來源:暖立方

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四年前,本人發表過一篇文章《淺談輻射空調》 ,同這個謙遜的名字一樣,文章的內容也很“謙遜”(沒辦法,水平和認知所至),卻收到了很多朋友們的表揚。今天,如同這不着人喜歡的題目一樣,這篇“深談”就未必了,一定會有很多朋友不同意我的觀點及表達方式,也沒辦法,實踐和良知讓我必須說出我的觀點,對與錯、是與非,見仁見智吧。—— 維瓦爾第 · 鄭鴻宇

1.歷史上的空調

如果我們重溫一下人類文明的進程,歐洲是當然的現代文明的發源地。經過了漫長的中世紀、文藝復興、地理大發現(大航海時代),從思想和物質兩個方面奠定了文明的基礎。於是在17、18世紀大量的、璀璨的科學先賢們扎堆而來,人類從此開始了現代科學基礎上的文明的歷史,各種學科的基礎都在這個時期誕生。19世紀20年代,卡諾父子發現的卡諾循環給出了蒸發式製冷的原理,也是現代空調理論的基礎,一切蒸發式製冷都不能突破卡諾循環。可是在中國的天津,90年代,也就是水變油那個年代,咱這個行業有人也號稱突破了卡諾循環,成爲時代的笑柄,後來就沒有下文了。最近丹東也出現了一位號稱挑戰基礎供暖理論的奇人,這些騙子以後應該聰明點,基礎理論詐騙太難了,小插曲不提也罷。讓人不理解的事,空調出現在卡諾父子發現製冷原理的80年以後,時間已經到了20世紀初,也就是在1901年的美國,開利博士才發明了空調。其實也不難理解爲什麼空調這麼晚才被髮明出來,主要是歐洲主要發達國家對於夏天供冷這事並不敏感,這是他們的地理位置氣候條件決定的,這也是到現在歐洲人對於空調也不主動、不積極的原因。當你身邊的人告訴你,他給你用的是來自德國的空調的時候,請你反問他,有多少德國家庭安裝空調?可能連5%都沒有,因爲德國並沒有夏天。開利博士發明空調之初,也不是給人用的,是爲了解決一個造紙廠的溼度問題,起初,大多數工程師非常不理解他的理論是什麼,直到1910年開利博士用一個圖表來表達瞭如何計算空調的方法,工程師們開始明白,這個圖表就是著名的焓溼圖。

自空調發明以後,有一個爭議就從來沒有停止過,就是空氣裏的溼度爲什麼對人體舒適有影響,而除溼又很重要。開利博士並沒有給出明確的答案,而是採用模糊的方法對待它,從此空調僅僅控制空氣的溫度,而對於溼度則採用溫溼耦合方法去除,顯然認爲溼度是個“後孃生的孩子”,模糊對待。同時,開利博士由於當時技術侷限,武斷的認爲空氣溫度與壁面的輻射溫度基本一樣,而忽略了體感溫度的概念,使得直至今日,空調成爲大多數人的必需品,而又成爲大多數人不喜歡的必需品,一個空調系統大變革的時代正悄然而至。

2.人體熱舒適學與輻射空調

1.方格與他的熱舒適方程

人們追求幸福生活的腳步從未停止過,歷史進入了上個世紀80、90年代,丹麥科技大學方格(P.O.Fanger)教授建立了人體熱舒適模型,以及人體熱平衡理論。聰明的方格先生從PMV(Predicted Mean Vote 滿意度)和PPD(不滿意度)兩個角度來試驗人們對舒適的感受,用PMV=0來表示最舒適。推薦值爲 - 0.5 ~ + 0.5之間,以此爲標準,產生了著名的熱舒適標準ISO7730,7個感覺(如表2.1-1所示):

有冷靜的中國學者認爲,我們的文化背景、身體條件、經濟水平不同於歐洲,在中國差值宜爲-1≤PMV≤+1,PPD≤27%,這種觀點是否正確我們不予評價,但起碼是個科學的態度以及一家之言,可是接下來的一些問題就變了味道了,不知從何時起,暖通江湖將熱舒適傳言爲20℃~26℃,即20/26,。大言不慚的說來自於方格PMV法和PPD法,這種把一個波動範圍變成一個數值的閾值範圍的偷換概念的方法,是一種嚴重的誤導。波動值是在一個設定值的前提下,而閾值就是閾值,沒有內核,更無法評價優劣,從而掩蓋系統調節性差,掩蓋精度差的問題,讓用戶根本分不清好壞系統,只要在範圍內就叫做好,看來中國人更“聰明”啊!

