1、引言
目前我国新建商品住宅小区飞速发展三年来每年住宅竣工面积近五亿平方米。随着人们对城市环境问题的日益重视和能源结构的调整中原和北方地区新建小区一般不采用燃煤锅炉房供热如郑州市政府规定 为了改善市内大气环境, 2001 年前市区内10tˆh 以下燃煤锅炉要拆除改为清洁的供热方式。对于黄河中下游地区的城市住宅热环境不仅要考虑采暖问题而且要统一考虑采暖和空调的需求问题。正确选择合理的住宅采暖空调方式不仅关系到住宅热环境的舒适性同时还关系到能源的利用效率和环境保护。本文对目前适用于中原地区的四种空调方式进行了分析比较并得到相关结论。
2、四种空调方式的特点
住宅建筑和公共建筑在空调形式和使用上有以下区别 (1) 公共建筑多采用集中空调而住宅建筑以采用分体式空调机组为主; (2) 公共建筑空调的同时使用率高而住宅建筑的同时使用率低; (3) 住宅建筑层高低人员、新风负荷小其冷热量指标比公共建筑小; (4) 公共建筑的使用时间以白天为主而住宅建筑的使用时间以夜晚为主。因此住宅建筑空调设计应与公共建筑空调设计不同。
目前住宅建筑常用的空调方式有房间空调器、多联变冷媒流量热泵空调系统(即VRV 系统)、户式中央空调和小区集中供冷供热系统。这些空调方式各有特色适应不同的建筑功能、不同的消费层次、不同的地区条件和不同的投资来源在相当一段时期内将同时存在发展。
2.1 房间空调器的特点
目前我国常用的房间空调器主要有窗式空调器和分体空调器。房间空调器的优点是 (1) 性能好质量可靠维修率低; (2) 安装、使用方便; (3) 冷(热) 量调节方便; (4) 计量方便。但房间空调器的缺点也很突出 (1) 能效比低; (2) 室内舒适度差; (3) 无法采集新风; (4) 冬季气温低、湿度高时供热量不足; (5) 室外机破坏了建筑外观; (6) 房间空调器的热风、噪声、凝结水成了城市的新公害; (7) 城市环境的污染使室外机组效率逐年下降耗电量逐年增加。
2.2 多联机或多联变频变冷媒流量热泵系统的特点
这类机组的优点是 (1) 使用灵活计量简单容易; (2) 室内机有多种形式可以适应各种室内装修;(3) 管径小便于埋墙敷设而节省建筑空间; (4) 如果配上自控其运行调节十分方便也可实现节能经济运行。其缺点是 (1) 由于VRV 系统的技术附加值高因此其价格昂贵约是一般房间空调器的一倍多; (2) 没有摆脱一般房间空调器的模式对室内环境的改善程度有限; (3) 其系统的能效比仍较低; (4)维修较困难。
2.3 户式中央空调的特点
目前户式中央空调常用的有两种形式一种是空气—空气热泵机组制备冷(热) 风的小型全空气系统通过风管将冷(热) 风送到每个房间(简称风管型) , 由于风管再加上保温层而比较粗所以对住宅建筑的层高有要求。该系统的最大优点是可以获得高质量的室内空气品质同时还可以引入新风并可利用室外新风实现过渡季节的全新风调节且风管型不易滴水同时由于是直接蒸发式和不用水泵因而能效比高于空气—水热泵型耗电量较小。另一种是空气—水热泵式冷热水机组(简称水管型) , 机组制备冷(热) 水供应室内多台风机盘管由于水管较细容易拐弯和穿梁适应于我国目前多数住宅的层高但能耗大于风管型施工要求较高。
户式中央空调的优点是 (1) 舒适性强; (2) 便于计量; (3) 节约投资节省了建设锅炉房、空调机房及管路外网的大量投资节省了用地和物业管理人员的设置同时由于供暖、制冷共用风机盘管末端装置从而节约了暖气片的投资; (4) 节约能源(用户可根据自己的实际情况确定室内温度或开关空调机) ;(5) 无氟利昂进户; (6) 只有一台室外机放在阳台上[ 1 ] 对建筑立面影响小; (7) 当采用涡旋式压缩机时其能效比比壁挂式分体房间空调器高。
户式中央空调的缺点是 (1) 室外机容量大噪声较大; (2) 冬季气温低、湿度高时供热量不足; (3)机组属空气源热泵能效比较低; (4) 室外机在日晒雨淋、酸雨、污染空气的恶劣环境下机组效率会逐年下降; (5) 价格比房间空调器高[ 2 ]。
2.4 小区集中供热供冷的特点
小区集中供热供冷形式上与常规的集中空调基本相同有的还加上集中热水供应成为冷ˆ热ˆ热水三联供。住宅集中空调有其鲜明的特点 一是其空调负荷参差系数大; 二是空调同时使用系数低空调设备必须具备较大的容量调节能力。
小区集中供热供冷空调系统的优点是 (1) 室内热舒适性好风机盘管噪声低; (2) 冷水机组的寿命远大于热泵机组; (3) 不产生噪声无废热气、冷凝水排放不破坏建筑立面。其缺点是 (1) 一次性投资过高; (2) 运行管理复杂应有物业管理公司专业化管理; (3) 分户计量与空调系统收费技术复杂。
尽管小区集中供热供冷是小区住宅建筑空调的发展趋势符合“绿色建筑”的要求但是由于对造价与投资、能耗与使用费、分户计量、运行维护管理、冷热量调节、政策与法规等问题还需要进一步研究房调方式地产商和住户往往顾虑重重因此目前建设的工程不多[ 3 ]。
3、不同空调方式的比较分析
随着人民生活水平的提高采暖与制冷空调已成为住宅建筑必不可少的组成部分。对于不同的建筑形式与功能、不同的消费层次、不同的地区条件、不同的投资来源等诸多条件选择合理的空调方式非常重要。一方面其决定建筑环境的热舒适性另一方面它还关系到建筑节能和环境保护这一问题而后者关系到可持续发展战略。对于以上介绍的四种空调方式笔者经过调查研究就它们在舒适性、初投资、能效比、分户计量、运动管理、对建筑外观的影响等方面的性能做了较全面的比较见表1。
表1 不同住宅空调方式的性能比较
4、结论与展望
通过以上的分析比较可以得出以下结论：
(1)“绿色住宅”是人类对21 世纪住宅提出的要求。“绿色住宅”提供给住户住宅环境的将是舒适、空气品质良好、高效和运转费用低。房间空调器、VRV系统显然难以胜任, 户式中央空调和小区集中供热供冷具有强大的生命力。
(2) 房间空调器和VRV 系统由于其安装、调节的方便性在我国现阶段仍广泛采用。目前户式中央空调和小区集中供热供冷方式主要应用在高档住宅中。
参考文献
[1][2].李志浩, 2000 年全国暖通空调年会专题交流与研讨暖通空调[J ]. 2001, (1).
[3]. 现代空调[M ]. 北京 中国建筑工业出版社, 1990.
