戶式毛細(xì)管輻射新風(fēng)科技系統(tǒng)技術(shù)介紹

段翔 劉天偉

江蘇慧居建筑科技有限公司 江蘇南京 210000

1 戶式輻射新風(fēng)系統(tǒng)簡介

1.1 系統(tǒng)定義

戶式輻射新風(fēng)系統(tǒng)，通過整合被動式技術(shù)、新風(fēng)、輻射、智能化等關(guān)鍵技術(shù)，為居住者提供健康、舒適、智慧的居住環(huán)境。該系統(tǒng)以分戶式冷熱源，依托于節(jié)能建筑，采取結(jié)構(gòu)留洞與裝修密切配合的設(shè)計思路，結(jié)合以水為媒介的輻射吊頂做法，保證室內(nèi)達(dá)到高舒適性效果。室外新風(fēng)經(jīng)過戶式新風(fēng)機處理后，由地面送風(fēng)口不間斷送入室內(nèi)，通過廚、衛(wèi)間上部的排風(fēng)機排出，由此形成的置換式氣流組織。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)分戶開關(guān)，分戶計量，分室可調(diào)的功能。相比于傳統(tǒng)空調(diào)型式而言，該系統(tǒng)具備健康、舒適、智慧的三大特征。

1.2 系統(tǒng)特征

（1）健康。該系統(tǒng)采用超潔凈新風(fēng)技術(shù)，室外新鮮空氣經(jīng)過初效、亞高效過濾，PM2．5過濾效率90%以上，再通過獨立封閉管道送入室內(nèi)，并以下送上排的送風(fēng)方式，進(jìn)入室內(nèi)后沿地板蔓延開來，再緩緩上升，保證室內(nèi)人員呼吸到的都是新鮮空氣。最低每1．5小時可將全屋的空氣置換一次，保證室內(nèi)空氣的清新。且室內(nèi)濕度常年保持在30%-70%，避免室內(nèi)霉菌滋生，大大降低了微生物污染[1]。

（2）舒適。傳統(tǒng)空調(diào)吹風(fēng)感強烈，夏季冷氣刺冷，冬季熱氣燥熱，且房間內(nèi)各個區(qū)域溫度極不均勻，對于老人和小孩來說極易引發(fā)感冒和關(guān)節(jié)疾病。戶式輻射新風(fēng)系統(tǒng)利用頂棚低溫輻射方式調(diào)控溫度，可以將垂直溫差控制在3℃以內(nèi)，保證室內(nèi)常年保持在人體舒適的溫度范圍。

圖1 頂棚輻射垂直溫差示意圖

（3）智慧。可通過手機APP遠(yuǎn)程實時監(jiān)控室內(nèi)空氣質(zhì)量，調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度和風(fēng)量。可視化集成控制面板，可選擇監(jiān)測溫度、濕度、PM2．5和CO2數(shù)值；智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)，多種運行模式可選。

1.3 系統(tǒng)組成

圖2 戶式輻射新風(fēng)系統(tǒng)組成框圖

（1）冷熱源。對于戶式輻射新風(fēng)系統(tǒng)而言，其冷熱源的選擇十分靈活。在寒冷地區(qū)，可用低環(huán)溫型風(fēng)冷熱泵、戶式地源熱泵等作為系統(tǒng)冷熱源；也可利用寒冷地區(qū)集中供暖的優(yōu)勢，將市政供熱作為冬季熱源，夏季風(fēng)冷熱泵作為冷源；還可以選擇燃?xì)忮仩t作為冬季熱源，具體冷熱源的選擇視具體項目而定[2]。

（2）毛細(xì)輻射系統(tǒng)。毛細(xì)管網(wǎng)敷設(shè)于室內(nèi)頂面，柔和散熱制冷，避免了常規(guī)空調(diào)末端形式帶來的吹風(fēng)感以及室內(nèi)不同位置的溫差，室內(nèi)溫度分布均衡。

毛細(xì)管網(wǎng)埋設(shè)在石膏吊頂下表面，主要靠輻射傳熱給建筑物供冷或供熱，與風(fēng)機盤管相比無冷凝水，不會發(fā)生排水不暢及細(xì)菌滋生，且無動力設(shè)備產(chǎn)生噪音。

圖3 鋪設(shè)毛細(xì)管頂面輻射系統(tǒng)的室內(nèi)環(huán)境圖

（3）置換新風(fēng)系統(tǒng)。新風(fēng)系統(tǒng)是溫濕度獨立調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)最為重要和關(guān)鍵的子系統(tǒng)，新風(fēng)系統(tǒng)承擔(dān)系統(tǒng)的潛熱負(fù)荷，濕度控制是輻射供冷系統(tǒng)能否成功運行的關(guān)鍵。在溫濕度獨立調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)中，新風(fēng)的設(shè)置需要滿足以下條件：

①新風(fēng)滿足人員對新鮮空氣的要求；

②新風(fēng)需滿足室內(nèi)微正壓；

③滿足室內(nèi)除濕要求。

新風(fēng)給室內(nèi)人員提供新鮮空氣的同時，還需要處理室內(nèi)人員及新風(fēng)本身的潛熱負(fù)荷。新風(fēng)送風(fēng)從墻角地面以不大于0．5m/s的風(fēng)速送入室內(nèi)，在地面蔓延形成新風(fēng)湖，遇到人體等室內(nèi)發(fā)熱體加熱后自然上升包裹人體，使人體始終吸入的是新鮮空氣，而人體呼出的廢氣亦隨上升氣流帶走，從廚房、衛(wèi)生間等頂部的排風(fēng)口排出室外。新風(fēng)系統(tǒng)讓室內(nèi)人員始終處在健康的新風(fēng)環(huán)境中[3]。