方格的偉大在於第一次從人體的角度來對暖通系統做出規範,而不是建築物本身。在此之前,人們長期從建築物的得熱失熱,也就是冷、熱負荷的角度來看待如何評價暖通系統,而方格認爲人的活動的六個方面在於維持人體的體溫,人體是一個恆放熱體,在人不感覺冷熱的時候,人體的放熱量與環境帶走的熱量相等,這個時候就是人最舒適的時候。顯然這樣論斷讓我們的行業發生了重大變革,科學家不再僅僅研究建築冷、熱負荷,還要從人體熱舒適角度來分析暖通系統是否給我們帶來一個舒適的環境。這種以人體爲研究中心的進步,在近些年來,得到了突飛猛進的發展,在這個潮流中,以輻射供暖、供冷作爲核心的輻射空調系統閃亮登場!

2.Messana先生和他的輻射空調

羅伯特·梅瑟納先生出生在意大利水上城市——威尼斯,畢業於威尼斯大學建築物理專業。年輕的羅伯特在東歐出差,偶遇一次日全食,在太陽消失的一段時間,由於太陽輻射熱的突然消失,立刻陰風陣陣,體感溫度驟然不同,讓羅伯特印象極其深刻,加上他建築物理專業的背景,在那以後,他的40年的人生以及科學實踐都是與熱輻射爲伴,創造出梅氏輻射空調系統。

梅瑟納先生很早就癡迷於方格理論,但是在他的長期不斷的實踐中,發現了方格理論中沒有說清楚的部分。在2004年,發表了著名的《理解舒適》一書,得到了方格大弟子奧爾森(Olesen)教授的認可,並於2005年交給方格先生,可惜方格先生由於身體原因(於2006年去世),並沒有看這本書,也沒有做出評價,這是梅瑟納先生一生的遺憾,這本書現已被北美空調協會ASHRAE收藏。

那麼梅氏理論是什麼呢?這要從方格的熱平衡方程說起。

M – W – C – R – E – S = 0

這裏有幾項是邊界條件,其中最爲重要的C、R、E,分別代表對流帶走的熱量,輻射帶走的熱量和人體蒸發散熱。很多人在文章中質疑方格,如果前面吹冷風,後面烤火,即便是達到了熱平衡的狀態,就會感到舒適嗎?在人們認爲這是鑽牛角尖的問題時,梅瑟納先生卻在現實中發現了這個問題,他在迪拜工作期間,房間被室外50~60度高溫已經曬透了,空調機組非常大,呼呼的吹着冷風,房間壁面溫度依然非常高。在這種情況下,一面對流、一面輻射,人是不可能感到舒適的,梅瑟納先生陷入了深深的思考,通過長期的試驗與研究,梅瑟納先生終於得出結論,C、R、E是有一定的比例關係下才能叫熱舒適,熱平衡只是基礎,還要在此基礎上附加條件。

用這一理論,我們很容易解釋很多問題,比如空調供暖供冷,爲什麼不舒適,尤其是空調供暖,更容易理解,也就是大家長期爭論的地暖完勝空調供暖的原因。顯然,空調供暖空氣溫度非常容易被加熱,但此時,壁面溫度被空氣加熱是很慢很慢的,造成對流帶走人體熱量過少,輻射帶走人體熱量過多,同時人體蒸發量也過少,人會感覺皮膚非常乾燥而產生不適,即使達到熱平衡也如此。

夏季供冷相對要複雜些,因爲溼度可以影響人體皮膚的蒸發量,溼度在空氣裏表現爲蒸氣壓力,它的多少會影響人們自然蒸發,但影響不了強制蒸發(出汗),汗液附着在皮膚上會帶來人的不適感。人從自然蒸發過渡到強制蒸發的不舒適就是這個原因,因爲汗不是水,是一種多種代謝產物的混合物,而自然蒸發僅僅是水,所以從這一角度看,即使熱平衡,即使三者比例關係正確,也不一定舒適,要看是否過渡到了強制蒸發,這一理論很好的解釋了梅雨季節爲什麼會溫度不高但人不舒適的原因。

由此可見,在一個熱舒適較高的環境中,環境對人體的輻射溫度、對流溫度、相對溼度要在一個範圍內纔可以叫熱舒適,而不是簡單的熱平衡。現在我們常用的溼度舒適範圍是一個實驗得到的四邊形,梅氏理論從理論上證實了這個四邊形的正確性。對這樣的理論,如何提出一個和這樣理論相適應的空調系統,或者叫環境系統,就變得很簡單了,但這個系統本身同過去的相比就要複雜的多,由於空調這個名字已經約定俗成,輻射空調這個略顯牽強的名字就可以理解了,而真正的全名應該叫“基於輻射冷暖的室內環境系統”。

