老黃講干式地暖之五:鋁板干式地暖高效末端在空氣源熱泵兩聯供系統中的應用
空氣源熱泵是將空氣中低品位的熱量,通過熱泵技術轉化為高品位的熱水,從而滿足冬季地暖和夏季制冷的需求,是一種低水溫的清潔能源冷暖方式,沒有任何廢氣排放且比較節能,完全符合國家新能源政策的要求。空氣源熱泵及地暖技術目前都很成熟,但若只將兩者簡單組合則會出現地暖不夠熱、系統不穩定、運行費高等低效兩聯供的現象,本期則針對這一誤區,重點講如何利用鋁板干式地溫暖末端和溫控中心做好高效兩聯供與二聯供系統。
一、空氣源熱泵的技術特征和對地暖末端的要求
空氣源熱泵制熱是通過逆卡諾原理,以電能驅動壓縮機,進而將空氣中低溫熱能轉為高溫熱能,并傳輸給水箱加熱熱水;制冷原理是壓縮機將熱空氣制成高壓蒸汽,驅動冷凝器冷凝制冷劑,經蒸發器和板換制成冷凍水。
空氣源熱泵冬季運行特征是低水溫、大流量和大溫差,要求地暖末端具備高散熱量、流量和較大溫差,所以地暖末端的導熱介質、管徑和流速配置就成為影響空氣源地暖品質的關鍵!
空氣源熱泵地暖冬季正常出水溫度為40℃~45℃,屬于低水溫地暖范疇,低水溫地暖在北方低熱負荷區域使用,采用水泥回填的普通濕式地暖,房間溫度可以達到20℃左右,首次升溫時間約20小時;而用于南方高熱負荷場合,就出現地暖溫度不夠熱的新問題,特別是對于餐客廳貼地磚、房間鋪地板的混裝戶型。濕式地暖末端在南方兩聯供存在大比例不夠熱的問題,其首次升溫時間長達30小時,混裝戶型房間地板表面能達到25℃就很不錯了。
二、現有空氣源地暖末端使用現狀
1、散熱器末端:常規散熱器適合60℃~80℃高溫水采暖,用于低溫熱泵散熱量過小、房間采暖溫度普遍較低、地面溫度低則無法滿足腳暖需求。特別是對于南方高濕度、高負荷的地區而言,如何在低水溫下提高散熱量——有待散熱器技術創新!
2、水泥回填濕式地暖16或20管末端:管間距15cm,保溫板反射膜+水泥回填+面層總成厚度10cm,用于全地板戶型減少水泥回填厚度,地板表面勉強達標25℃;而混裝戶型因餐客廳貼磚水泥厚度制約,地板區需要先回填再用水泥墊高,房間地板區水泥層過厚,其表面溫度僅有23℃左右導致大面積不夠熱的現象。升溫時間約30小時(主機不停機),向下傳熱損失大,拖累熱泵系統且不夠節能!
