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标题:暖通空调设计选用设备和系统形式的若干误区

作者：孙嘉 北京市建筑设计标准化办公室首都国际机场基建处 (100045)

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伴随着暖通空调技术的发展和进步，引进的或国产的暖通空调设备新产品不断涌现，市场竞争剧烈，给暖通空调专业设计提供了十分有利的物质条件，可以根据工程的功能要求，进行多方案的选择而游刃有余。但是，由于局部设计市场的混乱或受商业因素的干扰，在不适当选用设备产品的基础上，设计不适当的系统的现象时有发生，这不仅不能满足使用要求，也会造成投资和能源的极大浪费。而且，某些适合在特定条件下应用得很好的设备产品，由于在不适当条件下应用，反而造成了不是生产厂家本意所企求的负面影响。

现举例说明此种倾向，希望引起业内人士的关注。

一、关于无压(常压)热水锅炉

所谓“无压热水锅炉”，即不能承压的开式热水器。早期主要是南方的一些不具备压力容器生产资质的厂家，配置国外生产的燃油或燃气的自动燃烧机，为加热集中生活热水的需要而生产的，因为集中生活热水系统一般要设置热交换设备，锅炉仅需提供一定温度的一次热媒而无需承压。当能源构成发生变化、燃油或燃气日渐得到发展以来，开始进入北方市场，继而由于北方地区供暖热源较集中生活热水热源需要量更大，便开展了将“无压热水锅炉”推向暖热源颇具规模的营销活动，对供暖系统不甚了解的生产厂家提出的以开式热水器为中心的集中供暖系统图式，实际上是不够合理的。

笔者最近应某锅炉厂的要求，解决北方某地一个规模不大的住宅供暖系统发生的问题，深刻体会到滥用无压锅炉造成的后果。这个住宅楼仅为三层，热水供暖系统的热源采用了燃油的无压热水锅炉，容量是足够的，但由于锅炉不能承压做成了开式的重力流系统，造成了严重失调根本无法正常供暖。如果采用常规承压热水锅炉配以适当的循环水泵，这是最简单也是最有效的系统。

由于各种因素，在集中供暖系统中采用燃油或燃气的无压热水锅炉，有日渐增多的趋势。如果由合格的专业设计单位进行设计，系统的配置一般不会象上述工程那样“出格”。例如：可以采用热交换设备进行间接交换，使锅炉不承压而系统承压；也可以采用供水用加压水泵升压、回水用减压阀减压，仍可使锅炉不承压而系统承压。但上述对策或者会使系统人为地复杂化，或者会使供暖热媒温度降低而需增加散热器数量，或者使本来用以克服系统循环阻力的扬程较低的循环泵变为扬程较高的加压泵而增加运行能耗。因此，北京市建筑设计研究院《建筑设备专业设计技术措施》明确规定：不宜采用需设置水泵扬升供暖的“无压热水锅炉”。

无压(常压)热水锅炉只有在工程条件不允许采用常规承压热水锅炉的条件下，才有其在集中供暖系统中应用的价值，例如《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》，对于总蒸发量超过6t/h或单台蒸发量超过2t/h的燃油、燃气锅炉，不允许贴邻民用建筑布置，不允许在高层建筑或裙房内布置。工作压力小于0　1MPa的“无压热水锅炉”即开式热水器不属于锅炉，因而可不受上述规定的制约。其实，从消防安全角度看，不承压的燃油或燃气开式热水器，同承压的燃油或燃气热水锅炉应是一样的，但当条件所限时，采用无压热水锅炉可因不受上述规定制约而成为“合法”。

按说，锅炉的安全问题应由《热水锅炉安全技术监察规程》而非由《设计防火规范》制约。尽管《热水锅炉安全技术监察规程》允许：出水温度≤95℃的燃油、燃气热水锅炉房可与住宅相连，或设在非高层建筑的地下室、半地下室、第一层或顶层中，还允许单台热功率≤7MW、出水温度≤95℃的燃油和燃气热水锅炉房，设在高层建筑的地下室、半地下室、第一层或顶层内。但在具体工程设计套用有关《规范》或《规程》有矛盾时，原则上应按严的条文执行。为要执行较严格的消防规范，在受条件所限时，总蒸发量超过6t/h或单台蒸发量超过2t/h的锅炉，不得不采用无压热水锅炉。