3.輻射空調與傳統空調控溫、控溼方面比較

顯然,梅氏輻射空調與傳統空調相距甚遠,傳統空調只控制空氣溫度,以耦合的方式來控制溼度,氣流的原因使得空氣溫度非常不均勻,溼度變得不可知。而輻射空調不僅溫、溼獨立控制,而且溫、溼度還按一定比例來控制,對溫度還要分體感溫度(操作溫度)、輻射溫度以及空氣溫度,這三個值有時一樣,但大多數時候是不一樣的,尤其在工作狀態下。

而在溫、溼度獨立控制理論中,除了輻射空調方式外,用幹風盤代替耦合風盤的解耦方法,顯然也只是在節能方面有些作用,對於舒適度,可能作用比較小,不能代替、混淆輻射空調的概念。空調重點的幾個難題,由於輻射空調的出現,變得非常簡單,北方地區比如華北地區等,夏初季節氣候非常乾燥,南方地區回南天梅雨季節氣溫低、溼度高,這兩個問題在輻射空調系統裏變得非常簡單,不僅提高舒適度,而且節約大量能量。空調對於解決地下室是一個難題,輻射空調對於這一問題解決的非常好。可以把地下室同所有的房間做成一樣舒適的冷暖環境。

在輻射空調控溫過程中,其實重要的控制手段是控制輻射面的溫度,而傳統空調則是控制空氣的溫度,這兩種方法,哪種更高明、更有效呢?其實問題都出在看待冷暖的角度上,如果從建築物的得熱和失熱角度來看,兩者的區別並不大;但如果從人的身體感受角度來看,優劣高低馬上就分出來了。

梅瑟納先生經常用的例子就是我們的地球,太陽通過熱輻射的方式傳給地球表面熱量,而空氣溫度是地球表面對空氣加熱和空氣的對流產生的,而人們的體感溫度又是空氣溫度和輻射溫度的加權平均值(也可以近似理解爲算數平均值),顯然在這個時候,是改變空氣溫度有效,還是改變太陽輻射溫度有效?顯然,打把傘或者在樹蔭下更有效!同樣的原理,在房間內,如果你想改變體感溫度,是改變空氣溫度有效,還是改變壁面輻射溫度有效?顯然是改變輻射壁面的方法更有效,因爲空氣加熱或製冷壁面是很難的。

這裏還要提一下行業內的幾個誤區:

① 天棚輻射供暖與地面輻射供暖

從熱輻射傳熱的角度,其實不分方向,但人們會提出熱氣向上走而冷氣向下去這種生活經驗,是的,這是對流產生,對於空氣上部冷卻和下部加熱才能產生熱對流,上部加熱無法產生熱對流。

顯然是天棚與地面在供暖方面熱輻射角度差異在於輻射角,地面的輻射角顯然是大於天棚的輻射角,但姚明也許是個例外,他太高了。而地面對空氣熱對流是遠大於天棚的,但天棚供暖對地面溫度如何?如果沒有遮蓋的前提下,地面此時應是高於空氣溫度的。如果非要做個地暖和頂暖的比較,結論一是地暖由於熱對流和輻射角的作用,效率高於頂棚,但頂棚供暖達到同樣熱流密度的話需要比地面更高的溫度;結論二是頂棚供暖的優點在於可以兼顧供冷,同樣的道理供冷的效率會更高,同時頂棚供暖不會產生地面溫度低的現象,因爲空氣要靠它加熱,想想夏天的馬路就明白了,最容易讓人忽略的是頂棚供暖空氣溫度會更均勻,對流量會更小,從而向外的傳熱損失也許會好於地暖,請注意,是“也許”,因爲邊界條件太多,實在無法明確之!

② 關於“足暖頭涼”的傳說

中醫理論說足暖頭涼,本人對於產生於農耕文明的經驗主義加玄學思想的中醫理論實在沒什麼興趣,它不是現代科學。

從現代科學理論如何解釋手暖頭涼呢?科學家們發現手足在冬季裏是怕冷的,但在夏季也怕熱,否則夏天你就不會穿涼鞋了。而這是爲什麼呢?是人的皮膚表面的精神元(傳感點)在作怪,人體有感受涼的傳感器也有感受熱的傳感器,它們是不一樣的。這些傳感器主要分佈在手腕、腳腕,脖勁上較多,軀幹上較少,而人體處於非熱平衡狀態,先從這幾個較爲敏感的地方響應,顯然冬季就會感到冷,夏季就會感到熱,所以冬季如果你的腳暖、脖子暖,也許那你就會比別人感覺更暖和,冬季圍圍巾的好處就在於此。夏季於此剛好相反。所以正確的說法應該是“冬季腳暖脖暖,夏季腳涼脖涼”,這個僅供參考。

