【主講人】：童學江

【簡  介】：重慶海潤節能技術股份有限公司副總經理

【講座導讀】：本期【綠建大講堂】由重慶海潤節能技術股份有限公司副總經理童學江為主講人，為大家介紹綠色室內環境——恒溫恒濕恒氧系統（THO）。

 

【微信講堂——實錄】

80年代初新型建筑技術系統在與傳統建筑模式的激烈競爭中勝出，先后被歐洲幾千座做建筑所采用，涉及高端寫字樓、高端住宅、醫院等各種建筑類型。在瑞士、英國等歐洲國家，早已將室內溫度、濕度、空氣品質作為評估建筑是否健康、舒適的核心指標，衡溫、衡濕、衡氧建筑系統品牌的發展也初見端倪。

在中國，整個綠色室內環境——恒溫、恒濕、恒氧系統起源于風尚國際、南京朗詩以及當代moma做房地產項目，北京、南京較為常見，面對的客戶主要是房地產開發商。

圖1

上圖所示為綠色室內環境恒溫恒濕恒氧系統影響人居舒適度的三大核心指標：溫度為20-26度、濕度為30%-70%時最為舒適，PM2.5<30%時，空氣質量達到一級標準。

 

綠色室內環境恒溫恒濕恒氧系統是以結果為導向的技術綜合體，為建筑系統實現恒溫、恒濕、l氧和高度節能，被稱為“微能耗”或“低能耗”健康建筑，營造健康、舒適、環保的人居環境，是未來建筑的發展方向。

 

綠色室內環境恒溫恒濕恒氧系統是成熟節能技術的綜合體，將輻射冷暖技術、置換式送風技術、混凝土蓄能技術、地源熱泵技術、潔凈處理技術等多項重點技術進行系統化優化集成，通過專業技術團隊整體統籌，綠色能源、蓄能調溫、空氣處理三大系統的協同運作，令恒溫、恒濕、恒氧綠色建筑系統得以高效運轉。

 

建筑系統作為容納生命的有機體，必然會受到氣候環境、地理位置、結構布局等多種因素的制約。THO經過專業技術團隊的精確運算和分析，可為各類型建筑提供針對性的行業解決方案。

 

綠色室內環境恒溫恒濕恒氧系統構成：

 

綠色室內環境恒溫恒濕恒氧系統主要由3個子系統組成（如圖2），運用成熟的節能技術，涉及到項目的前期咨詢、設計，中期的建設、產品供給，以及后期的運行調試、運行管理。整合與協調多種節能技術，作為建筑節能措施，早已被廣泛接受。但是，實現多項節饗低車耐騁輝擻管理，避免不同節能技術應用的冗余和沖突，卻需要一個強大的技術團隊設計與協調，衡溫衡濕衡氧綠色建筑系統是成熟技術的整合和創新，它符合可持續發展的自然規律，是對人居建筑的科技關懷。

圖2

綠色能源子系統（能源端）以采用GSHP復合型地源熱泵為主，可用太陽能輔助，利用綠色可再生能源和高效能源回收技術，為室內末端和生活熱水提供冷熱負荷，為蓄能調溫子系統提供冷熱源。系統不僅符合綠色建筑節能、環保的要求r更能有效介紹建筑成本，產生可觀的經濟價值。

蓄能調溫系統（末端），采用蓄能型(樓板)雙面冷暖輻射系統，將技術末端隱蔽性地植入建筑，根據室外氣溫變化，通過綠色能源子系統提供冷熱控溫，對樓板進行雙面整體加熱或制冷，冷熱效果均勻、柔和、大幅提高其舒適度。

空氣處理系統，以ESV智能通風系統為支撐，通過置換式送排風技術，將室內渾濁空氣徹底排出室外，并對新風量進行智能化調控，按需送入新鮮空氣。在送風過程中，系統實時監控室內環境，對空氣預冷、預熱、加濕、除塵、滅菌等多項技術處理，提高室內空氣品質。

 

1、 綠色能源系統——水/地源熱泵對地熱能的利用：

 

系統原理：地源熱泵是一種利用地球表面淺層土壤層的能量，既可供熱又可制冷的高效節能冷熱源系統。地源熱泵技術利用熱泵機組實現低溫位熱能向高溫位轉移。地球表面淺層土壤的溫度一年四季相對穩定，一般為10-26℃，是很好的熱泵熱源和制冷的冷源。土壤層冬季比環境空氣溫度高，“取”出水體和地表層中的熱量，提高溫度后，供給室內采暖，夏季比環境空氣溫度低，“取”出室內熱量，釋放到水體和地表層中。

      

圖3

 