但是，当并无工程条件限制时，例如在单独建造的锅炉房内，采用“无压热水锅炉”的根据和必要性就不存在了。

二、关于水源热泵(WLHP)系统

笔者曾于近期协助北京地区某建设单位，对其即将完工的空调工程使用功能进行评估，发现了一系列问题，引起了对水源热泵系统的适应范围和如何通盘解决好设计中多方面问题的思考。

该工程是由商业和写字楼组合而成的综合楼，总建筑面积约8000m2，有少量的建筑热工“内区”房间，全部采用水源热泵系统，由房间的水源热泵空调机和各层的水源热泵新风空调机组成，冬夏兼用，由冷却塔和城市热网热源通过各自的板式换器对集中循环水冷却或加热，包括卫生间、楼梯间等在内完全未设置散热器供暖系统。

水源热泵系统在应用适当时，是一种很有特点的系统，具有下列优点：

(1)具有热回收功能，节能效果主要在冬季和过度季体现，可以将“内区”的余热，通过循环水系统向“外区”转移，供给“外区”供暖，特别适用于冬季有大量稳定热回收的建筑。

(2)系统简单，只有一套集中循环水系统，以及循环水的冷却和加热设备，可节省机房占用的面积和空间。

(3)循环水系统的管道，无需保温和保冷。

(4)运行灵活，能源消耗便于分别计量。

但是，在该工程的具体条件下应用，就显出它的一些缺陷和局限性：

(1)在冬季供暖使用时，因不存在明显的“内区”，总能耗要大于一般散热器或空调供暖系统，除需提供数量略少的外部热源外，水源热泵机组的压缩机和循环水系统仍需运行，用电量在全负荷时约为240kW，如按平均负荷计约为100kW，而北京地区的供暖期长达五个月。

(2)该工程使用性质为商场和办公楼等，属于每天间断使用的建筑，但总要有少量值班房间需昼夜使用，无论是夏季或冬季，集中的循环水系统需不间断运行。

(3)需设置散热器值班供暖系统，以保证各种水管道在冬季夜间或假日不被冻坏。如果设置了散热器值班供暖系统，就提出了可否扩大散热器供暖系统的问题，即在冬季空调系统不运行?经计算是可行的。

(4)水源热泵机组进风温度，一般不应低于13℃，极限最低温度为5℃，冬季用作新风机组时，需解决水源热泵新风机组进风的预热处理，并设置水预热排管的可靠防冻设施。水源热泵新风机组最好能增设加湿装置，以保证冬季空调的舒适标准。

(5)由于压缩机在机内，相对于集中冷源的空调机组，噪声偏大。

(6)造价偏高，仅水源热泵机组价格，不计附加的厂家调试费用，已约折合人民币625元/m2。 根据以上情况，该工程又不得不对原有的水源热泵空调系统，进行了完善和改造，增设了散热器供暖系统和新风机组进风的预热装置，投资又增加了约60元/m2。最终所可达到的空调综合效果，同如此昂贵的造价难以相称，不得不使建设单位产生了对采用该种系统合理性的怀疑。

三、关于散热器恒温阀

近年以来，作为供暖系统节能的一种重要手段，散热器恒温阀受到广为关注并被大力进行推广。国内研制并应用，始于七十年代，北京建筑五金水暖器材工业公司科研室就曾推出过第一代7902型“采暖恒温阀”。至八十年代，开始引进国外应用甚广的如德国、丹麦等产品。按照国外产品样机，苏州市电器元件厂和北京市门头沟节能设备厂，也分别研制开发出同类产品。国外和国内产品，都曾在北京地区的一些工程中应用过。