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  • 地面辐射采暖与制冷的节能效果
  • 帖子创建时间:2011-11-09  评论:0   浏览:1489
  • 摘要 本文通过地面辐射采暖与地面辐射制冷几年运行的用电量与电费数据,体现出地面辐射采暖与地面辐射制冷的节能效果;阐述了采用辐射方式采暖与制冷节能运行的几种调整方式;得出采用地面辐射采暖与地面辐射制冷的方式是一种节能又舒适的好方式。

    关键词  辐射制冷、谷电蓄热、制冷功率、冷热源

    0 概述

        地面辐射采暖(UFH)在国内已经相当普及了,而地面、墙壁和顶棚三种表面辐射制冷SHC方式之一的地面辐射制冷还不多见,而将地面辐射采暖与地面辐射制冷合二而一,既能降低采暖与制冷的投资费用,又可以达到非常理想的节能效果。

    我们公司通过上海和江苏盐城两个地区的4个夏天和3个冬天地面辐射采暖与辐射制冷的运行,得到非常理想的节能和舒适效果。在盐城地区的制冷效果,室外温度37时室内温度为25℃;在上海的制冷效果,室外温度37℃时室内温度为26℃。

    1系统的选择

    上海的一座建筑面积253平方米的独栋两层别墅,该小区的独栋别墅建筑均未进行房顶与墙体保温,系统的冷热源选用的是地源热泵系统,已经运行三个冬天和四个夏天,于20107月将制冷源由热泵运行改为利用地埋管与地下土壤冷热交换的循环水系统运行,到目前采用地埋管循环系统制冷已经完整运行了两个夏季,制冷效果良好,节能显著。制热方式依然使用地源热泵系统作为热源,利用谷电的优惠和地板的蓄能功能达到非常节能的采暖效果。

    地源热泵主机选用美意的MSR-J086,制热输入最大功率为6.98KW,制冷输入最大功率为5.31KW;地埋管选用的是dn32高密度PE100管材,采用孔深80米的单U方式;采暖制冷的系统末端选择了PE-Xb管材、全塑料分集水器、塑料阀门和塑料过滤器;系统主管道选用的是PP-R管材;生活热水选择的是承压式壁挂太阳能热水集热板和一台小功率热泵(型号MSR-L024,制热输入功率1.7KW);承压式壁挂太阳能热水输送管路选用的是PE-Xb管材和PPO连接管件。

    地面辐射采暖制冷的冷热源选择可以采用地源热泵、空气源热泵、水源热泵、地埋管地下循环制冷与天然气锅炉、地埋管地下循环制冷与太阳能采暖等系统和地埋管地下循环制冷与热泵等。

    2 系统节能与舒适的调整

    制冷时采用的末端温度越高辐射面积越大就越舒适,同样道理采暖时采用的末端温度越低辐射面积越大也就越舒适。

    为了解决实行阶梯电价后运行费用的攀升,采暖制冷系统的节能调整方法有以下几种,第一种利用谷电八小时区间定时运行;第二种根据室内温度采用热泵的单压缩机或双压缩机运行;第三种采取利用地埋管与地下土壤冷热交换的循环水系统运行来制冷;第四种是采用太阳能采暖与地源热泵系统组合的方式;第五种是采用太阳能采暖与燃气锅炉采暖系统组合的采暖方式。

    舒适体感调整的方法有以下几种,第一种根据天气预报提前一天调节采暖或制冷的供水温度;第二种是采暖时设定水温要在40℃左右,制冷时的水温控制在17℃左右;第三种是采用室内除湿系统,防止地面制冷时结露和室内湿度大时的不舒适;第四种是尽量采用室内人员活动的区域都开通方式采暖制冷;第五种是安装配套的新风系统,使室内空气一年四季保持新鲜干净

    3 采暖与制冷的节能效果

    1是上海建筑面积253平米案例的采暖制冷的用电量与电费数据。采暖是采用低温热水的温度在40℃左右,制冷时采用的高温冷却水的温度在17℃左右。

    1 2008年~2011年的峰谷电用量与电费一览表

    时间

    08 01

    08

    02

    08

    03

    08

    04

    08

    05

    08

    06

    08

    07

    08

    08

    08

    09

    08

    10

    08

    11

    08

    12

    年度

    合计

    峰电

     

     

     

     

     

    155

    370

    545

    130

    124

    200

    150

    1674

    谷电

     

     

     

     

     

    38

    183

    472

    52

    22

    486

    818

    2071

    电费

     

     

     

     

     

    107

    285

    481

    96

    83

    273

    344

    1669

    时间

    09

    01

    0902

    0903

    0904

    0905

    0906

    0907

    0908

    0909

    0910

    0911

    0912

    年度

    合计

    峰电

    110

    71

    120

    135

    97

    87

    406

    327

    132

    133

    166

    241

    2025

    谷电

    514

    337

    183

    87

    53

    93

    523

    552

    63

    68

    755

    1390

    4618

    电费

    226

    147

    130

    110

    76

    82

    411

    371

    101

    103

    334

    575

    2666

    时间

    10

    01

    1002

    1003

    1004

    1005

    1006

    1007

    1008

    1009

    1010

    1011

    1012

    年度

    合计

    峰电

    214

    122

    137

    129

    141

    141

    335

    358

    194

    170

    198

    256

    2395

    谷电

    1795

    1317

    868

    210

    61

    82

    235

    249

    105

    48

    74

    954

    5998

    电费

    683

    480

    351

    144

    106

    112

    279

    297

    152

    120

    145

    451

    3320

    时间

    11

    01

    1102

    1103

    1104

    1105

    1106

    1107

    1108

    1109

    1110

    1111

    1112

    年度

    合计

    峰电

    319

    254

    184

    145

    140

    191

    318

    375

    198

     