地源熱泵系統主要分為三個部分：室外地下換熱系統、循環管路與地源熱泵機組，其中室外地下換熱系統主要指地埋管換熱器，埋管形式分為垂直埋管和水平埋管。水平埋管主要用于打孔面積較為充裕地區，而垂直埋管是地源熱泵系統的主要形式。

 

樁基螺旋埋管：樁基螺旋埋管換熱系統是海潤開發的埋管換熱系統，是垂直地埋管形式的一種，又被稱為能量柱。是將換熱管敷設在鉆孔灌注r或空氣預制管樁內，為熱泵機組提供冷熱源的工藝。系統由樁基內垂直換熱管、墊層內水平集管、集分水器組成。埋管設定孔徑13CM、100m深度布孔、1個環路20個r。

 

垂直埋管：垂直埋管可獲取地下深層土壤的熱量。垂直埋管通常安裝在地下50-150米深處，一組或多組管與熱泵機組相連，封閉的塑料管內的防凍液將熱能傳送給熱泵，然后由熱泵轉化為建筑物所需的暖氣和熱水。垂直埋管是地源熱泵系統的主要方式，得到各個國家的政府部門大力支持i

 

地表水：江、河、湖、海的水以及深井水統稱地表水。地源熱泵可以從地表水中提取熱量或冷量，達到制熱或制冷的目的。利用地表水的熱泵系統造價低，運行效率高。

 

與常規空調冷熱源形式相比，地源熱泵空調有以下優勢：

機房占地面積較小，不需要制冷機房和鍋爐房；

設備壽命較長，主機約25年，地埋管系統約50年以上；

能源消耗節約30%以上；

利用土壤和地下水的能量，不消耗水資源；

環保，無燃燒排放，無熱島效應；

系統組成簡單，維護量小，維護方便，節能率較高。

 

2、蓄能調溫系統（末端）——雙面冷暖輻射

 

與傳統地暖、輻射地板相比，蓄能調溫系統取消傳統的保溫層，通過預埋在樓板中或鋪設在樓板表面的均勻水管，依靠常溫水為冷熱媒來進行制冷和采暖。夏季送水溫度為16-20℃左右；冬季送水溫度30-50℃左右。該系統f過溫差加熱或制冷樓板，以雙面輻射進行熱傳遞、均勻、柔和、高效地調控室內溫度。

圖4

通過預埋在樓板中或鋪設在樓板表面的均勻水管，依靠常溫水為冷熱媒來進行制冷和采暖。夏季時，系統從地底深處百米以下汲取地熱能源，將常溫水制冷到16-20℃，通過預埋在樓板中的均布水管，溫差制冷樓板，f通過樓板以輻射方式進行降溫，令室內溫度達到24-26℃；冬季時，系統從地底深f百米以下汲取地熱能源，將常溫水加熱到28-38℃。通過預埋在樓板中的均布水管，溫差加熱樓板，再通過樓板以輻射方式進行傳熱，令室內溫度達到20-23℃。

 

與傳統方式對比，蓄能空調系統的優勢具體體現：

2.1、輻射換熱，熱效率高（圖5）

圖5

通過1射換熱進行直接換熱，是物體之間的長波能量交換，是直接、快速、節能的換熱方式。相比較空氣調節器換熱，它減少了空氣和換熱器之間的傳遞過程。如同我們接受光傳遞的太陽能，總會比風吹來的熱空氣更直接、強烈。與其他采暖和制冷方式相比，輻射換熱可降低30%能耗。

 

2.2、雙面輻射，均勻柔和，舒適度高（圖6）

圖6

遠紅外輻射換熱著力于樓板的上下兩面，不僅在單一平面上的熱量分布均勻，在立體空間內，也構建出更適宜人體機能的熱量交換模式。相比較空氣調節器的局部換熱，它避免了忽冷忽熱所帶來的身體不適。同時，它采暖和制冷的立體作用，使得調溫效果更為柔和，提升建筑人居的舒適度。

 

2.3、蓄能（圖7）

圖7

蓄能錯峰運行（可通過間歇使用、錯峰運行、采用峰值電價節約運行成本）把系統與建筑結構主體融為一體，充分利用峰谷電價政策，在低谷電價時把能量儲存在樓板中。冷熱源系統錯峰運行、間歇運行，大大節約運行費用。如圖所示，從1點鐘關機到3點鐘，溫度只下降1度。

 

2.4、零噪音（與空調外機對比）

>室內沒有任何機械轉動部件,不占用家居空間;

