多联空调系统技术的新发展
2021-07-19殷晶晶上海中建东孚投资发展有限公司上海200125
王 昊,殷晶晶(上海中建东孚投资发展有限公司, 上海 200125)
近年来房地产市场受各种调控因素的制约,同质化的情况较为明显。各大房地产企业为了在这一大环境下提升产品竞争力,在提高产品技术含量的同时力争成本控制。作为精装修住宅的重要配置—空调系统,其技术含量在成本可控下进一步提高质量和性能,成为各大房企主要的努力方向。将多联机空调提升至三恒(恒温、恒湿、恒氧)空调系统的效果,也是一种值得尝试的方向。
1 三恒空调系统分析
三恒空调系统的核心,是以地源热泵+毛细管辐射空调末端+中央处理新风组成的铁三角组合。
地源热泵作为主机端的重要组成,根据不同的需求会配置电制冷主机及锅炉作为辅助冷、热源。地源热泵不直接参与三恒,但其同时具备制冷、制热的能力,且能效比 COP及 IPLV 都高,尤其是冬季较传统锅炉而言大幅节省能源,被普遍视为可再生能源的典型应用,具备较高的环保概念。三恒的恒温实际上通过毛细管末端实现,通过毛细管在墙体或楼板内的预埋,向室内空间辐射供冷或供热,无吹风感,体感好。同时通过控制调节水流量来达到恒温的目的,结合辐射系统温度变化平稳的特点,可以较好的将室内温度恒定在很小的变化区间,以达到恒温目的。但恒氧及恒湿则均通过集中处理新风来实现。集中式新风的除湿、加湿手段非常丰富,较传统的户式新风存在先天性优势,同时可以通过高效的过滤系统(如静电过滤网或高效滤网)达到去除 PM2.5的目的。向室内输送新鲜空气达到供氧的同时又能控制室内的湿度,达到恒湿的效果。
2 多联空调向三恒技术发展分析
2.1 多联空调的恒温控制
目前,无论合资品牌还是国产品牌中的领先者都在多联机中大规模应用直流变频技术。其原理主要是改变直流电压来调节压缩机转速,从而改变空调制冷量,这也是流调速技术一直优于传统的调频技术。同时,辅助以电子膨胀阀更加可靠调节冷媒的流量。此类综合技术手段的应用将多联机的温度调节范围从 ±1.0 ℃ 提高为 ± 0.5 ℃,已经基本达到辐射空调恒温的技术水平。
同时,现有多联机室内机的风机噪声控制也有提升,一般卧室选用的室内机基本噪声都可控制在 30~35 dB(A)左右。尽管不如三恒系统噪声低,但其远低于国家噪声标准。
当然,以上所诉均为夏季空调恒温。对于冬季来说,多配置地板辐射采暖系统的形式作为冬季采暖方式。热源可以为市政供热或者燃气壁挂炉等,同样可以达到分区恒温控制的目的,且原理上也是辐射形式,与毛细辐射并无本质性差别。
2.2 多联机恒氧控制
多联机的恒氧现阶段主要通过新风实现。部分品牌室内机可直接取室外新风,但因为空调室内机过滤能力有限,尽管提供了充足的新鲜空气但其基本不具备 PM2.5过滤功能,因此并非主流做法。目前主流的新风仍然是单独设置户式新风机这一设备配置。
户式新风机目前包括单向流除霾式新风及全热交换式新风。单向流除霾式新风具备完整的 PM2.5过滤能力,一般配备高效 HEPA 滤网,达到 PM2.5过滤效率 ≥ 95% 的技术水准,与集中式新风技术参数接近。同时部分品牌具备内循环功能,可以在室内含氧量充足的时候切换为空气净化器进一步过滤室内空气。全热交换式新风则在单向流基础上增加了换热器,室内、外空气进行换热降低室内空调的新风负荷,具备节能功能。
集中式新风一般采用置换式气流组织形式,通过顶部排风口及地板(或者踢脚线)送风口达到下送顶排这一理想的空气流动形式。因为集中式新风一般风压条件较为理想,实现置换式新风气流压力上并无难度。但户式新风机若要实现置换式新风,目前只能在全热交换式新风机上实现,且为了达到地面送风口正常出风的要求(从新风机出口至立管、弯头及地面暗藏扁形新风管需要一定的风压),常需要设备自身具备较高的风压或者必要时增加风力模块,从而增大设备噪声,而将新风机设置在设备阳台或者储藏室吊顶内等都可降低噪声对室内的影响。
2.3 多联机恒湿
恒湿是多联机之前的技术短板,市场存在两个痛点。一是多联机室内机不具备加湿功能,而之前的户式新风机市场上也不存在加湿模块,不具备在冬季加湿的可能。二是多联机在过渡季节,如南方的黄梅雨季时室内湿度大,除湿功能的开启代价是降低室内温度,不能达到对外宣传的恒湿目的。
随着近年来的技术进步,户式新风系统也逐步增加了加湿模块,加湿的方式包括湿膜加湿、滚轮加湿等多种形式。有些设备内部集成加湿模块,也有些设备通过单独外接加湿模块来实现加湿功能。一般配置加湿模块的项目均为高端项目,一般会配置中央净水系统。从系统的长效稳定考虑,尤其是水质硬度高的地区,水源宜为中央净水供水,以保证管线不容易堵塞进而引发故障。
同时,部分公司开发出品三管制多联机,在传统的液管、气管基础上将气管调整为高压气管、低压气管,从单一冷媒循环拓展为双环路循环。其主要功能和目的在于在传统一块热交换盘管的基础上增加了一块热交换盘管,从而实现制冷再热功能,具体的应用场景主要有 2 个。一是不同房间的室内机可同时制冷、制热满足不同人群需求。二是可以实现除湿降温后,通过再热盘管,将温度恢复到初始值。通过制冷再热功能,就能实现夏季和过渡季在除湿的同时精准控制室内温度,达到温湿平衡的目的。
2.4 其他改进
多联机其他方面的改进还包括人体感应探测器的应用、智能家居接入的应用等。
从实际体验感出发,人体感应探测器可根据人的需要,将风口设置为对人/避人等多种模式,部分实现三恒系统无吹风感的效果。尤其是卧室、客厅等场合,对于敏感客户群体实用性较强。
此外,随着智能家居的接入,可通过移动端 APP 远程启闭空调、地暖、新风等功能。三恒系统受限于目前技术,大部分时间空调系统是常开不关的,而多联机可做到在需要的时间段提前开启或关闭,从客户体验方面来说是占优的。
3 经济性分析
根据项目调研可知,目前三恒空调系统造价普遍偏高,根据系统配置的不同,一般达到 600~1 000 元/m2的造价,而采用多联机为主的空调系统达到接近三恒效果,其预算造价如表1 所示。
表1 技术革新后能达到三恒效果的多联机空调系统预算造价
从经济上看,采用以上各项技术后的多联机空调系统整体造价与三恒空调系统相比,处于相当或略低于的水平这其中还不包括三恒空调系统所需的设备机房建设费用、管井的占用等。
4 结 语
通过对传统多联机空调系统技术的开发与研究,可以基本实现三恒空调系统所具备的恒温、恒湿、恒氧效果。同时可大幅度降低项目开发风险,建造费用却低于三恒空调系统,具备很好的市场竞争力,可以在项目开发过程中进行大规模应用。