淺談夏熱冬冷地區(qū)建筑間歇空調(diào)模式的特點(diǎn)分析

高榮芳

【摘要】本文主要介紹了夏熱冬冷地區(qū)冬季采暖設(shè)備和夏季制冷設(shè)備的現(xiàn)狀以及特點(diǎn)，采暖系統(tǒng)主要從中央空調(diào)、分體式空調(diào)、地板集中式采暖、暖氣片采暖、電加熱采暖方面闡述；降溫系統(tǒng)主要從電風(fēng)扇、空調(diào)扇、冷輻射頂板空調(diào)系統(tǒng)、溫濕度獨(dú)立控制系統(tǒng)方面闡述，最后給出了間歇式空調(diào)模式的特點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】夏熱冬冷；采暖；降溫；間歇式空調(diào)

0 前言

目前國(guó)內(nèi)建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)受國(guó)外的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)影響較多，區(qū)域氣候特征和空調(diào)模式的差異考慮較少，在節(jié)能建筑的工程設(shè)計(jì)中參考按照常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)和方法選取氣候特征參數(shù)，必然存在較大的出入。

1 采暖系統(tǒng)及設(shè)備特點(diǎn)

1.1 現(xiàn)狀

夏熱冬冷地區(qū)，應(yīng)用于居住建筑和公共建筑間歇采暖模式的設(shè)備主要有中央空調(diào)、分體式空調(diào)、地板采暖等。

1）中央空調(diào)特點(diǎn)

所謂的中央空調(diào)是由主機(jī)通過冷熱水管、風(fēng)道連接多個(gè)不同末端的方式來對(duì)不同房間進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣的一種空調(diào)。其顯著特征就是首先整個(gè)建筑都在一個(gè)較為舒適的條件下，這就能夠從根本上避免其他分體機(jī)誘發(fā)直吹過冷、房?jī)?nèi)冷熱不均等人體不適應(yīng)狀況；其次，裝飾性良好，在裝修過程中不需要其他外露管線；再者，操作較為簡(jiǎn)單，能夠自動(dòng)運(yùn)行，不需要對(duì)其進(jìn)行維護(hù)；然后可以結(jié)合所有房間的功能、朝向減少或者增加送風(fēng)量；最后可以加濕熱、加新風(fēng)，從而保證室內(nèi)空氣能夠衛(wèi)生、新鮮；中央空調(diào)的局限性就是電源要求的電負(fù)荷相對(duì)較大。老式住房則需要考慮電路復(fù)合的足夠性。其次，中央空調(diào)隨室外氣溫變化和建筑內(nèi)采暖需求變化時(shí)負(fù)荷調(diào)節(jié)能力較差，當(dāng)建筑內(nèi)有少數(shù)房間需要采暖時(shí)，中央空調(diào)主機(jī)運(yùn)行在低效工況下。

2）分體式空調(diào)特點(diǎn)

這種空調(diào)就是將空調(diào)器分割成室內(nèi)機(jī)組、室外機(jī)組兩個(gè)不同的部分，并將有著較大噪音的壓縮機(jī)、軸流風(fēng)扇、冷凝機(jī)都在室外機(jī)組內(nèi)部加以安裝，并將毛細(xì)管、蒸發(fā)器、風(fēng)機(jī)、控制電器等室內(nèi)不可缺少的部分在室內(nèi)機(jī)組進(jìn)行安裝，因此，將這種室內(nèi)外機(jī)組共同構(gòu)成的空調(diào)器稱之為分體式空調(diào)器，其具有以下不同的優(yōu)勢(shì)，首先，樣式較多、外觀美觀、使用較為靈活、占地面積較小、噪音較??；其次，因?yàn)榉殖墒覂?nèi)外兩個(gè)機(jī)組，室內(nèi)機(jī)組安裝位置較為靈活，能夠和多個(gè)室內(nèi)機(jī)組、一個(gè)室外機(jī)組配合使用。室外機(jī)組的外形尺寸不會(huì)受到空間、時(shí)間的限制；安裝檢修方便。相比較與中央空調(diào)，分體式空調(diào)最大的不同點(diǎn)是可以靈活地根據(jù)建筑物房間內(nèi)采暖需求啟閉空調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)節(jié)建筑能耗的目的。

3）地板集中式采暖特點(diǎn)