缺點:地板區不夠熱,占10cm層高,升溫過慢且白天不能關,向下傳熱損失較大不夠節能,熱惰性大難做輻射供冷補充!優點:地磚面溫度舒適,初投資略低。
3、常規16管干式地暖末端:管間距15cm,升溫時間約3小時,房間地板面約25℃,每回路最大可鋪15㎡,節省5cm層高。
缺點:地板區溫度略低,初投資略高,供冷輻射量較小。優點:地磚面溫度高,厚度較薄即5cm~7cm,升溫快褪溫適中且白天可以關,地面絕熱使用費相對較低,夏季空調制冷更涼爽。
4、毛細管濕式地暖末端:地板面溫度約25℃,每回路最大鋪5㎡。
缺點:地板區溫度略低,占10cm層高,升溫慢且白天不能關,向下傳熱損失較大不夠節能,熱惰性大難做輻射供冷補充,回路多難施工,初投資較高。優點:地磚面溫度相對較高,毛細管宣傳概念強。
三、鋁板干式地暖高效末端技術特征鋁板干式地暖高效末端采用全鋁板導熱和13mm管外徑,加密管間距到10cm,其導熱系數相對水泥提高了140多倍,地板區散熱量高達146W/㎡,低溫空氣源在40℃工況下,工作3小時地板表面溫度可達30℃左右,房間溫度可達20℃左右,相對水泥回填濕式地暖表面可提高7℃左右,房間溫度提高3℃左右,實測數據告訴我們,鋁板干式地暖高效末端應用于南方濕冷地區的兩聯供,可明顯提高空氣源地暖的舒適度和節能性。
其技術特征表現如下:
1、節省層高空間:鋁板干式地暖總成5cm~7cm,相對節省4cm地面層高。
2、節能熱效應快:鋁板干式地暖表面升溫時間約1小時,地面絕熱保溫,向下傳熱損失小,相對節能。
3、建筑承重低:干式地暖不需水泥回填,相對節省120kg/㎡荷載,地暖模塊抗壓強度達20t/㎡。
4、舒適安全:全鋁板高效地暖末端表面溫度提高約7℃,房間溫度提高約3℃;每回路鋪10㎡~12㎡,地下沒有任何管接頭,低溫管道安全無漏水隱患。
5、可精準控制:鋁板干式地暖熱惰性小,冷暖反應快,有利于精準控溫。
6、施工配合簡單:不需要水泥回填,不制約裝修工序,干法施工快捷美觀。
7、適合地面輻射供冷補充:全鋁板輻射供冷量大,夏季20℃水溫地板可降3℃,配置溫控中心無任何結露隱患。
四、空氣源熱泵高效兩聯供系統配置要點
空氣源熱泵作為一種低水溫的采暖設備,其制熱能力即能效比受室外溫度影響較大,出水溫度范圍一般在35℃~45℃,水溫越低能效越高,主機側就越節能。地暖末端側,水溫越低散熱量越小,采暖效果自然就越差,如何做好空氣源熱泵的高效末端優化配置很重要!
1、空氣源主機選型:按每匹管20㎡~25㎡干式地暖配主機功率。
2、水箱:建筑面積150㎡以下選60L三口水箱(免水泵);150㎡以上選100L四口水箱;別墅選150L水箱。
3、溫控:帶地面輻射供冷補充必配溫控中心(二聯供);不帶地面供冷配循環泵和常規溫控器(兩聯供)。
4、末端:13管鋁板高效地暖末端標準厚度3.5cm,每路鋪10㎡左右(100m管長),表面直接鋪地板或地磚;混裝戶型地板區可用加厚5.5cm地暖模塊。
五、關于鋁板干式地暖因化霜導致不熱或冷凝水的誤解說明
經大量用戶長期使用表明:鋁板干式地暖用于空氣源熱泵,不存在因主機化霜引起地暖不熱或冷凝水的現象。
原因結果如下:
1、能量守恒:熱泵制熱時間長且化霜時長較短,只要空氣源冬季能制熱,鋁板干式地暖一定會更熱,因鋁板導熱系數提高了140多倍,熱量利用率相對較高。
2、蓄熱原理:水箱、水管、地面和空間都在蓄熱,短暫化霜對地暖管表面降溫較小,對地面溫度波動自然微小,干式地暖升溫1小時褪溫長達3小時。
3、空調現象:南方空調化霜期間,風機盤管并未出現房間不熱的現象。北方“煤改電”配散熱器化霜時也無明顯降溫,鋁板干式地暖更不會出現房間不熱的現象。
4、結果證明:2017年極寒天氣大量兩聯供業主證明,鋁板干式地暖無一例出現不熱或冷凝水問題!
綜上,鋁板干式地暖末端因具備散熱量大、流量和溫差均較大,與空氣源熱泵主機配合度高的特性,同時具備厚度薄、熱惰性小、可精準溫控、可輻射供冷、施工配合方便,以及保護地板、防潮、防霉等技術特點,可提升濕式兩聯供的舒適度、節能性和便捷性。空氣源熱泵高效兩聯供尤其適合大宅別墅、裝配式建筑、星級賓館、木屋等精裝房場合。