4.輻射空調與空氣質量

大多數非專業人士一提到空氣質量,首先想到的是PM2.5、VOC、甲醛等,其實去除這些都是較低要求,較高要求是嚴格控制CO2濃度,建立高品質的室內環境。

長期以來,人們認爲缺氧是指O2含量降低,其實是CO2濃度升高導致人對O2的吸收降低,和O2含量有關,但關係不大。比如我們到西藏,儘管缺氧,但一週左右便能適應,而藏人來內地同樣會醉氧,也是一週左右變適應了。而CO2在空氣中的含量較低,只有0.03%~0.05%,即300ppm~500ppm,而O2則是21%。當CO2漲到1500ppm以上時人就開始有反應了,達到3000ppm就有些昏昏欲睡,達到5000ppm以上就會威脅身體健康,達到10000ppm就會腦死亡,而這時僅僅佔到了1%的含量。新風的作用在這裏就顯得無比重要了。

在此,混和通風的傳統空調與置換通風的輻射空調,其效率上差距是巨大的。風盤的風量通常是6~8次/h,對於一個房間,但這是內循環風,內循環風會把所有人的呼吸以及PM2.5、VOC、甲醛等物質內部循環,混和到一起再一次送回到大家的鼻孔,最大1次/h的新風在6~8次/h的混風面前顯得特別微不足道,還沒有加上風盤內的二次細菌的污染,風盤是空氣質量不佳的罪魁禍首,而置換通風帶來的良好的氣流組織是解決上述問題的最佳方案。

但是,新風做到置換通風或者近似置換通風並不容易:

① 沒有混風是個硬指標,尤其那些一次迴風的方法,也不能叫置換通風。

② 風溫控制非常重要,和室溫相比,高了就會上飄,低了就會淤積,只有在低-3~-6度時才能形成較好的置換。

③ 一直保持微正壓是新風重要功能,必須使用恆定風量風機,不會因過濾堵塞而使風量降低。

④ 熱交換是能耗的重要傷症,而在南方高溫、高溼地區,溼度的交換非常重要,否則在夏天新風機將失效。

輻射空調溫、溼分控的方式,輻射加置換的方式爲空氣質量提供了一個最佳的解決方案,但想要真正實現依然有很長的路要走。

當我們的客戶女主人說這個系統最大的優點是不怎麼用打掃衛生,室內沒有灰塵,很乾淨;男主人說,我在室內抽菸再也不用遭到家人的打擊,甚至可以抽雪茄,都不會影響到他們,這時你的系統就對了,達到了預期的效果。

5.輻射空調與傳統空調的節能比較

這是一個在國內的誤區較大的問題,通常人們只認爲,輻射空調的節能在於利用高溫冷源,而反對者提出高溫冷源溫差過小是否會提高能耗。而事實上高溫冷源真的未必如想象中那麼節能,反而是另一個問題帶來較大幅度的節能。我們實踐發現,即使採用普通冷源,節能指標也大幅度提高,甚至可以節約到普通空調的40%~50%,冷機的裝機容量也可以減少40%以上。其重要原因以及解釋方式,還要從梅氏熱舒適理論講起,如果從熱負荷的角度,做出這樣的答案是困難的,但從帶走同一個人熱量的角度,就很容易理解了。在輻射空調系統中,由於溫、溼分控,即使24小時工作,也會精確控制溫、溼度而不會造成浪費。而普通空調,由於溫、溼耦合,如果不是即用即開,過度除溼量是很大的。即使不過度除溼,溼度也無法熱回收,每個風盤每天產生冷凝水的量是驚人的,一個300㎡的別墅,每天冷凝水的量是會比輻射空調高6~8倍的,這便是不節能的根本原因。

達到這一節能目的的一個重要指標是要有足夠的輻射強度,也就是說,要減少空氣處理的量,越少越節能。同時,在輻射系統中,人體的環境散溼也會明顯減少,客戶會明顯體會皮膚清爽,沒有那麼溼漉漉的。

另外一點就是減少環境中的風速,降低了傳熱面的對流誘導係數,這個在冬季會更明顯,因爲室內外溫差大。至於傳說中的空氣比空調高2度,這事是真的,但節能有限,不提也罷。

6.輻射空調與健康

① 空氣品質帶來的健康

很多科學家試驗表明,CO2濃度是空氣品質的重要量度,也是健康的量度之一。EN15251標準就對比做了大量說明。

表2.6-1

健康

不滿意

描述

CO2濃度(ppm)

A

<15

健康高

350

B

<20

健康中

500

C

≤30

可接受

800

D

>30

不可接受

≥800

而人本身是在環境中CO2的主要製造者、污染源。同樣,室內的污染物甲醛、VOC、PM2.5對人體的健康危害就更大了!

