老黃講干式第五十八期:分戶式頂地高效輻射空調五恒系統設計與施工要點案例說明
疫情后,為滿足業主對夏季空調體感舒適度高的新要求,暖通行業掀起了以地面調溫為基礎的三恒五恒系統熱潮,但不同公司的設計配置方案五花八門,多數五恒系統的設計和施工方案過于繁雜,嚴重降低了系統穩定性,導致業主的使用體驗感普遍較差。為幫助更多的暖通公司做好五恒系統落地,經對輻射與對流末端的升級后,優化成一套分戶式高效輻射空調五恒系統,使其在設計配置、施工配合難度和使用操作等均達到免維護級,本文重點分享該高效五恒系統案例的設計與施工要點。
一、工程概況
本項目為普通公寓房住宅,項目地址南京,建筑面積145m2,空調面積100m2,室內凈高2.76米(含樑)。
二、設計依據
1、業主提供的戶型圖紙,有中央空調機位。
2、設計規范
《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》GB50736-2012
《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》JGJ134-2010
《輻射供暖供冷技術規程》JGJ142-2012
《地面輻射供暖安裝施工圖集》12K404
《輻射供冷末端施工安裝施工圖集》12SK407
3、夏熱冬冷地區南京氣候環境的相關基礎數據。
夏季 |
冬季 |
||
空氣調節室外計算干球溫度 |
34.6℃ |
空氣調節室外計算溫度 |
-1.2℃ |
空氣調節室外計算濕球溫度 |
28.2℃ |
空氣調節室外計算相對濕度 |
80% |
夏季室外平均風速 |
3.6m/s |
冬季室外平均風速 |
3.1m/s |
3.2、室內設計參數
房間 |
冬季空調 |
夏季空調 |
新風量 |
噪音要求 |
||
名稱 |
溫度(℃) |
相對濕度(%) |
溫度(℃) |
相對濕度(%) |
m3/h.p |
dB |
客客 |
23 |
≥40 |
24 |
≤55 |
≥30 |
≤35 |
餐廳 |
23 |
≥40 |
24 |
≤55 |
≥30 |
≤35 |
臥室 |
22 |
≥40 |
25 |
≤55 |
≥30 |
≤35 |
臥室 |
22 |
≥40 |
25 |
≤55 |
≥30 |
≤35 |
其它房間 |
22 |
≥40 |
24 |
≤55 |
≥30 |
≤35 |
注:客廳新風量和供冷量能滿足10人聚會的標準要求。
三、設計范圍
冷熱源主機、頂地輻射供冷供暖、獨立新風除濕的溫濕度獨立調節輻射空調末端系統、防結露安全控制系統,即分戶式輻射空調五恒科技系統。
四、空調系統設計說明
1、優化設計總體方案:本系統采用“高溫供冷.低溫除濕”的安全設計方案,輻射系統實現夏季在露點溫度以上的18℃高溫水供冷,開門窗不結露,新風系統實現低溫除濕新風;冬季水溫28℃以上低水溫節能供暖;輻射對流比高于60%,可確保良好的體感舒適度,到達輻射空調五恒系統的各項指標要求。
2、普通建筑輻射空調五恒系統的負荷設計:
類型 |
建筑負荷 |
新風負荷 |
總負荷 |
|
顯熱 |
潛熱 |
|||
總冷負荷(KW) |
14KW |
|||
冷指標(W/m2) |
90.0 |
30 |
20 |
140 |
總熱負荷(KW) |
12KW |
|||
熱指標(W/m2) |
100 |
20 |
120 |
注:夏季輻射對流比64%,確保良好的體感舒適度;100平方夏季新風量350m3/h。
3、空調冷熱源
