簡(jiǎn)介：本文對(duì)無(wú)壓（常壓）熱水鍋爐，水源熱泵（WLHP）系統(tǒng)，散熱器恒溫閥，地板輻射供暖系統(tǒng)，直燃吸收式冷溫水機(jī)組在設(shè)計(jì)選用設(shè)備和系統(tǒng)形式的常見(jiàn)誤區(qū)給予了詳細(xì)的解答。關(guān)鍵字：熱水鍋爐水源熱泵恒溫閥地板采暖直燃機(jī)

伴隨著暖通空調(diào)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，引進(jìn)的或國(guó)產(chǎn)的暖通空調(diào)設(shè)備新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，給暖通空調(diào)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)提供了十分有利的物質(zhì)條件，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)工程的功能要求，進(jìn)行多方案的選擇。但是，由于局部設(shè)計(jì)市場(chǎng)的混亂或受商業(yè)因素的干擾，在設(shè)備產(chǎn)品選用不當(dāng)?shù)幕A(chǔ)上，造成設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)南到y(tǒng)時(shí)常出現(xiàn)，這不僅不能滿(mǎn)足使用要求，也會(huì)造成投資和能源的極大浪費(fèi)。而且，某些適合在特定條件下應(yīng)用得很好的設(shè)備產(chǎn)品，由于在不適當(dāng)條件下應(yīng)用，反而造成了違背生產(chǎn)廠(chǎng)家初衷的負(fù)面影響。

1關(guān)于無(wú)壓（常壓）熱水鍋爐

　　所謂無(wú)壓熱水鍋爐，即不能承壓的開(kāi)式熱水器。早期主要是南方的一些不具備壓力容器生產(chǎn)資質(zhì)的廠(chǎng)家，配置國(guó)外生產(chǎn)的燃油或燃?xì)獾淖詣?dòng)燃燒機(jī)，為加熱集中生活熱水的需要而生產(chǎn)的，因?yàn)榧猩顭崴到y(tǒng)一般要設(shè)置熱交換設(shè)備，鍋爐僅需提供一定溫度的一次熱煤而無(wú)需承壓。當(dāng)能源構(gòu)成發(fā)生變化、燃油或燃?xì)馊諠u得到發(fā)展以來(lái)，開(kāi)始進(jìn)入北方市場(chǎng)，繼而由于北方地區(qū)供暖熱源較集中生活熱水熱源需要量更大，便開(kāi)展了將無(wú)壓熱水鍋爐推向供暖熱源頗具規(guī)模的營(yíng)銷(xiāo)活動(dòng)，對(duì)供暖系統(tǒng)不甚了解的生產(chǎn)廠(chǎng)家提出的以開(kāi)式熱水器為中心的集中供暖系統(tǒng)圖式，實(shí)際上是不夠合理的。

　　筆者最近應(yīng)某鍋爐廠(chǎng)的要求，解決北方某地一個(gè)規(guī)模不大的住宅供暖系統(tǒng)發(fā)生的問(wèn)題，深刻體會(huì)到濫用無(wú)壓鍋爐造成的后果。這個(gè)住宅樓僅為3層，熱水供暖系統(tǒng)的熱源采用了燃油的無(wú)壓熱水鍋爐，容量是足夠的，但由于鍋爐不能承壓做成了開(kāi)式的重力流系統(tǒng)，造成了嚴(yán)重失調(diào)根本無(wú)法正常供暖。如果采用常規(guī)承壓熱水器鍋爐配以適當(dāng)?shù)难h(huán)水泵，這是最簡(jiǎn)單也是最有效的系統(tǒng)。

　　由于各種因素，在集中供暖系統(tǒng)中采用燃油或燃?xì)獾臒o(wú)壓熱水鍋爐，有日漸增多的趨勢(shì)。如果由合格的專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的配置一般不會(huì)像上述工程那樣“出格”。例如：可以采用熱交換設(shè)備進(jìn)行間接交換，使鍋爐不承壓而系統(tǒng)承壓；也可以采用供水用加壓水泵升壓、回水用減壓閥減壓，仍可使鍋爐不承壓而系統(tǒng)承壓。但上述對(duì)策或者會(huì)使系統(tǒng)人為地復(fù)雜化，或者會(huì)使供暖熱媒溫度降低而需增加散熱器數(shù)量，或者使本來(lái)用以克服系統(tǒng)循環(huán)阻力的揚(yáng)程度較低的循環(huán)泵變?yōu)閾P(yáng)程度較高的加壓泵而增加運(yùn)行能耗。因此，北京市建筑設(shè)計(jì)研究院編寫(xiě)的《建筑設(shè)備專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)措施》明確規(guī)定：不宜采用需設(shè)置水泵揚(yáng)程度供暖的“無(wú)壓熱水鍋爐”。