由於輻射空調實現了置換通風,標準前面已經講過,這種方式完美解決了室內空氣品質的問題,健康指標是非常高的,這一點是得到共識的,對於輻射空調來說,再重複一遍:置換通風是關鍵。但現實真正的置換通風並不容易。

② 神經健康與精力充沛

有學者研究表明,在輻射空調系統的環境中生活,很容易精力充沛,睡眠良好,恢復體力快,工作效率高。這是真的嗎?如何理解呢?

這個還是要以人體說起,我們中國人把大腦裏存在的能量叫精力,這種能量可以消耗,也可以補充回來;國外的學者認爲,這是神經系統的主要能量,我們叫它“生物電能”或者“生物電化學能”。它是用來保證神經興奮以及工作的,如果說沒有了,神經就不主動工作了,需要休息,我們稱之爲沒有了精力,很累。比如讀書思考會消耗,運動會消耗,所有神經興奮都耗能,有時也會不知不覺的消耗。比如我們坐了8個小時的火車,並沒有思考,也沒有運動,還睡了一會但卻依然很累,這是爲什麼呢?原來我們皮膚有2億個傳感器(神經元),其中有前面提到的冷暖傳感器,但是最多的是機械傳感器,也可叫觸覺傳感器。坐火車時,火車的震動晃動讓這些傳感器幾乎時刻都處於興奮狀態,同時噪音讓耳朵內的傳感器興奮,這些興奮是我們不知不覺消耗了電化學能的主要原因。

同樣的道理,在空調房間,吹風感、噪音、冷感或者暖感,都會讓人不知不覺的消耗精力,使人感覺疲勞,但是這些都是空調冷暖功能以外的“附加值”、“副作用”,不是“正”能量!而輻射空調的環境很好解決了上述問題,也不知不覺添加了“正”能量!它不會佔用你的大腦寶貴的精力,釋放了大腦的“帶寬”,讓人更加健康的生活。

輻射空調“大戰”毛細管空調

其實毛細管空調也是輻射空調的一種,但是由於它沒有完全達到輻射空調的參數要求,又同傳統對流空調不同,筆者稱之爲“毛細管空調”。他有很多輻射空調的特徵,但又有很大的差距,古詩云“本是同根生,相煎何太急”,本來不應該用“大戰”這樣的字眼,怎奈毛細管空調的從業者們“大肆”虛假宣傳,用輻射空調的優點“欺世盜名”,不僅誤導消費者,甚至開始影響行業發展方向。

主動式建築與被動式建築

近幾年傳到中國,讓國人現在還認爲新鮮“玩意兒”的被動式建築其實歷史已經不短了。大約在90年代初,興起於德國,主要思想是加大圍護結構保溫隔熱,加強門窗的氣密性減少門窗傳熱係數,達到較爲苛刻的節能指標,同時減少主動設備如供暖、供冷設備的應用,利用建築本身條件來解決,很少的冷、熱量就能達到需要的指標。這種聽起來很正確的方式在歐洲全球推廣了28年,起初取得一定程度共識的同時,近些年人們也開始了反思甚至質疑。

在比利時、丹麥等國,近七、八年來,開始了主動式建築的思潮,被動式建築的目的就是“節能,節能,再節能”,主動式建築的思潮認爲這種情況並非正確的理論,“人”纔是建築的內核,建築的目的是爲人類服務,創造福祉(well-being),所以核心應該是先舒適,繼而再談節能和環保,既要注重空氣品質,又要注重人的舒適度體驗感。比如:面對窗外美景我是否應該用落地大窗,這將突破節能指標,但生活應不是一堵牆;比如:我覺得1次置換新風更加讓我生活愉悅,我不得不突破0.5次的節能要求,那麼節能怎麼辦呢?利用更加先進的設備而不是減少設備投入,房間要更易於調節而不是增加惰性。顯然,主動式建築並不反對節能,但和人的舒適性相比更加在乎人的需求,而不是節能。

這兩派的爭議還會在一定範圍內持續下去,筆者無意介入這樣的爭議,只是回到我們的主題。毛細管空調生在德國,是在德國的被動式建築的思維方式下誕生的,它利用建築的惰性而不是主動調節,所以其系統簡單到幾乎沒有什麼傳感器,不去主動人爲干預,要知道,德國是沒有高溫、高溼的夏天的,德國人幾乎不用空調,顯然在德國的氣候條件下,在被動房理論以及實踐下,毛細管空調無疑是非常成功而適合的,但是適合中國嗎?