該種采暖是利用地板下方埋設(shè)的加熱管來實(shí)現(xiàn)，這種加熱管也就是導(dǎo)電管或者鋁塑復(fù)合管，通過將地板加熱到溫度為18到32℃時(shí)，就能夠達(dá)到均勻向室內(nèi)輻射熱量、采暖等顯著效果。這種采暖方式和常規(guī)性的采暖相比較具有以下幾種優(yōu)勢(shì)。房間溫度均勻分布、選擇地板采暖，因?yàn)榈匕迥軌蚓鶆蛏?，因此房間內(nèi)部的溫差相對(duì)較小。室內(nèi)溫度的變化是從下往上逐步降低的，地面溫度比人體的呼吸系統(tǒng)溫度要高一些，從而能夠讓人感覺到一種腳暖頭凉的感覺。第二，能夠幫助營(yíng)造出健康溫馨的室內(nèi)環(huán)境，通過散熱片進(jìn)行取暖，出水溫度通常>70℃，然而當(dāng)溫度超過80℃時(shí)就會(huì)有灰塵團(tuán)出現(xiàn)，從而灰塵會(huì)布滿暖氣上方墻面。不僅如此，采用地板取暖能夠有效將渾濁空氣和灰塵團(tuán)消除掉，從而能夠營(yíng)造出一種健康、溫暖、清新的環(huán)境。第三，高效節(jié)能，因采暖有著很大的輻射面積，其對(duì)于供水溫度的要求相對(duì)較低，僅僅需要45℃左右即可，并且能夠有效克服傳統(tǒng)的采暖片所表現(xiàn)出的熱量從窗戶散失，導(dǎo)致采暖效果受到影響的效果。第四，節(jié)省更多的空間，因?yàn)椴膳芏际窃O(shè)置在地板下，這就節(jié)約了更多的采暖片堆放空間，保證室內(nèi)裝飾、家具擺放達(dá)到要求。

1.2 特點(diǎn)分析

綜上，在夏熱冬冷地區(qū)，考慮到間歇模式采暖設(shè)備運(yùn)行情況，使用分體式空調(diào)器進(jìn)行采暖有利于降低冬季采暖能耗。

2 空調(diào)與降溫設(shè)備

2.1 現(xiàn)狀

夏熱冬冷地區(qū)空調(diào)和降溫設(shè)備主要有電風(fēng)扇、空調(diào)扇、冷輻射頂板、溫濕度獨(dú)立控制系統(tǒng)、分體空調(diào)、中央空調(diào)等。

1）電風(fēng)扇

電風(fēng)扇是一種利用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)扇葉旋轉(zhuǎn)，來達(dá)到使空氣加速流通的家用電器，主要用于促進(jìn)室內(nèi)空氣流通。電風(fēng)扇在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，室內(nèi)的溫度可能會(huì)升高，造成這種現(xiàn)象的原因是電風(fēng)扇在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，因?yàn)殡娏鲿?huì)穿透電風(fēng)扇的線圈，導(dǎo)線存在電阻，因此，將會(huì)對(duì)出現(xiàn)熱量外放的現(xiàn)象，所以，溫度會(huì)升高。人們會(huì)感受到?jīng)鏊?，是因?yàn)槿梭w體表存在較多的汗液，電風(fēng)扇運(yùn)行之后，室內(nèi)的空氣會(huì)出現(xiàn)流動(dòng)，因此，就能夠促進(jìn)汗液出現(xiàn)蒸發(fā)，蒸發(fā)則會(huì)吸收較多的熱量，從而人們會(huì)感受到更加涼爽。

2）空調(diào)扇

空調(diào)扇使用了蒸發(fā)冷卻的原理，其內(nèi)部是一個(gè)裝備了水冷裝置的電風(fēng)扇，靠?jī)?nèi)部置放水泵讓水機(jī)內(nèi)部逐漸循環(huán)，冷卻周邊的空氣，這就會(huì)讓扇葉送出的風(fēng)有寒冷的感受。夏熱冬冷地區(qū)夏季空氣較為悶熱，造成這種現(xiàn)象的主要原因是空氣溫度較高，空氣的濕度的較高，因?yàn)榭諝鉂穸容^大，從而導(dǎo)致人身上汗出來，具有悶熱的感受。而空調(diào)扇的弊病也升高了在夏季降低的空氣濕度，發(fā)揮著加濕器的作用。在夏季濕度非常大時(shí)不開放，不但不會(huì)出現(xiàn)降溫，讓人感受到悶熱。

3）冷輻射頂板空調(diào)系統(tǒng)