　　無(wú)壓（常壓）熱水鍋爐只有在工程條件不允許采用常規(guī)熱水鍋爐的條件下，才有其有集中供暖系統(tǒng)中應(yīng)用的價(jià)值，例如《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，對(duì)于總蒸發(fā)量超過(guò)6th或單臺(tái)蒸發(fā)量超過(guò)2th的燃油、燃?xì)忮仩t，為不允許貼鄰民用建筑布置，不允許在高層建筑或裙房?jī)?nèi)布置。工作壓力小于0.1Mpa的“無(wú)壓熱水鍋爐”即開(kāi)式熱水器不屬于鍋爐，因而可不受上述規(guī)定的制約。其實(shí)，從消防安全角度看，不承壓的燃油或燃?xì)忾_(kāi)式熱水器，同承壓的燃油或燃?xì)鉄崴仩t應(yīng)是一樣的，但當(dāng)條件受限時(shí)，采用地壓熱水鍋爐可因不受上述規(guī)定制約而成為“合法”。

　　按說(shuō)，鍋爐的安全問(wèn)題應(yīng)由《熱水鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》而非由《設(shè)計(jì)防火規(guī)范》制約。盡管《熱水鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》允許：出水溫度≤95^{0的燃油、燃?xì)鉄崴仩t房可與住宅相連、第一層或頂層中，還允許單臺(tái)熱功率≤7MW、出水溫度≤950C的燃油和燃?xì)鉄崴仩t房，設(shè)在高層建筑的地下室、半地下室、第一層或頂層內(nèi)。但在具體工程設(shè)計(jì)套用有關(guān)《規(guī)范》或《規(guī)程》有矛盾時(shí)，原則上應(yīng)按要求規(guī)范的條文執(zhí)行。為要執(zhí)行較嚴(yán)格的消防規(guī)范，在受條件限制時(shí)，總蒸發(fā)量超過(guò)6th或單臺(tái)蒸發(fā)量超過(guò)2th的鍋爐，不得不采用無(wú)壓熱水鍋爐。}

　　但是，當(dāng)并無(wú)工程條件限制時(shí)，例如在單獨(dú)建造的鍋爐的房?jī)?nèi)，采用“無(wú)壓熱水鍋爐”的根據(jù)和必要性就不存在了。

2關(guān)于水源熱泵（WLHP）系統(tǒng)

　　筆者曾于近期協(xié)助北京地區(qū)某建設(shè)單位，對(duì)其將完工的空調(diào)工程使用功能進(jìn)行評(píng)估，發(fā)現(xiàn)了一系列問(wèn)題，引起了對(duì)水源熱泵系統(tǒng)的適應(yīng)范圍和如何通盤(pán)解決好設(shè)計(jì)中好方面問(wèn)題的思考。

　　該工程是由商業(yè)和寫(xiě)字樓組合而成的綜合樓，總建筑面積8000m^{2，有少量的建筑熱工內(nèi)區(qū)房間，全部采用水源熱泵系統(tǒng)，由房間的水源熱泵空調(diào)機(jī)和各層的水源熱泵新風(fēng)空調(diào)機(jī)組成。冬夏兼用，由冷卻塔和城市熱網(wǎng)熱源通過(guò)各自的板式換熱器對(duì)集中循環(huán)水冷卻或加熱，包括衛(wèi)生間、樓梯間等在內(nèi)未設(shè)置散熱器供暖系統(tǒng)。}

　　水源熱泵系統(tǒng)在應(yīng)用適當(dāng)時(shí)，是一種很有特點(diǎn)的系統(tǒng)，具有下列優(yōu)點(diǎn)：

　?。?）具有熱回收功能，節(jié)能效果主要在冬季和過(guò)渡季顯著，可以將“內(nèi)區(qū)”的余熱，通過(guò)循環(huán)水系統(tǒng)向“外區(qū)”轉(zhuǎn)移，供給“外區(qū)”供暖，特別適用于冬季有大量穩(wěn)定熱回收的建筑?！　。?）系統(tǒng)簡(jiǎn)單，只有一套集中循環(huán)水系統(tǒng)，以及循環(huán)水的冷卻和加熱設(shè)備，可節(jié)省機(jī)房占用的面積和空間?！　。?）循環(huán)水系統(tǒng)的管道無(wú)需保溫和保冷?！　。?）運(yùn)行靈活，能源消耗便于分別計(jì)量。

