淺談夏熱冬冷地區(qū)建筑間歇空調(diào)模式的特點分析

文/高榮芳 山西省輕工設計院 山西太原 030000

淺談夏熱冬冷地區(qū)建筑間歇空調(diào)模式的特點分析

文/高榮芳 山西省輕工設計院 山西太原 030000

本文主要介紹了夏熱冬冷地區(qū)冬季采暖設備和夏季制冷設備的現(xiàn)狀以及特點，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)主要從電風扇、空調(diào)扇、冷輻射頂板空調(diào)系統(tǒng)、溫濕度獨立控制系統(tǒng)方面闡述，最后給出了間歇式空調(diào)模式的特點。

夏熱冬冷；采暖；降溫；間歇式空調(diào)

0 前言

目前國內(nèi)建筑暖通空調(diào)設計受國外的設計標準影響較多，區(qū)域氣候特征和空調(diào)模式的差異考慮較少，在節(jié)能建筑的工程設計中參考按照常規(guī)標準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)及設備特點

1.1 現(xiàn)狀

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

1）中央空調(diào)特點

所謂的中央空調(diào)是由主機通過冷熱水管、風道連接多個不同末端的方式來對不同房間進行控制，從而實現(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建筑都在一個較為舒適的條件下，這就能夠從根本上避免其他分體機誘發(fā)直吹過冷、房內(nèi)冷熱不均等人體不適應狀況；其次，裝飾性良好，在裝修過程中不需要其他外露管線；再者，操作較為簡單，能夠自動運行，不需要對其進行維護；然后可以結合所有房間的功能、朝向減少或者增加送風量；最后可以加濕熱、加新風，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荷相對較大。老式住房則需要考慮電路復合的足夠性。其次，中央空調(diào)隨室外氣溫變化和建筑內(nèi)采暖需求變化時負荷調(diào)節(jié)能力較差，當建筑內(nèi)有少數(shù)房間需要采暖時，中央空調(diào)主機運行在低效工況下。

2）分體式空調(diào)特點

這種空調(diào)就是將空調(diào)器分割成室內(nèi)機組、室外機組兩個不同的部分，并將有著較大噪音的壓縮機、軸流風扇、冷凝機都在室外機組內(nèi)部加以安裝，并將毛細管、蒸發(fā)器、風機、控制電器等室內(nèi)不可缺少的部分在室內(nèi)機組進行安裝，因此，將這種室內(nèi)外機組共同構成的空調(diào)器稱之為分體式空調(diào)器，其具有以下不同的優(yōu)勢，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，因為分成室內(nèi)外兩個機組，室內(nèi)機組安裝位置較為靈活，能夠和多個室內(nèi)機組、一個室外機組配合使用。室外機組的外形尺寸不會受到空間、時間的限制；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

該種采暖是利用地板下方埋設的加熱管來實現(xiàn)，這種加熱管也就是導電管或者鋁塑復合管，通過將地板加熱到溫度為18到32℃時，就能夠達到均勻向室內(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。房間溫度均勻分布、選擇地板采暖，因為地板能夠均勻散熱，因此房間內(nèi)部的溫差相對較小。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，能夠幫助營造出健康溫馨的室內(nèi)環(huán)境，通過散熱片進行取暖，出水溫度通常＞70℃，然而當溫度超過80℃時就會有灰塵團出現(xiàn)，從而灰塵會布滿暖氣上方墻面。不僅如此，采用地板取暖能夠有效將渾濁空氣和灰塵團消除掉，從而能夠營造出一種健康、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，其對于供水溫度的要求相對較低，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，導致采暖效果受到影響的效果。第四，節(jié)省更多的空間，因為采暖管都是設置在地板下，這就節(jié)約了更多的采暖片堆放空間，保證室內(nèi)裝飾、家具擺放達到要求。

1.2 特點分析

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

2 空調(diào)與降溫設備

2.1 現(xiàn)狀

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

1）電風扇

電風扇是一種利用電動機驅(qū)動扇葉旋轉(zhuǎn)，來達到使空氣加速流通的家用電器，主要用于促進室內(nèi)空氣流通。電風扇在實際運行時，室內(nèi)的溫度可能會升高，造成這種現(xiàn)象的原因是電風扇在實際運行時，因為電流會穿透電風扇的線圈，導線存在電阻，因此，將會對出現(xiàn)熱量外放的現(xiàn)象，所以，溫度會升高。人們會感受到?jīng)鏊?，是因為人體體表存在較多的汗液，電風扇運行之后，室內(nèi)的空氣會出現(xiàn)流動，因此，就能夠促進汗液出現(xiàn)蒸發(fā)，蒸發(fā)則會吸收較多的熱量，從而人們會感受到更加涼爽。

2）空調(diào)扇

空調(diào)扇使用了蒸發(fā)冷卻的原理，其內(nèi)部是一個裝備了水冷裝置的電風扇，靠內(nèi)部置放水泵讓水機內(nèi)部逐漸循環(huán)，冷卻周邊的空氣，這就會讓扇葉送出的風有寒冷的感受。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，因為空氣濕度較大，從而導致人身上汗出來，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不開放，不但不會出現(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，利用輻射和對流和室內(nèi)進行濕熱交換，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。因為輻射頂板難以解決房間內(nèi)部存在的通風換氣等問題。所以，還和一臺通風設備互相結合。為了避免頂板出現(xiàn)結露，通風設備需要承受一定的除濕工作。輻射頂板空調(diào)系統(tǒng)把消除的顯熱負荷同濕、有害負荷結合在一起，頂板消除顯熱負荷，濕及有害負荷則需要利用通風系統(tǒng)來達成。通風量則只要能夠滿足衛(wèi)生要求最低通風量的標準就行，從而可以降低風機的耗能。輻射頂板所設置的空調(diào)系統(tǒng)在減少能耗方面具有顯著的功效。因為輻射頂板系統(tǒng)中的負荷則是由頂板來進行承擔。因此和常規(guī)性的空調(diào)方式相比較，送風量逐漸降低，這就減少了大量風機需要消耗的功率。當輻射傳熱比例相對較大時，受到輻射作用的影響，人體實際感受到的溫度會低于室內(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)溫度相對較高，室內(nèi)設計溫度和常規(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 特點分析

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

3 間歇式空調(diào)模式的特點間歇空調(diào)模式下，暖通空調(diào)系統(tǒng)的設計有別于連續(xù)空調(diào)模式下空調(diào)系統(tǒng)的設計。居民建筑間歇性空調(diào)模式下的負荷受氣候、家庭結構、工作性質(zhì)、個人習慣及經(jīng)濟條件等多種因素的影響，空調(diào)負荷的呈以下特點：

a）對于某個房間而言，間歇性空調(diào)方式，應考慮圍護結構的傳熱負荷、室內(nèi)人員及設備的散熱負荷、圍護結構的蓄熱負荷和新風負荷等。因此區(qū)別于連續(xù)性暖通空調(diào)負荷的選取。

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

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

4 結論

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

1）考慮到間歇模式采暖設備運行情況，使用分體式空調(diào)器進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)：整體裝機容量遵照目前的方法進行。

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