    >冷熱調節均無需開窗,免除室外噪音的干擾。   

    2.5、節能性高

>夏季供水冷水溫度一般為16-20℃高于傳統制冷常規值，冬季供水溫度低于傳統采暖供水溫45℃。 

>夏季制冷冷水溫度提d1℃,可節約主機能耗2%-4%;

    >冬季供水溫度降低1℃，可節約主機能耗1%-2%

2.6、運行時間長                                  

>符合標準的管材運行時間50年以上。           

>基本無需維護。

2.7利于室內裝飾，節省層高、不占用使用面積，不妨礙室內的家具布置，有利于居家布置與裝飾。

 

3、空氣處理系統——智能通風系統

 

通過置換式送排風技術，將室內渾濁空氣徹底排出室外，并對新風量進行智能化調控，按需送入新鮮空氣，送風過程中，系統實時監控室內環境，對空氣進行預冷、預熱、加濕、除塵、滅菌等多項技術處理，提升室內空氣品質。

 圖8

     圖8所示為空氣處理系統新風排風運行：新風通過屋頂新風機組主機主管道進入各房間支路，每個支路裝有的動力分布式分機進入每個房間。（新風排風布置形式有三種：地板送風屋頂排風、墻側面送風屋頂排風、天花板送風屋頂排風。）排風系統通過每個支路的變風量 排風機，進入排風機組主管道排除屋外，而分體式能量回收在夏、冬季對連接屋頂的排風機組預冷預浚熱回收效率60%以上。

圖9

當室外空氣品質不佳（如PM2.5超標、過分干燥或濕潤、浴室內溫差較大）時，新風處理機組可根據需求選配不同功能段，對送人室內c新風進行多種預處理（如圖9，過濾除塵：處理PM2.5、霧霾防火墻；殺菌滅菌：保障空氣安全；負氧離子；夏、冬季調節室內濕度，防止過分潮濕或干燥等），以確保新風安全、潔凈、新鮮（PM2.5<30、濕度適宜、與室內溫差小等），以實現對室內空氣品質和濕度的調節。

 

 

圖10

在某一房間（如圖10），每個支路裝有智能變風量調節模塊（圖中A）及室內空氣品質傳感控制系統（圖中B），傳感器p時偵測多種室內空氣品質參數，如CO、CO2、酒精、甲醛等，控制面板實時顯示室內空氣品質狀況，而根據傳感器信號，智能風量調節模塊能夠即時調整室內空氣置換速率，實現按需供給。

圖11

圖11所示為海潤自主研發的ESV遠程控制系統（通過互聯網連接）、中央控制臺（可與樓宇控制系統兼容、搭載海潤ESV通風系統專用控制軟件），在較大項目（比如醫院）中，新排風機按傳統形o進行手動開啟關停，耗費人工量較大，而通過中央控制系統實現本地、遠程控制，最多可控制7000多臺排風機，可滿足大部分需求，節省后期運行管理成本。

 

    空氣處理系統應用技術有：

    3.1動力分布式技術

    避免送入的新鮮空氣與排出的高風-空氣在整個通風環節發生接觸。

    3.2分體式能量回收技術

    在能量回收環節采用分體式的送排風熱回收技術，送排風不發生接觸，零風險。

    3.3智能傳感控制技術

    可根據室內環境品質或軟件預設的運行曲線，進行自動化運行，實時按需調節風量供應，不使用時可獨立關閉，可房間獨立控制或集中控制管理。

    3.4中央集中控制管理技術

ESV由邁爾智能控制系統驅動運行，可實現從大樓集中總控到樓層分控、再到各房間內的獨立智能化控制，是由從全局到單點的全方位控制系統。手/自一體智能化控制管理，可對系統中的所有主機進行集中遠程控制管理、通訊、實時監測控制。

 

合作項目案例：

1、貴州息烽人民醫院

圖12

圖12為貴州息烽人民醫院，取得中國最經濟型三星級綠色醫院建筑標識，是中國縣級醫院建筑室內環境最高技術標準。

 

項目整體環境采用最新科技“恒溫恒濕恒氧”綠色室內環境系統；可再生能源技術運用樁基螺旋埋管式地源熱泵系d（原因是項目位于市區，在原有醫院建筑的基礎上擴建，地塊面積小，打孔面積不足）；病房、醫生辦公室采取樓板雙面冷暖輻射系統及動力分布式智能通風系統，雖位于西部不發達地區，院長理念較為先進，目的是建立養老式醫療中心。

 

項目作為貴州省可再生能源示范項目，由海潤做整體綠色三星建筑咨詢，總包暖通工程，整體增量成本是284元/m2，項目成本不足4000元/m2，以較低成本實現高舒適，受到相關主管部門的肯定，可作為不發達地區進行推廣的示范類項目，不會因價格昂貴、技術難度高、難以實現，令項目業主望而卻步。