　　但是，在該工程的具體條件下應(yīng)用，就顯出它的一些缺陷和局限性：

　?、僭诙竟┡陂g使用時(shí)，因不存在明顯的“內(nèi)區(qū)”，總能耗要大于一般散熱器或空調(diào)供暖系統(tǒng)，除需提供數(shù)量略少的外部熱源外，水源熱泵機(jī)且的壓縮機(jī)和循環(huán)水系統(tǒng)仍需進(jìn)行，用電量在全負(fù)荷時(shí)約為240kW，如按平均負(fù)荷計(jì)約為100kW，而北京地區(qū)的供暖期長(zhǎng)達(dá)5個(gè)月。　?、谠摴こ淌褂眯再|(zhì)為商場(chǎng)和辦公等，屬于每天間斷使用的建筑，但總要有少量值班房間需晝夜使用，無(wú)論是夏季或冬季，集中的循環(huán)水系統(tǒng)需不間斷運(yùn)行?！　、坌柙O(shè)置散熱器值班供暖系統(tǒng),以保證各種水管道在冬季夜間或假日不被凍壞。如果設(shè)置了散熱器值班供暖系統(tǒng)，就提出了可否擴(kuò)大散熱器供暖系統(tǒng)的問(wèn)題，即在冬季空調(diào)系統(tǒng)不運(yùn)行？經(jīng)計(jì)算是可行的。　?、芩礋岜脵C(jī)組進(jìn)風(fēng)溫度，一般不應(yīng)低于13^{0，最低溫度為50，冬季用作新風(fēng)機(jī)組時(shí)，需解決水源熱泵新風(fēng)機(jī)組進(jìn)風(fēng)的預(yù)熱處理，并設(shè)置水預(yù)熱排管的可靠防凍設(shè)施。水源熱泵新風(fēng)機(jī)組最好能增設(shè)加濕裝置，以保證冬季空調(diào)的舒適標(biāo)準(zhǔn)?！　、萦捎趬嚎s機(jī)在機(jī)內(nèi)，相對(duì)于集中冷源的空調(diào)機(jī)組，噪聲偏大。　?、拊靸r(jià)偏高，僅水源熱泵機(jī)組價(jià)格，不計(jì)附加的廠(chǎng)家調(diào)試費(fèi)用，已約折合人民幣625元m2。}

　　根據(jù)以上情況，該工程又不得不對(duì)原有的水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，進(jìn)行了完善和改善，增設(shè)了散熱器供暖系統(tǒng)和新風(fēng)機(jī)組進(jìn)風(fēng)的預(yù)熱裝置，投資又增加了約60元m^{2。最終達(dá)到的空調(diào)綜合效果，同如此昂貴的造價(jià)難以相稱(chēng)，不得不使建設(shè)單位產(chǎn)生了對(duì)采用該種系統(tǒng)合理性的懷疑。}

3關(guān)于散熱器恒溫閥

　　近年以來(lái)，作為供暖系統(tǒng)節(jié)能的一種重要手段，散熱器恒溫閥受到廣為關(guān)注并被大力進(jìn)行推廣。國(guó)內(nèi)研制并應(yīng)用始于70年代，北京建筑五金水暖器材工業(yè)公司科研室就曾推出過(guò)第一代7902型“采暖恒溫閥”。至80年代，開(kāi)始引進(jìn)國(guó)外應(yīng)用甚廣的如德國(guó)、丹麥等產(chǎn)品。按照國(guó)外產(chǎn)品樣機(jī)，蘇州市電器元件廠(chǎng)和北京市門(mén)頭溝節(jié)能設(shè)備廠(chǎng)也分別研制開(kāi)發(fā)出同類(lèi)產(chǎn)品。國(guó)外和國(guó)內(nèi)產(chǎn)品，都曾在北京地區(qū)的一些工程中應(yīng)用過(guò)。

　　在適當(dāng)?shù)臈l件下應(yīng)用，散熱器恒溫閥確是一種能改善房間熱舒適度和節(jié)約能源的構(gòu)件。但其合理應(yīng)用應(yīng)考慮以下因素：

3.1高阻力特性的恒溫閥僅適合于雙管式系統(tǒng)恒溫閥的作用原理，是通過(guò)溫控器波紋管內(nèi)熱敏介質(zhì)的受熱膨脹，驅(qū)使閥桿位移使閥錐趨向關(guān)閉位置，最大位移量約為7mm，決定了它的高阻力特性。早期開(kāi)發(fā)的7902型“采暖恒溫閥”，局部阻力系數(shù)值為18，略大于普通截止閥；蘇州WKQ1028型恒溫閃的局部阻力系數(shù)值，DN15為56，DN20為102；DANFOSS公司恒溫閃的局部阻力系數(shù)值，DNG15型約為48.6，DN20約為97.7，DN25約為142.2。