冷輻射頂板空調(diào)系統(tǒng)起源于歐洲，其輻射表面為頂板，利用輻射和對(duì)流和室內(nèi)進(jìn)行濕熱交換，輻射熱量超過一半。頂板內(nèi)部將水作為傳熱介質(zhì)，其供水溫度控制在18℃左右。因?yàn)檩椛漤敯咫y以解決房間內(nèi)部存在的通風(fēng)換氣等問題。所以，還和一臺(tái)通風(fēng)設(shè)備互相結(jié)合。為了避免頂板出現(xiàn)結(jié)露，通風(fēng)設(shè)備需要承受一定的除濕工作。輻射頂板空調(diào)系統(tǒng)把消除的顯熱負(fù)荷同濕、有害負(fù)荷結(jié)合在一起，頂板消除顯熱負(fù)荷，濕及有害負(fù)荷則需要利用通風(fēng)系統(tǒng)來達(dá)成。通風(fēng)量則只要能夠滿足衛(wèi)生要求最低通風(fēng)量的標(biāo)準(zhǔn)就行，從而可以降低風(fēng)機(jī)的耗能。輻射頂板所設(shè)置的空調(diào)系統(tǒng)在減少能耗方面具有顯著的功效。因?yàn)檩椛漤敯逑到y(tǒng)中的負(fù)荷則是由頂板來進(jìn)行承擔(dān)。因此和常規(guī)性的空調(diào)方式相比較，送風(fēng)量逐漸降低，這就減少了大量風(fēng)機(jī)需要消耗的功率。當(dāng)輻射傳熱比例相對(duì)較大時(shí)，受到輻射作用的影響，人體實(shí)際感受到的溫度會(huì)低于室內(nèi)2℃。因此，在相同熱感覺作用下，和常規(guī)性的中央系統(tǒng)相比，這種輻射頂板系統(tǒng)的室內(nèi)溫度相對(duì)較高，室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度和常規(guī)性的全空氣系統(tǒng)相比較，高于2℃左右，節(jié)省20%左右的能量，節(jié)能效益明顯。

2.2 特點(diǎn)分析

基于間歇模式運(yùn)行的空調(diào)系統(tǒng)在夏季情況下建議采用溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)和分體式空調(diào)系統(tǒng)。

3 間歇式空調(diào)模式的特點(diǎn) （下轉(zhuǎn)）（上接）

間歇空調(diào)模式下，暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有別于連續(xù)空調(diào)模式下空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。居民建筑間歇性空調(diào)模式下的負(fù)荷受氣候、家庭結(jié)構(gòu)、工作性質(zhì)、個(gè)人習(xí)慣及經(jīng)濟(jì)條件等多種因素的影響，空調(diào)負(fù)荷的呈以下特點(diǎn)：

a）對(duì)于某個(gè)房間而言，間歇性空調(diào)方式，應(yīng)考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱負(fù)荷、室內(nèi)人員及設(shè)備的散熱負(fù)荷、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱負(fù)荷和新風(fēng)負(fù)荷等。因此區(qū)別于連續(xù)性暖通空調(diào)負(fù)荷的選取。

b）鄰室傳熱的考慮：連續(xù)集中空調(diào)冷熱負(fù)荷設(shè)計(jì)時(shí)，由于多數(shù)鄰室為空調(diào)房間，內(nèi)墻體的傳熱一般不計(jì)算；間歇性空調(diào)模式下，由于多數(shù)鄰室空調(diào)開啟時(shí)間不同，內(nèi)墻體的傳熱將成為房間內(nèi)的主要負(fù)荷。

c）間歇模式下，集中空調(diào)的同時(shí)使用系數(shù)較低，可減小空調(diào)采暖機(jī)組容量。

4 結(jié)論

認(rèn)為在夏熱冬冷地區(qū)，間歇模式下空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)如下：

1）考慮到間歇模式采暖設(shè)備運(yùn)行情況，使用分體式空調(diào)器進(jìn)行采暖有利于降低冬季采暖能耗；在夏季，建議采用溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)和分體式空調(diào)系統(tǒng)。

2）分體空調(diào)：整體裝機(jī)容量遵照目前的方法進(jìn)行。

3）集中空調(diào)：間歇模式下空調(diào)末端設(shè)計(jì)與連續(xù)性模式下的空調(diào)末端相比，間歇性模式下的空調(diào)末端負(fù)荷配置大，而冷凍機(jī)房和采暖設(shè)備總負(fù)荷大大降低。