我們不禁想提出3個問題:

① 中國的毛細管系統是安裝在被動式建築裏嗎?

顯然不是的,中國建築很少能達到被動水平的,毛細管系統安裝在普通的節能建築,甚至是不節能建築裏。

② 毛細管系統安裝在被動式建築裏就會舒適嗎?

被動式建築本身舒適度就是被限定的,顯然,這種沒有調節性的輻射系統即便是安裝在被動式建築裏,其舒適性也會大打折扣的。

③ 中國的氣候,尤其是夏季同德國一樣嗎?

顯然不同,相差甚遠,完全不能相比!

而梅氏輻射空調,其理論建立在主動式建築的基礎上,強調人的舒適性優先,舒適健康室內環境的理念圍繞着整個輻射空調系統,也就奠定了現代輻射空調的定義。

從輻射空調的定義上看毛細管空調的僞輻射本質

在毛細管輻射空調和梅氏輻射空調房間,體感對比是非常明顯的,毛細管空調房內,悶略帶熱不暢快的感覺明顯,溼度偏低是常事,主要是爲了防結露帶來過度除溼,混風帶來新風量不足也很明顯,室溫無法自由設定等等!

輻射空調目前還沒有嚴格的科學定義,梅氏輻射空調的定義理解是這樣的:

基於輻射供暖供冷的方式,達到帶走人體熱量使得人體熱平衡爲目的,按照正確的比例關係分配帶走人體熱量的方式,同時通過新風絕對含溼量來調節溼度,通過新風送風方式來調節空氣質量,使人體皮膚處於自然蒸發的狀態,這種室內環境系統稱爲輻射空調!

對此,要求如下幾條的具體解讀:① 溫溼度獨立控制是其理論基礎,溫度控制是指體感溫度,通過輻射傳熱方式已經輻射面積強度的調節,更容易確立輻射對流帶走人體熱量的比例關係。②溼度調節則是控制室內相對溼度和絕對溼度目的使皮膚達到自然蒸發的範圍,顯熱這一方式是通過控制新風溼度來實現的。③同時新風通過置換通風的方式實現對室內空氣品質的調節,包括保持二氧化碳濃度,甲醛VOC已經PM2.5等懸浮物的控制。

通過對梅氏輻射空調的定義以及解讀,不難看出毛細管空調僞輻射空調的本質。

a、溫度的調節性能差。首先對於溫溼度獨立控制理論,毛細管空調不能嚴格的實現輻射調節,尤其是夏天,17-19度的供水水溫,每平米的散熱量極其有限,如果室溫26度大概會有30瓦以內的每平米冷量,如果室溫24度則只有20瓦的每平米冷量。由於雙向傳熱以及施工方法侷限,其調節性極差,而其根本無法分配輻射傳熱和對流傳熱帶走人體散熱的比例,簡單粗放的設計仍然停留在傳統空調適應建築冷熱負荷的落後的觀念中,落後的控制更無法測得這方面的數據!造成室內溫度無法自由設定,無法實現人性化!

b、溼度控制簡單化帶來的諸多問題。對於輻射空調來講,輻射冷暖帶來的溫溼分控最大受益者是送風方式,這使得混風這種新風迴風混合的方式被純新風置換取代,這個進步意義是巨大的!不再有混風交叉呼吸這種方式困擾,人們共享空間但不必共享他人呼吸了!同時實現了物理淨化的方式,氣流組織帶走包括呼吸在內的所有污染物,調節室內空氣質量,從而使得空調新的健康功能被展現,傳統空調影響健康的罵名從此不復存在!而毛細管空調並沒有充分解讀這一優勢,爲了控制溼度,不惜犧牲純新風爲代價,採用混風方式,失去了輻射空調重要的提升環境健康功能。同時用新風帶顯熱負荷的方法,彌補輻射強度不足的缺陷,使得室內溫度更難控制,相對溼度相應的就更加混亂!