　　雙管式系統(tǒng)每一組散熱器都是相互并聯(lián)的環(huán)路，如能在每組散熱器均設(shè)置阻力相對(duì)較高的恒溫閥，可增大散熱器組的阻力，抵消并聯(lián)環(huán)路之間的水力失調(diào)因素，有助于各組散熱器之間的水力平衡。但是恒溫閥在單管式系統(tǒng)中勉強(qiáng)應(yīng)用則是不適當(dāng)?shù)?，原因是?p style="line-height: 3em;">　　（1）《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，單管系統(tǒng)應(yīng)采用低阻力閥門(mén)?！　。?）單管式系統(tǒng)設(shè)置恒溫閥和跨越管后，由于分流作用散熱器的散熱量會(huì)有所減少，要增加散熱器數(shù)量，與此種閥門(mén)昂貴的價(jià)格結(jié)合，經(jīng)濟(jì)上是不合算的?！　。?）恒溫閥與跨越管段的阻力匹配及合理的分流比，雖從理論上可以有所假設(shè)，但設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程較為復(fù)雜，還由于難以避免的運(yùn)行因素，例如泥渣等造成的堵塞，在實(shí)際工程中常會(huì)發(fā)生。

3.2要有較好的供熱條件

　　目前國(guó)內(nèi)普通住宅的集中供暖，大體上為以下3種狀況：總體供熱不足，難以達(dá)到供暖設(shè)計(jì)溫度的較低標(biāo)準(zhǔn)，居住者要求提高室溫，而不是因過(guò)熱而進(jìn)行調(diào)節(jié)；供暖狀況較好，雖然存在一定程度的垂直失調(diào)，由于居住者并不滿(mǎn)足18^{0的室溫標(biāo)準(zhǔn)，室溫稍高的房間也不會(huì)主動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)；總體供熱充足但系統(tǒng)設(shè)計(jì)和配置不當(dāng)使部分房間室溫過(guò)高，就集中供暖的全局而言，此種狀況并不多見(jiàn)。散熱器恒溫閥是通過(guò)閥門(mén)的開(kāi)度調(diào)節(jié)進(jìn)入散熱器的流量而改變散熱量，它只能調(diào)節(jié)房間的過(guò)熱量，而室溫較低房間只能依賴(lài)于過(guò)熱房間調(diào)節(jié)之后的間接被動(dòng)效應(yīng)。恒溫閥除對(duì)總體供熱過(guò)量的建筑能有調(diào)節(jié)作用外，對(duì)多數(shù)總體供熱不足的建筑，并不必要。}

3.3要有較好的運(yùn)行管理?xiàng)l件

　　即使應(yīng)用于雙管式系統(tǒng)，恒溫閥的高阻力特性也是相對(duì)的，當(dāng)散熱器負(fù)荷較小時(shí)，較高的局部阻力系數(shù)形成的阻力值仍有限，最好能根據(jù)每一組散熱器處的剩余水頭對(duì)高阻閥逐一進(jìn)行預(yù)調(diào)鎖定，此預(yù)調(diào)鎖定工作難以操作，而且當(dāng)運(yùn)行管理不善熱媒水雜質(zhì)較多時(shí)，較小的水流通道更易堵塞。

3.4工程標(biāo)準(zhǔn)較高造價(jià)要能隨

　　此種閥門(mén)的價(jià)格昂貴，每個(gè)約在100元以上，當(dāng)受上述三項(xiàng)因素制約，難以得到明顯的效益時(shí)，投資方勢(shì)必要有所權(quán)衡取舍。

4關(guān)于地板輻射供暖

　　地板輻射供暖是一種性能良好的供暖方式，目前逐漸在標(biāo)準(zhǔn)較高的住宅和其它民用建筑中被廣泛應(yīng)用。但在應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意其適應(yīng)條件，其中一個(gè)重要問(wèn)題就是地板表面平均溫度的限制，即真正體現(xiàn)低溫輻射的特征。

　　《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，經(jīng)常有人停留地面的表面平均溫度宜為24～16^{0。北京市建設(shè)設(shè)計(jì)研究院的《設(shè)計(jì)技術(shù)措施》規(guī)定，人長(zhǎng)期停留區(qū)域的地板表面平均溫度不宜超過(guò)260。上述《設(shè)計(jì)技術(shù)措施》給出了計(jì)算地板表面平均溫度t_{EP的近似公式：tEP=tN+9(q100)0.909。}}

　　住宅是典型的經(jīng)常有人停留的場(chǎng)所，根據(jù)上述規(guī)定和計(jì)算式，可以得出以下數(shù)值：