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郑鸿宇:《两联供系统在未来型建筑室内居住环境中的发展方向》
壁挂炉网      2021-08-13 09:27     来源:壁挂炉网     浏览量:4400

6月21日,“中广欧特斯杯”中国健康舒适系统产业峰会暨《户式空气源热泵冷暖两联供工程技术导则》解读及行业推广论坛隆重召开,本次大会吸引了全国地区500余产、供、销行业朋友的到来,行业精英共聚一堂,探索行业新技术、畅聊行业新局势,现场气氛甚是火爆。现将部分精彩演讲内容提炼整理,以罄未能到场的行业朋友。

演讲嘉宾:广州维瓦尔第环境技术有限公司总经理郑鸿宇

演讲主题:《两联供系统在未来型建筑室内居住环境中的发展方向》

广州维瓦尔第环境技术有限公司总经理郑鸿宇

中国古代哲学家老子讲:上善若水。这句话出自老子与孔子的典故,孔子一生只拜访过老子一次,古人重视礼节,有拜访必相送,一送十里,在这十里中老子对孔子讲了这句话。老子讲“上善若水,水立万物而不争”。孔子说“仁者乐山,智者乐水”,意思是对仁爱理想的追求要像山一样稳固,对智慧的追求要像水一样变化。在这个观点上两人不谋而合,水是富于变化的东西,神奇且独具特性。

末端换热形式是两联供的灵魂。氟盘管与水盘管各有优势,单纯就水机和氟机冷机换热的机理来看二者几乎是一致的,在换热效率上的区别甚微。唯一问题是供热温差,如果水温提高了,供热温差小了,效率也就提高了。

通常情况下,人们对温度的理解还停留在空气温度,事实上,环境温度不单是空气温度,体感温度也是非常重要的。可以将体感温度简单地理解为操作温度,即地面的平均辐射温度和空气温度共同作用于人体。举个例子,人在冬天晒太阳,即使零下十几度的天气晒太阳也会感到暖和,这就是辐射作用分量高了。再比如我国比较典型的南方城市——上海,冬天室内空调制热,空气温度到达了25摄氏度,由于地面温度太低,所以穿着毛衣脱不掉。辐射温度无论是冬天还是夏天,都可以这样解释。

再看辐射换热和对流换热、风温的关系。在夏天如果风温过高,影响地面温度的程度差。这是对流空调经常遇到的问题,很多人认为风温高了就舒适,其实不然。因为风温本身影响地面温度的能力不佳,会造成风温提高,舒适度反而会下降的现象。那么如何评价这个现象呢?也许在未来建筑当中是好事。

如果说末端形式是两联供的灵魂,那么二次泵就是输配系统的灵魂。不管供暖还是供冷,无论使用什么样的末端,阻力温差完全不同,因此供暖不宜采用一次泵。能否做好二次系统和二次系统的优劣是两个层面的问题,不能混为一谈。二次泵怎么做?把厂商配的泵拆了,因为所有热泵的厂家几乎都把热泵配得特别大。维瓦尔第在4、5月份的时候,系统出现了一个问题。有客户反映“家里的热泵缓冲水箱只有100升,水温被加热到了70度,可是显示却是供冷模式,是冷机坏了吗?”,原来是因为负荷小,室外没有负荷,室内也没有什么负荷,此系统仍处于待机的状态。可水泵还在运转,不仅花了买水泵的钱,还承担更多电费。电能转化成机械能,机械能转化成摩擦阻力,最后都转化为热能,能量是守恒的,热能都去水里了,造成水泵在供暖的情况下水温提升到70度,这就是水泵最大的弊端。本来200瓦就足够运转了,非要用特别大的水泵,容易造成不必要的浪费。不管水泵还是风机,道理都是一样的。所以供暖和供冷宜采用二次泵,才能在输配系统中做到更加灵活。

除湿是涵盖两方面的问题,简单探讨一下有关热泵和氟利昂的情况。由于湿度较大,广州地区热泵使用率普遍不高。对比来看,美国的西海岸夏天非常干燥,不需要除湿,全新风空调能耗较低,国内受湿度影响全新风空调能耗高。在一般情况下,蒸发温度是4~5℃,但实际国内气候带需要达到14~15℃。有人质疑:给房间降温,跟湿度有关系吗?说起来的确没什么关系,但如果想给房间降温,就必须除湿,这就是传统系统当中最大的问题,温湿度耦合。

传统空调、对流空调有三大弊端。

第一,温湿度耦合。风机盘管能降温,是认识误区。人们对温度的认识有误差,通常是体感温度而不是实际温度。人们对湿度的认识误差更大,一般认为相对湿度决定了舒适度,但相对湿度这个词是一个专业选用的盲点,因为相对湿度不是影响人舒适度的重要因素。