     

    0

    2124

    谷电

    2546

    1035

    604

    57

    49

    94

    209

    199

    98

     

     

    0

    4891

    电费

    978

    475

    299

    107

    101

    147

    260

    293

    152

     

     

    0

    2812

    说明:

    a 表中的用电量与电费为家用电器、照明和采暖制冷的总用电量,建筑面积253㎡(不含阁楼面积);

    b表中黑体数字11月~3月为采暖时的用电量,其中数字是室内温度为1721时的数据;表中黑体数字6月~9月为制冷时的用电量,其中数字是室内温度为2427时的数据;采暖与制冷运行期的首末月份均非整月运行。

    c 20111月的数据是开启了阁楼地暖系统,因阁楼屋顶没有保温所以能耗增大。

    表中是采暖制冷系统运行了4个制冷期和3个采暖期的峰谷电用量与电费的数据。冬季采暖期主要在谷电时间(22点至6点)运行,地面温度控制在29℃~24℃之间,室内温度保持在22℃~18℃;夏季制冷时的地面温度控制在23℃~26℃之间,室内温度保持在24℃~27℃。

    2008年和2009年两个夏天采用的制冷源为热泵,制冷面积为建筑物内的一半房间,每天运行8小时,平均年制冷用电量为(总用电3755度÷6-生活用电1092度÷6)×31331.5度,折合年均制冷电费(总电费1745/6-生活电费561/6)×3582元;2010年和2011年两个夏天采用的地埋管循环向地下散热的方式,全部房间制冷24小时运行,平均年用电费量为(总用电3158度÷7-生活用电1034度÷5)×3.5723.8度,折合每建筑平米的年制冷耗电量仅为2.86KW,平均年制冷电费(总电费1580/7-生活电费546/5)×3.5仅为407.8元,折合每建筑平米的年制冷耗电费仅为1.61元,在没有墙体与屋顶保温别墅中这种制冷耗电量在世界上都应该属于节能领先水平。

        冬季采暖均采取的是利用夜间谷电运行蓄能其它时间散热的方式采暖,运行费用也比其他的采暖方式低得多,如果再配备一套太阳能集热采暖系统,采暖的运行费用还会大幅度下降的。

    4 系统的舒适性

    室内采暖制冷的舒适性取决于制热或制冷末端的温度高低,冬天人体感觉的舒适温度一般为18℃~22℃,夏季人体感觉的舒适温度一般为23℃~27℃。若想室内人员达到舒适的感受,不仅温度要在舒适温度范围内,而且制热末端的温度要求尽量接近室内舒适温度,制冷末端的温度也要求尽量接近室内舒适温度。这就要求制热或制冷的末端面积尽量大,地面辐射采暖与制冷就可以满足这方面要求。

    地面辐射采暖时的地表面温度在29℃~24℃之间,室内温度为22℃~18℃,制冷时的地面温度是23℃~26℃之间,室内温度为24℃~27℃。制热与制冷的室内温度和末端温度都在舒适温度的范围内,是个舒适系统的选择,可以达到冬天脚暖夏天脚爽一年四季身体舒畅的效果

    5除湿系统与新风系统

    如果只是控制温度而不控制湿度也是不能达到人体感觉室内舒适效果的,同时室内不除湿也不能利用地面辐射制冷系统的。通过四年的除湿方式对比,感觉地面辐射供冷系统优选的除湿的方法是冷凝除湿,采用冷凝除湿方式既可以使室内温度高于地表面的露点温度,又可以提供室内一部分冷负荷,这种除湿方式既噪音低又节省能耗。

    如果室内的密封效果不好,就达不到采暖制冷的节能效果,如果室内的密封效果好,不更新的就会使室内的空气污浊、产生异味,并且在梅雨季节衣物、墙体、家具等容易霉变长毛,这种情况下就需要安装配套的新风系统,使进入室内的空气除去灰尘、飞虫和花粉等杂物,得到新鲜干净的空气新风系统已经不是简简单单的为了通风的需求,是人类居住生活质量提高的一个要求,更应该符合建筑节能规范的要求。

    6 室内保温

    在进行地面辐射采暖与制冷的这两处建筑中,墙体和房顶都没有做保温结构,如果具有保温结构的建筑采用这种室内温度调节方式,节能效果会更好。

    窗户最后采用平开窗,这种窗型比推拉窗密封效果好,也就是同样面积的窗户平开窗的保温效果比推拉窗的保温效果好。

    7 结论

        地面、墙壁和顶棚三种表面辐射制冷的方式中,只有地面辐射制冷是可以与地面辐射采暖系统合二为一的,通过运行的数据说明,采用地面辐射采暖制冷的方式,既可以达到舒适效果,又可以降低运行费用。

     

    朱利平 

    工作单位:上海三山信邦科技有限公司、上海三孚企业发展有限公司

    联系电话:021-59752043

    单位地址:上海市青浦区赵巷镇赵华路44014  邮编:201703

    E-mailzhulp01@163
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