 

Q：增量成本多久能夠收回？

A：整個增量成本可再生能源部分在4年左右收回成本。

Q：整座醫院的用能都是由地源熱泵系統供給嗎？

A：整個醫院項目的空調用能由地源熱泵系統供給。

Q：醫院項目設計是否已獲得三星標識？

A：項目已獲得三星設計標識，于今年11月15日開始運行，明年申報運行標識。

 

2、怡佳?天一城

圖13

圖13為怡佳?天一城，中高端定位住宅，100萬平米超大建筑群，一期20萬平米，整體采用THO恒溫恒濕恒氧系統，為室內的每f角落提供最優質的空氣，最舒適的溫度，最宜人的濕度，該建筑成為太原最高標準的科技住宅。

 

項目運行應用技術有：獨立溫濕度調節系統,雙面冷暖輻射系統，動力分布式智能通風系統，分體式排風能量回收系統，熱回收熱水系統，數字化節能風機（包含機組等配置），專業外墻節能圍護系統

 

市場上有些開發商技術實力較強，能實現恒溫恒濕恒氧系統的運行，比如朗詩、木馬等，而有的開發商不具備自主研發及技術實力，海潤能為其提供整套技術、設備、施工的整體解決方案，解決高舒適度、微能耗住宅開發的難題。

 

3、重慶大學虎溪校區別墅

圖14

圖14為重慶大學虎溪校區別墅，運用恒溫恒濕恒氧系統，輔以雨水回收、太陽能利用，采用地源熱泵作為冷熱源，室內為雙面輻射地板供暖+獨立新風系統。雙面輻射供冷供暖系統在系-結構和供冷、供暖特性等方面均有別于地板輻射供冷供暖系統，機構的優化方面顯著降低了系統的造價和節約了建筑的層高，供冷供暖特性的改變方面帶來了室內舒適性的明顯提高。新風處理后，為室內提供新鮮空氣，保障室內環境。

 

 

Q：Co2檢測聯動控制新風的造價大概是多少？

A：由于系統采用德國進口EBM電機，造價比傳統新風系統稍高，在100-150元/m2之間，依照項目面積大小作調整。

 

Q：全熱回收、潛熱回收和分體式能量回收適合應用在1么地方，效果、造價有何區別？

A：全熱回收、潛熱回收適用于對空氣交叉感染安全度要求不太高的項目，分體式1量回收適用在醫院等空氣交叉感染安全度要求較高的項目；在熱回收效果方面，全熱回收、潛熱回收比分體式能量回收實際效果要好，分體式能量回收主要考慮空氣安全，造價比全熱回收、潛熱回收要高。

 

Q：地源熱泵適合在什么地區、場合應用？

A：地源熱泵在南方應用較少，如廣東主要是夏季制冷，而冬季采暖需求較少，存在熱平衡問題，全國其他夏熱冬冷地區都有成功案例，

 

Q：投資回收期是怎樣計算得出的？

A：主要采取增i回收的計算方法，比如地源熱泵造價450元/m2，傳統中央空調造價在350-400/m2，用增量成本及節能率來計算，得出3-5年收回成本。

 

Q：請問節能成本怎么統計？計算模擬得出還是實際運行數據得出？

A：節能成本目前只能根據兩套系統計算模逯擔原有的設計用傳統模式，再與地源熱泵系統，兩者對比做出統計。

Q：國外經常用蓄熱技術，國內為何應用不多？

A：該問題較為前沿，我們技術員也在進行太陽能蓄熱研究，國內應用不多，據我所知與成熟的材料及生產的廠家不多有關。

 

 

【海潤節能】

    重慶海潤節能技術股份有限公司（以下簡稱海潤），成立于2004年，成立之初就專注于能源管理、建筑能源利用、室內環境優化、能源管理等相關技術產品p研發、制造和應用，系統解決方案的研發、制造、設計、推廣應用。是我國領先的專業綠色建筑室內環境整體解決方案供應服務商，是國家高新技術企業、軟件企業、國家級節能服務公司。海潤主要為醫療、教育、酒店商業、住宅等建筑提供：專業智能化節能通風系統解決方案、可再生能p水地源熱泵空調系統整體解決方案、衡溫衡濕衡氧綠色室內環境系統整體解決方案和合同能源管理等一站式整體解決方案及訂制式研發供應服務，為客戶打造低能耗、健康、舒適、綠色節能建筑及高附加值配套。

整理：劉金華 審核：王純善 責任編輯:王純善

【注】講座實錄整理為綠建之窗出品，如需轉載，請注明出處。