiàn)出來(lái),既是室內(nèi)溫度達(dá)到要求,但由于地板冷,而感覺(jué)不舒適。在入住初期,此問(wèn)題常帶來(lái)很多麻煩,很容易招致住戶投訴。
參考文獻(xiàn)
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[2]黃鑫如何合理確定電蓄熱供暖蓄熱水箱的容積全國(guó)暖通空調(diào)制冷2000年學(xué)術(shù)年會(huì)資料集
[3]黃鑫居住建筑熱指標(biāo) 全國(guó)暖通空調(diào)制冷1996年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集
[4]全國(guó)民用建筑工程技術(shù)措施暖通空調(diào)·動(dòng)力中國(guó)計(jì)劃出版社2003年