圖4 置換送風(fēng)方式效果圖

（4）控制系統(tǒng)。戶式化智能控制系統(tǒng)與輻射系統(tǒng)、新風(fēng)系統(tǒng)密切聯(lián)系、緊密結(jié)合，是整個戶式化空調(diào)（輻射）系統(tǒng)的核心部件之一。

戶式化智能控制系統(tǒng)包含智能控制箱、全屋信息屏、溫濕度控制面板、環(huán)境參數(shù)傳感器以及電動閥門等設(shè)備與器件，其控制設(shè)備及器件模塊如圖5所示。

智能控制箱：保證整個戶式化智能系統(tǒng)穩(wěn)定、高效的運行；

全屋信息屏：滿足用戶在操作性與可視化方面的差異性要求，用戶可以方便的觀察到系統(tǒng)的運行狀況，并實現(xiàn)對系統(tǒng)的一鍵控制；

控制面板：調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度；

環(huán)境參數(shù)傳感器：監(jiān)測溫度、濕度、CO2、PM2．5、TVOC等參數(shù)。

圖5 控制系統(tǒng)組成示意圖

2 戶式輻射新風(fēng)系統(tǒng)的技術(shù)性分析

2.1 新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計節(jié)點

新風(fēng)系統(tǒng)的熱濕處理是新風(fēng)處理的主要任務(wù)之一，該系統(tǒng)新風(fēng)機，集新風(fēng)、除霾、除濕、加濕、供冷、供暖等功能于一體。如圖6所示。

圖6 新風(fēng)機原理圖

典型戶內(nèi)氣流組織為下送上排的置換式送風(fēng)。送風(fēng)采用地板送風(fēng)，經(jīng)過新風(fēng)機處理后的新風(fēng)由主管道進(jìn)入各房間的送風(fēng)分配器，再通過地面送風(fēng)管送至每個風(fēng)口的送風(fēng)靜壓箱，由地板送風(fēng)口送入室內(nèi)主要功能房間。

圖7 某項目地面送風(fēng)示意圖

圖8 地面風(fēng)管做法示意圖

圖9 地面送風(fēng)口示意圖

排風(fēng)采用上排，在各封閉的房間門頭正上方安裝平衡式通風(fēng)器，在戶型的衛(wèi)生間和廚房設(shè)置排風(fēng)口，將室內(nèi)的污濁空氣排到室外。排風(fēng)機與新風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)動開啟。與新風(fēng)系統(tǒng)聯(lián)動的排風(fēng)機總風(fēng)量為新風(fēng)總風(fēng)量的80%。

圖10 平衡式通風(fēng)器示意

圖11 排風(fēng)機示意圖

2.2 輻射系統(tǒng)設(shè)計節(jié)點

毛細(xì)管末端的鋪裝方式應(yīng)以頂面鋪設(shè)為主。主要功能房間和衛(wèi)生間設(shè)置毛細(xì)管，裝修在設(shè)計吊頂時，需保證毛細(xì)管輻射面積。結(jié)構(gòu)梁內(nèi)需預(yù)留設(shè)置毛細(xì)管干管走向的預(yù)留洞；安裝方式上，毛細(xì)管建議鋪設(shè)在石膏板上，并且毛細(xì)管與石膏板應(yīng)有固定管卡進(jìn)行固定；應(yīng)采用專業(yè)的噴漿材料和工藝進(jìn)行毛細(xì)管表面噴漿施工，不得隨意采用其他裝修材料，噴漿的厚度應(yīng)嚴(yán)格控制，一般不宜超過15mm。

圖12 毛細(xì)管安裝示意圖

毛細(xì)管網(wǎng)冷熱水由設(shè)置于室內(nèi)廚房或衛(wèi)生間吊頂內(nèi)的分集水器進(jìn)行分配控制。該設(shè)備如圖13所示：

圖13 分集水器示意圖

2.3 系統(tǒng)防結(jié)露控制

戶式毛細(xì)管輻射新風(fēng)系統(tǒng)的難點在于夏季毛細(xì)管壁面的防結(jié)露控制，輻射系統(tǒng)的室內(nèi)除濕由新風(fēng)系統(tǒng)承擔(dān)，新風(fēng)的送風(fēng)狀態(tài)點和送風(fēng)量必須與室內(nèi)除濕需求相匹配，同時新排風(fēng)比應(yīng)控制在1:0．8，保證室內(nèi)處于微正壓狀態(tài)。其次應(yīng)在室內(nèi)功能房間的輻射壁面上設(shè)置防結(jié)露探頭，探頭設(shè)置在容易結(jié)露的區(qū)域，當(dāng)檢測到毛細(xì)管的壁面溫度接近室內(nèi)空氣露點溫度時，應(yīng)及時關(guān)斷該功能房間毛細(xì)管回路的上的閥門，起到對輻射系統(tǒng)的防結(jié)露控制。輻射系統(tǒng)實際運行時也應(yīng)該根據(jù)設(shè)計值和室內(nèi)溫濕度環(huán)境將毛細(xì)管的供水溫度設(shè)定在相對安全且可以發(fā)揮毛細(xì)管輻射能力的溫度點上[4]。

室內(nèi)濕度比較高的地點是廚房和衛(wèi)生間，通過設(shè)置在廚房和衛(wèi)生間的排風(fēng)機，將室內(nèi)相對潮濕的空氣排至室外，并且保證廚房和衛(wèi)生間區(qū)域的壓力略低于其他功能房間，也保證了其他功能房間的相對清潔[5]。

2.4 系統(tǒng)對比

圖14 系統(tǒng)防結(jié)露示意圖

表1 戶式毛細(xì)管輻射新風(fēng)系統(tǒng)與常規(guī)系統(tǒng)之間的對比