空調冷熱源采用1臺4P的風冷熱泵機組,機組安裝于設備平臺。夏季熱泵制冷量10Kw,,主機進出水溫度17/19℃,要求熱泵主機的最低出水溫度17℃并鎖定,機組出水直接供頂地輻射末端及部分干式風盤,直膨式新風除濕機獨立運行;冬季供暖,熱泵制熱量11Kw,主機進出水溫度35/30℃,機組出水直接供頂地輻射末端,直膨式新風除濕機可獨立運行。
4、空調末端系統
空調末端采用頂面遠紅外高效輻射末端+防銹鋁板干式地暖輻射末端+獨立新風調濕系統,輻射模塊中間無接頭一管到底,餐客廳廚房增加干式風盤的動靜分區設計方案。制冷季,頂地輻射模塊末端承擔室內顯熱冷負荷;供暖季,頂地輻射末端承擔顯熱負荷,直膨式新風除濕系統控制室內濕度,滿足新風要求及同時承擔室內部分熱負荷,常年開啟新風。
4.1、頂地輻射模塊末端說明
頂地采用“同水溫.變末端”的優化設計方式,即用不同輻射強度的輻射末端,滿足相同水溫下頂地表面溫度不同的舒適需求。
頂面輻射末端采用3cm厚75間距的遠紅外高效輻射模塊,法向發射率0.87,嵌入外徑13的PE-RT盤管,中間無接頭,吸頂固定在樑上部的房頂,不占樑下凈高,石膏板表面正常刮膩子裝修,也可采用石膏噴漿遠紅外高效輻射模塊表面粉刷或噴漿,進一步提高冷輻射量,總厚度4.8cm。四周可正常做造型頂和燈飾。設計圖中①為第一張輻射模塊的鋪設位置。
地面采用3cm厚100間距的防銹鋁板干式地暖模塊,嵌入外徑13PE-RT盤管,中間無接頭,不需水泥回填,直接在地暖模塊上貼地磚,或自流平后鋪地板,含面層總厚度6-7.5cm,不需抬高防盜門,抗壓強度達25噸/平方米,設計圖中①為第一張干式地暖模塊的鋪設位置。
項 目
單 位
指 標
備注
頂面輻射板遠紅外發射率
法向全發射率
0.87
國標0.83
頂地輻射模塊保溫系數
W/(m.k)
≤0.035
符合JGJ142-2012要求
頂地輻射模塊鋁板厚度
mm
0.25
符合12K404要求
地面輻射模塊抗壓強度
KPa
250
符合12K404要求
地暖模塊管槽間距
mm
100
適合外徑13pert管
頂面遠紅外輻射板竣工厚度
mm
48
九厘板9+輻射板30+石膏板9
地面防銹鋁板模塊竣工厚度
mm
30
表面直接鋪地板或貼地磚
輻射模塊單位重量
Kg/m2
5
含管道
輻射模塊長寬尺寸
mm
寬600長1800
紙箱包裝
適合供冷水溫
℃
18-20
循環泵揚程配6米左右,流速符合標準JGJ142-2012
適合供暖水溫
℃
28-32
頂面高效輻射板標況供冷量
W
90
詳見檢驗報告
地面輻射模塊標況供冷量
W
45
地面輻射模塊標況供熱量
W
146
高效輻射石膏板厚度
mm
9.5
寬600*長2400
頂面石膏板阻燃等級
難燃
B1
防水石膏板
4.2、動靜分區設計及干式風盤說明
為提高本系統餐客廳的空氣對流量,消除人多聚會室內較悶的隱患,采用動靜分區的人性化設計,即在餐客廳和廚房各增設1組干式風盤,安裝在局部吊頂內,利用干式風盤可16℃高水溫制冷、水阻力與13管輻射末端相當等技術優點,完善解決了輻射空調可開門窗、人多聚會甚至吃火鍋等制約問題,直流無刷四排管干式高效風盤,噪音小于30分貝,與室內基礎噪音一樣,平時可關閉風盤。安裝時可采用Dn16地暖管套保溫,從保溫分水器一管到底連接干式風盤,該連接可省去風盤水路檢修口的麻煩。
4.3、輸配水系統說明
該系統采用主機出水直供頂地高效輻射末端的優化配置設計,省去了混水泵站及相應控制,13管頂地鋪設,每100平方室內面積的水容量達210L,比毛細管輻射末端提高了8倍多,配置小水箱或采用內置水箱的整體熱泵主機即可。頂地各設置保溫分水器,頂面保溫分水器安裝在衛生間等吊頂內,地面保溫分水器安裝在衛生間等地柜內,各支路向對應房間的輻射末端或干式風盤供應冷熱水。