c、再談20-26度的舒適範圍謊言。毛細管空調由於調節差,建築圍護結構也不能達到德國人的水平,爲了自圓其說,創造出20-26的舒適範圍的謊言,更有甚者,一個號稱牛綠色建築地產公司竟然把這個所謂舒適範圍放大到18-28度,真是豈有此理!幾乎所有住過毛細管空調的房子裏用戶,都知道毛細管的調節性能很差,但在他們宣傳過程中稱,“根據方格理論,PMV法和PPD法,舒適範圍是20-26度,或者18到28度,無論冬夏,只要在這一範圍內就叫恆溫恆溼,恆溫恆溼就是不能調節,”這樣的理論真是天下奇聞,方格說舒適溫度是個波動值,在某一設定值內偏離的值代表舒適的水平,偏離一度是A,夏季1.5度就是B了,2.5度就是C了,C已經不可接受了。如果我喜歡23度室溫,沒辦法我在家喜歡穿長褲長袖襯衫,你跑到26度還說舒適這是不可能的,到28還說舒適我已經汗流浹背了!這種欺世盜名爲了利益不擇手段的宣傳,偷換概念欺騙消費者沒有暖通知識!幾乎所有毛細管空調每天都生活在這個謊言裏!溫度的波動值較大,相對溼度可想而知!

d、毛細管空調能耗分析。我通過市場瞭解,毛細管空調的能耗有兩種說法,一種是較低,和我們的輻射空調差不多,略高一點有限;一種是非常高,大約是我們的兩倍到3倍!①實際調查我們發現,所有較低的,都是效果較差的,他們用犧牲舒適度來換取能耗!凡是較低能耗用戶,其新風除溼機的混風量都很大,基本超過70%的內喜歡風,實際的新風量低於0.5次每小時,而同時室溫基本不控制,在26度以上,即使穿的少體感仍然偏熱,室內感覺悶,沒有輻射空調的暢快感,達不到舒適要求。房間維護結構做的不錯,門窗質量也不錯。②凡是較高能耗的用戶,其對待冷熱品質的要求還是很高的!換氣次數一般大於一次,室內溫度不足,因爲害怕噪音,只好用提高新風風量降低風溫的方法,使用新風帶顯熱負荷,能耗大幅度提高就不難理解了。③儘管同樣叫溫溼度獨立控制,由於沒有足夠的輻射強度,控制精度,缺乏對節能機理的研究,缺乏熱回收尤其是淺熱回收和顯熱回收,溫度波動大,爲維持溫度不穩定消耗較多能量!

談談毛細管的絕症“結露與發黴”

對於毛細管空調,有一個始終無法接受的問題,就是結露導致的發黴,由於冷表面低於露點溫度,導致出現結露現象,由於石膏板內有糖份存在,很快就會滋生黴菌甚至更多的菌類,長出蘑菇狀物,污染環境同時威脅健康。其實,這是毛細管空調簡單的控制系統以及傳熱模型設計缺陷導致的無解的問題,也是毛細管空調照抄照搬思路帶來的頑症。但是很多毛細管從業者,僅從表面看待問題,誤以爲是人們誤操作或者沒有更好的除溼設備,這兩種思路是完全錯誤的!

a 、禁止“開窗”是解決結露問題的辦法?

大多數的開發商及供應商用禁止開窗的方法誤導消費者,理由有二:①既然已經配有新風,無需開窗;②開窗導致結露是個人誤操作行爲,供應商概不負責。顯熱這樣的思路是霸王條款,開窗可以得到20次以上的換氣次數,豈是0.5次換氣可比?開窗是環境友好的表現;開窗誤操作忘記關這是人之常情,將此列爲個人誤操作空調設備是不符合基本邏輯的。除了開窗以外,室內來的人過多,喫火鍋,煮湯時間過長等等引起的溼度升高,都存在結露風險。這些問題,其實與是否開窗就能避免沒有直接關係,是對於事物本質的表面化的錯誤理解!

b、優秀新風除溼機是解決毛細管結露的方法嗎?

這種理解其實也是表面化的一種,同樣無法解決毛細管結露問題。優秀的除溼機其實是個不嚴謹的叫法,什麼叫優秀除溼?顯然除溼不足和過度除溼都不能叫優秀除溼,達到室內舒適要求,這時的露點其實和冷表面的距離是很近的。比如,25度55%是我們的舒適溫度和溼度,此時露點爲16度,如果毛細管供水給17度,在環境溫度較低時,其表面溫度是非常接近的,室內稍有些溼負荷,馬上就結露了。所以想象中的優秀新風除溼機是不存在的,真正的問題在於優秀的控制思路和對於冷表面的調節!

c、爲了防結露做成僞輻射是現在毛細管系統的通病。

很顯然,露點高於冷表面會產生結露,而同時室內露點是波動的,其實冷表面溫度在同一水溫下也是波動的,這兩個問題給毛細管從業人員造成不可知性的錯覺,沒辦法只有遠離露點一個方法,如果不能把室內溼度除得過幹,就只好提高水溫讓冷表面遠離露點,這樣提高水溫其實輻射強度大大降低,換來的一定是僞輻射!然後用新風迴風等風系統進行補救,一個既不舒適又不節能,又時常存在結露風險的僞輻射空調就此誕生!

e 什麼纔是避免結露的正確方法?