试想80%的相对湿度是高还是低?有人认为80%的相对湿度当然高了,其实不然,80%的相对湿度未必高。举个例子,如果去查一查长春冬季的天气就可以知道,长春很少出现低于80%的湿度,但绝对含湿量只有零点几克,所以依然很干。所以相对湿度是相对概念,它是非压力和饱和蒸汽压的比值,与绝对含湿量没有什么关系。是什么影响人体的温湿度呢?饱和蒸汽压。方格六项中辐射换热、对流换热和人体自然蒸发这三项是重中之重,人体自然蒸发是由湿度决定的,但是这个湿度是绝对含湿量而不是相对湿度。绝对含湿量有三个表达方法:路点、含湿量、非压力。三者是一一对应的关系。水盘管真正的优势在于什么?第一,富于变化,最大的好处就是可以实现温湿度独立控制。温湿度独立控制是基于人体舒适,从建筑冷暖回归到人体舒适的本质。对于室内环境,显热和潜热也就是温度和湿度是我们都要关注的数值,传统的系统对于正确设定潜热显然做得远远不足。而人体在夏季的舒适度和潜热关系很大。比如上海的室外气温 32℃和新疆的室外气温 32℃时,感觉完全不一样,主要是不同湿度带来的。通过温湿度独立控制从而达到我们期待的比例关系,才能达到真正的舒适。温湿度独立控制带来较高的节能指标这一点不可小觑,比如北京大部分时间都处于干燥的状态,但显热不低,通过温湿度独立控制对室内湿度进行调节控制,既提高了舒适度,又节约能量。这一环节至少节能 10% 左右。温度和湿度一定要分开控制,解开温湿度的耦合,解开对流空调的最大难题。传统空调+对流,降温就需要除湿,除湿就需要降温,所以必须得分开。

第二,全动态调节。只有水空调才能全动态调节。那么在应用的问题上,可以有两个方法:“除湿新风+多功放新盘”以及“加辐射末端”,这种辐射末端是低效率的,比如毛细管、地板供冷。

第三,温长的稳定性。辐射空调的温长才能真正做好PMV=0.2~0.5,PMV真正核心的含义是温长的稳定,是正负一度与正负两度、正负三度的关系。PMV真正核心的意义,是没有温度概念的。每个人由于体型差异,散热量大小不同,其与环境散热的比例也不同,所以这是整个自然选择的结果。

绿色建筑、超低能耗建筑、健康建筑、装配式建筑是未来建筑的重点,更大的重点在于超低能耗建筑。这是国家双碳经济的重中重点,也就意味着超低能耗建筑对南方的形势提出了巨大的挑战。超低能耗建筑减少潜热负荷,不减潜热负荷湿度。超低能耗建筑由于气密性良好,必须有新风系统。中国与欧美的情况完全不一样,美国西海岸是北冰洋季风,我国是太平洋季风,太平洋季风的特点是又湿又热,加之喜马拉雅山脉阻断气流,因此本来川渝地区是不应该这么潮湿的,但季风吹到这儿就停了,所以这个地区特别潮湿。

在这样的气候带里面,需要改变现有的空调形式。超低能耗住宅和健康住宅,这两个问题的结合,使得可选的末端形式非常有限。可能存在着热水比严重失调、人们对呼吸健康,空气品质提出更高要求等问题。内循环的空气并不绝对健康。空调内循环每小时10次,内循环新风系统是空调内循环的十分之一,污染物无法排出。真正想污染物快速排出,需要置换通风,置换通风没有内循环,是辐射换热概念。

根据目前的认知行业做到了供暖用辐射,供冷有可能用吹风来解决。实际上无论是供暖还是供冷,在显热问题上是没有区别的。房子为什么会热?因为有外墙和外窗的存在。外墙、外窗是以辐射为主要的换热,是把环境加热。辐射换热等于温差的四次方,若内循环加上换气产生对流,对抗外墙外窗的热辐射和人的热辐射,显然是行不通的,真正对抗它的方法是冷辐射对抗热辐射。

因此,辐射供冷供暖才是真正的高效的系统,置换式通风才是真正健康的系统。新风系统可以将污染物快速排出,其中湿度也是污染物,空气里的污染物大致分为以下四种:

1、物理型的污染物,包括空气的颗粒物和液体小液滴;

2、气态污染物;

3、生物污染物;

4、核污染物,当然并不常见,只有在极端的情况下才能遇到。

未来空调行业一定是朝着远程的、大数据的方向发展。人体之所以能够保持恒温,在于皮肤上存在各种传感器达 2.5 亿个,能够随时对外界变化作出反应,由此可见传感器的重要。可通过各种传感器采集来的信息,加以统计分析计算,按照事先的逻辑,找出最佳工况点,既保证系统安全(无结露)又保证舒适并兼顾节能,同时操作执行机构执行指令。全动态调节控制包括通过室内环境传感器组,黑球温度、干球温度、露点温度、相对湿度、PM2.5、二氧化碳浓度,VOC浓度、甲醛浓度进行数字化计算、处理和控制,通过温湿度传感器得到数据,来计算房间的露点,最终对室内环境的温度、湿度和新风量进行控制调节。对所有的设备元件进行数字化计算、处理和控制,再通过混水中心使这些数据设定得以执行。在人工调控之前,系统根据天气的变换自行思考调节,通过后台大数据的管控、学习用户喜好,分析和处理,使其高效运作,为用户带来了更便捷的生活方式。同时该传感器的性能可以充分感知并利用阳光等自由能,实现真正的舒适和节能。辐射空调不算冷热源的效率,不算输配能节省36%,在实际的工程上,可能还要更高。未来的超低能耗建筑和环境,辐射空调才是主流的发展方向。

伴着台下认可目光的聚焦,郑总为他此次精彩的演讲画上圆满的句点,短短二十分钟,引发了行业人的思考和共鸣,现场响起热烈的掌声。

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