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摘要:随着人们对居住环境舒适度要求的提升,暖通空调在建筑中的专业性及重要性越来越明显,其功能性越来越完备,用户对于空调形式的选择越来越特点明确,本文从不同系统类型分析了暖通空调在工程项目中的形式应用。
关键词:暖通空调 中央空调 风冷热泵 多联机(VRV)系统
1、前言
本文阐述了在现代化的楼堂馆所的建设中,暖通空调从发展趋势、系统类别、应用场合和市场变化四个维度呈现出的变化,市场的不同需求决定了空调系统的日益精进化,不同的空调系统有不同的应用场合。
2、暖通空调的发展
楼堂馆所类项目中,医院、学校、机关单位办公楼是较常见的形式,之前对于空调的需求停留在最简单的冷暖调节,因此,分体式空调是该类场合最常见的形式,但近年来,各个场合的暖通需求发生了变化。医院的功能区较多,门诊楼需要空调供应的同时还需要大量高质量的新风,住院楼需要长年空调供应的同时也要进行有效的能耗管理,医技楼机器设备间和人员活动区域有不同的冷暖需求,医疗设备所产生的辐射影响不允许空调管路的随意进入;学校的“智慧化校园”建设,“新风进校园”的倡导,多联机系统、直膨机设备同时也进入了校园;机关单位的设备能耗管理、智慧化楼宇控制平台的接入,智慧化多联机系统在单位办公楼用的越来越多。
未来大楼的发展将会往“智慧、节能、低碳、清洁”的趋势发展,暖通设备的选择将以此为依据,往能效更高、智慧化更先进、空气处理技术更高级的方向进化。
3、暖通空调的系统形式及应用场合
现如今,暖通空调的形式较多,传统的中央空调水系统、风冷热泵系统、多联机系统、地源热泵系统等,原理不一样,应用场合均不一样。
市面的中央空调多以冷水机组+锅炉、风冷热泵为主,冷水机组+锅炉形式系统,主机为水冷机组,末端为风机盘管,辅助设备有锅炉、冷却塔、水泵、水处理装置、膨胀水箱、压力表、温度计、阀门等,制冷工况下采用水冷式冷水机组结合冷却塔、水泵、膨胀水箱等辅助设施进行运转;制热工况下采用锅炉进行运转,主机和室内部分的风机盘管以庞大的水管连接,如果建筑面积5万m²的建筑物,机房及管井约需450m²,其换热过程为冷媒→水→空气,属于二次换热,故效率不高,其设备整体的智能化可实现不难,但成本较高,这种系统适用在大型星级酒店、医院门诊住院楼、大型商业综合体、大型场馆、体育馆等。制冷用主机满负荷COP值可达6.0左右,虽然水冷冷水机满负荷COP较高,但是加上末端、冷却塔、水泵、锅炉等的能耗,系统的COP会明显降低。另外冷水机组负荷低于20%无法正常开启,如5万平建筑,20%的负荷仅为使用面积1000m²左右,在高于20%低于100%负荷工况时,机组偏离最佳运行工况,运行效率非常低,系统不节能,故很多办公场合不宜选用该系统。
风冷热泵系统的主机为风冷热泵设备,末端是空调箱、风机盘管,辅助设备有水泵、水管、阀门等,风冷热泵主机借助冷媒实现蒸发冷凝制取冷水热水,结合水泵、膨胀水箱、软化水装置等进行制冷和制热的循环,该系统主机和风机盘管等末端装置之间采用风、水管相连,换热过程为冷媒→水→空气,属于二次换热,故效率有所影响。该系统智能化实现难度适中,成本也适中,故适用于中小型酒店、商业综合体、大型场馆、体育馆、办公等,风冷热泵主机满负荷COP值为4.0左右,系统的辅助设施较少,只有各种水泵、末端等,是比较理想的空调系统,但风冷热泵机组同样存在部分负荷COP值较低这一致命弱点,因此整体系统的COP值亦较低。
多联机(VRV)系统组成有室内机、室外机、连接内外机之间的铜管,利用冷媒的相变传递冷量和热量,属于直膨式系统,其换热过程为冷媒→空气,属于一次换热,效率较高,目前VRV系统的智能化程度较高,厂家产品自带该功能,后期也可提供端口外接,成本较低,系统COP达到5.0左右,部分负荷的COP值更高,对于空调负荷常年维持在50%-80%负荷运行的场合,是非常适用的,故大部分的办公楼宇、学校、银行、政府机关单位、医院行政楼区域等场合更愿意选择多联机(VRV)系统。
关于这几种不同的空调系统的优缺点及大致市场造价水平如下表所示。
表1 常见不同空调系统分析
类型 | 系统组成 | 运行原理 | 适用场合 | 能耗(高、低) | 造价 (元/M2) | 运行费用(Kwh/㎡*年) | 维保 | |
中 央 空 调 | 冷水机组+锅炉 | 主机:水冷机组 | 1、采用水冷式冷水机组结合冷却塔、水泵、膨胀水箱等辅助设施进行制冷运转; | 五星级酒店、 医院住院楼、 大型商业综合体、大型场馆、 体育馆、 办公等 | 1、制冷用主机满负荷COP值为6.0 | 350-400 | 55 | 主机的3%;末端的8%; |
风冷热泵 | 主机:风冷热泵主机 | 1、采用风冷热泵主机结合水泵、膨胀水箱、软化水装置等进行制冷(夏季)制热(冬季); | 中小型酒店、 商业综合体、 大型场馆、 体育馆、 办公等 | 1、风冷热泵主机满负荷COP值为4 | 300-350 | 60 | 主机的2%; | |
VRV空调 | 室内机、室外机、铜管 | 1、利用冷媒的相变传递冷量和热量,属于直膨式系统,效率较高 | 办公、学校、银行、政府机关单位、医院行政楼、医技检查区域等 | 1、系统COP达到5.0左右,部分负荷的IPLV值平均值9.0左右 | 450-550 | 30-35 | 设备造价的1% |
4、结论
随着时代和市场的发展,人们对于暖通环境的要求向着整体绿色节能、智慧化程度高的方向发展,空调的形式不仅仅是冷暖需求,更侧重于系统的便捷性、整体的节能性、楼宇智能化程度,各行各业中,办公、学校、银行、政府机关单位、医院的行政办公区域慢慢摒弃了原来的传统的中央空调形式,选择了更便利、更节能的多联机(VRV)形式。
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