避免結露發黴又保持足夠輻射強度足夠低的冷表面溫度,只有一個辦法:系統快速響應。而毛細管空調的惰性來自於它的設計理念,這是和主動技術格格不入的。

一個快速響應的輻射傳熱模型有兩個特點

①單向傳熱,所以背後必須使用保溫而且是足夠厚度的保溫。

②穩定的表面熱阻。表面熱阻必須固定,既不大又不小。

這樣的輻射板進行工業化生產,就可以完美控制輻射板表面溫度,從而完美控制結露問題!本人給很多朋友做個一個實驗,兩瓶金屬可樂從冰箱裏一起拿出,同樣的表面溫度,爲什麼一個結露一個不結露?答案很簡單,一個可樂是空罐!因爲沒有惰性,使得雖然表面溫度都低於露點,但空罐顯然升溫速度快於結露速度,自然就不結露了,另一個惰性大,溫度持續低於露點,自然就結露了!

談談毛細管的裝飾配合以及施工問題!

毋庸置疑,毛細管空調從業人員都認爲這是個棘手的問題,因爲沒有什麼更好的方法。由於冷量的限制,需要130%以上的天蓬面積,即使天棚100%還要加30%的牆或地面,地面供冷顯然是不舒適的,而且遮蓋嚴重,造成冷量堆積。所以大多數業主只好犧牲頂面的裝飾。而維瓦爾第輻射空調冷量可以到達90-120瓦每平米,所以採用50%-60%即可,足矣滿足大部分豪華裝修風格。而預製好的輻射板可同普通石膏板很好的拼接,造型就不是問題了。而毛細管的施工工藝複雜極了,熱熔連接對於小口徑管本身就是麻煩事,水力失調、堵塞更是絕症中的絕症,由於毛細管過細,並且平行“站位”堵塞以後基本無法清洗。一個買了大綠色地產房子的朋友說,拋棄結露的事不談,他家的房子夏季每年增高0.5度,從第一年的24度增高到第四年的26度,現在喫飯已經用電扇吹了,他正在爲這棟房子找接盤俠—賣房!

未來型輻射空調的發展方向

輻射空調在美國採暖製冷空調工程師協會(ASHRAE)的網站上被稱爲未來的先進型空調,很多文章不吝讚美之詞!歐洲主動房技術聯盟也多次在其會員的文章中主張採用輻射冷暖作爲主動房的室內環境技術,而且這項技術一誕生就已經加入了互聯網時代大潮,定義爲互聯網時代的空調。

1、舒適、健康、節能是新型輻射空調的主題。輻射空調不是由於解決建築冷熱而誕生的,是爲了人居環境的舒適而誕生的,恆溫恆溼是它的特點,它首先是一套室內環境系統,建立在方格熱舒適理論基礎上,以梅塞納先生理論爲指引,以人體的舒適爲中心的一套系統。

2、健康同樣是它的另一個主題。同傳統對流空調相比,對流空調對於環境的影響飽受爭議,在帶給環境冷暖的同時,也帶來很多不健康的東西,噪音、冷風吹、冷熱不均、空調病、交叉感染等等。輻射空調不僅室內人體熱舒適大幅提高,同時進行物理淨化,很好的提高了空氣品質、去除二氧化碳Pm2.5甲醛VOC等多種污染物,避免交叉感染,給人體健康精力充沛帶來更多可能,尤其適用於老人孩子體弱者!

由於採用了溫溼度獨立控制理論的指引,而且從人體的角度出發,使得系統大大降低溫溼耦合帶來的浪費,從而大幅度節約了能量。系統節能在夏季可以節能達到40-60%,冬季通常節能30-50%。

3、互聯網大數據帶來的全生命週期的解決方案。梅氏輻射空調,從誕生之日起,就加入了互聯網時代的思維,其研發基礎設計思路均按照未來大數據方式解決的。各種傳感器分佈在房間的每一個角落,使得環境的輻射溫度空氣溫度體感溫度露點溫度乾球溫度相對溼度都盡收眼底,小心的呵護着每一個房間,根據他的變化做出相應的調整。加上衆多的執行機構的設備,新風除溼加溼機組,冷熱源設備也已經互聯網化。

①無論系統有多少故障點,系統會輕而易舉的找到它並提醒服務中心

②無論上不上網系統保留的運行日誌會在連接互聯網後10分鐘上傳到網上,專業人員很快會根據日誌裏運行曲線分析出你的故障點。

③提供一個全生命週期的系統解決方案!

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