同一保溫分水器的各環路,輻射模塊的嵌管長度宜接近80米,最長不超過100米,13管水阻大流量小,可采用一分二接頭減少分水器路數。每個環路進出水管分別與保溫分水器支管相連接,每個分支環路供回水管上均設置關斷閥;在分集水器的總進水管道應設置過濾器,分水器在低位時應設置自動排氣立管。
4.4、保溫分水器技術要求
1)、保溫分水器應采用銅、不銹鋼、硬質塑料等非腐蝕性材質,表面增設保溫層,內外表面光潔,無裂紋等缺陷。
2)、分集水器應設有集氣、排氣裝置,連接分集水器主管內徑不應小于供回水干管的內徑,分集水器最大斷面流速不宜大于0.8m/s。
3)、保溫分水器的執行器應采用能全關閉的閥門,連接供回水管均應設置泄水閥和旁通管,方便調試和水路調節。
4)、頂部分水器應設置檢修口,檢修口不宜小于0.4X0.4m,地面分水器可布置在衛生間、廚房及室外陽臺。
5、新風系統
5.1新風的設計原則
新風量滿足以下三項的最大值:
1)健康衛生要求,即每人按大于30m3/h計算;
2)保持室內正壓要求;
3)室內夏季除濕要求。
5.2、新風系統設計
本系統采用2P的直膨式新風除濕機系統,按100平方配置350m3/h新風量設計。新風除濕機集空氣過濾、凈化新風、除濕、冷暖于一體,采用地面置換送風或頂部送風方式,新風通過送風主管道送至室內分風靜壓箱,再從分風箱引支風管至各個房間,通過頂部風管回風,與新風進行全熱交換后排出室外,提高了新風能量利用率增加室內舒適度,除濕新風系統保持全年常開狀態。
5.3、新風系統的技術要求
新風管道采用PVC或PE軟管,可頂面或地送風布管,地面送風管敷設于墻邊,與水電線管同層布置,扁風管規格130X30mm,根據風口數量選擇分風靜壓箱型號,地送風口一般距內墻400mm。水泥找平后鋪設地面輻射模塊,總厚度約11cm;采用頂送風管的地面貼磚總厚度約7cm。
6、定壓補水系統
空調水系統設置補水裝置,在補水管道上設置自動補水閥以穩定水壓,補水管上應安裝過濾器,保證進入系統的水質。
7、空調末端控制系統說明
1)每個房間設置專用的露點控制器,根據設定溫度和動態計算露點,通過保溫分水器支路上的旋轉式執行器,實現分室溫度控制和防結露保護控制。
2)新風機組自帶控制系統,滿足系統送風溫濕度要求。
3)可根據業主需求配置1個多參數傳感器和顯示屏,集中顯示室內空氣品質, 降低業主使用操作難度!
五、系統節能設計和保溫施工
1. 采用空氣源熱泵+頂面遠紅外高效輻射模塊+地面防銹鋁板干式地暖輻射模塊+餐客廳干式風盤+直膨式新風除濕機的溫濕度獨立調節空調系統,17℃高水溫出水可讓主機能效比提高近一倍,總體節能一半左右。
2. 頂地輻射模塊保溫性能良好,頂地保溫可減少約40W的室內空調負荷,在不額外增加圍護結構保溫下,可方便實施系統的節能運行。
3. 頂地高效輻射末端冷熱反應快,可以像開關空調一樣行為節能,白天關主機12小時不影響晚上使用。
4. 每個房間設置帶露點控制的傳感器,達到分室溫度和節能控制。
5. 空調水管和風管保溫說明
1)水管保溫材質難燃為B1級橡塑,保溫分水器至熱泵機組的主管道,保溫厚度25mm;13管供回水管穿越非空調房間(衛生間、廚房)均做保溫,保溫厚度9mm;冷凝水管保溫厚度10mm。
2)風管系統保溫,室內分風箱至機房的送排風管道,保溫厚度20mm。
3)管道及保溫材料均要求符合防火指標要求,保溫后做好水流標識。
以上節能措施,可讓本系統達到良好的節能效果,每100平方空調面積的峰谷電費可維持在300元/月左右!