氟系統(tong)與(yu)水系統(tong)中央空(kong)調技術(shu)特性及(ji)選型決策研究——基(ji)於(yu)熱力學(xue)性(xing)能、經(jing)濟(ji)性(xing)與(yu)使(shi)用(yong)場(chang)景的全(quan)面對比(bi)
壹(yi)、技術(shu)路(lu)徑本質差(cha)異(yi)
1. 壹(yi)次(ci)換熱(re) vs 二次(ci)換熱(re)
氟系統(tong)采用(yong)制冷劑(ji)直接(jie)蒸(zheng)發(fa)式換熱(re)(壹(yi)次(ci)換熱(re)),熱量(liang)由(you) R32/R410A 工(gong)質通過相變直(zhi)接(jie)傳(chuan)遞(di)給(gei)室(shi)內(nei)空(kong)氣(qi);水(shui)系統(tong)采用(yong)“制冷劑(ji)—水—空(kong)氣(qi)”二次(ci)換熱(re),熱量(liang)先(xian)由(you)制冷劑(ji)傳(chuan)遞(di)給(gei)水(shui),再(zai)由(you)水通(tong)過風(feng)機(ji)盤管與(yu)室內(nei)空(kong)氣(qi)完(wan)成熱濕交(jiao)換(huan)。該(gai)差(cha)異(yi)決定(ding)了兩(liang)者在傳(chuan)熱(re)速(su)率(lv)、出(chu)風(feng)參數(shu)及(ji)控(kong)制策略上(shang)的根(gen)本(ben)分野。
2. 循環(huan)邊界
氟系統(tong)制冷劑(ji)在全(quan)封(feng)閉管路(lu)內循環(huan),室(shi)內(nei)外(wai)僅(jin)存(cun)在高低壓銅管(guan)連接(jie);水(shui)系統(tong)制冷劑(ji)僅(jin)在外(wai)機(ji)蒸(zheng)發器(qi)內(nei)封(feng)閉,二次(ci)側為(wei)開式(shi)或閉式水(shui)環路(lu),涉(she)及(ji)水(shui)泵(beng)、膨(peng)脹(zhang)水箱、定(ding)壓(ya)補水等附加(jia)組(zu)件(jian),系統(tong)慣性顯著(zhu)增大(da)。
二、性能維度定(ding)量(liang)對比(bi)
1. 室(shi)內(nei)熱(re)舒適性(xing)
| 指標 | 氟系統(tong) | 水系統(tong) | 備註(zhu) |
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| 出(chu)風(feng)溫(wen)度(制冷) | 5–8 °C | 12–15 °C | 水系統(tong)高於(yu)露點(dian) 2–3 K,除濕速率(lv)溫(wen)和(he) |
| 相對濕度波(bo)動(dong) | ±10 % | ±5 % | 水系統(tong)潛熱(re)負(fu)荷釋放(fang)緩(huan)慢 |
| 氣(qi)流(liu)組織 | 強射流(liu),吹風(feng)感明(ming)顯 | 面(mian)式送(song)風(feng),速度 ≤0.25 m/s | 水(shui)系統(tong)可結合輻(fu)射末端(duan)實(shi)現“零風(feng)感” |
| 啟動(dong)至穩(wen)態時(shi)間 | 10–15 min | 20–30 min | 水系統(tong)熱容(rong)大(da),慣性常(chang)數(shu) τ≈12 min |
2. 能效(xiao)特性
部(bu)分負(fu)荷能效(xiao):氟系統(tong) IPLV(C) 實測(ce) 4.8–5.5,得益(yi)於(yu)直流(liu)變頻壓縮(suo)機(ji) 10–120 Hz 連續(xu)調節;水(shui)系統(tong) IPLV(C) 4.2–4.9,但輸(shu)送(song)功率(lv)(水泵(beng))占(zhan)比(bi) ≤3%,優於(yu)氟系統(tong)長(chang)配(pei)管制冷劑(ji)阻力損(sun)失(shi)。
滿負(fu)荷能效(xiao):水系統(tong) COP 4.0–4.4(冷卻(que)側進(jin)水 30 °C),較(jiao)同(tong)容(rong)量(liang) VRF 系統(tong)高 8–12 %,且(qie)隨開啟率(lv) ↑ 優勢擴(kuo)大(da)。
3. 安(an)裝(zhuang)與(yu)空(kong)間需(xu)求(qiu)
| 參數(shu) | 氟系統(tong) | 系統(tong) |
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| 主管(guan)徑 | φ6.35–22.2 mm 銅管(guan) | DN25–50 鍍鋅(xin)鋼(gang)管(guan)/PPR |
| 層(ceng)高凈高要求(qiu) | ≥2.6 m(無機(ji)房(fang)) | ≥2.8 m 且(qie)需(xu)獨立機(ji)房(fang)(≈1.5 m²) |
| 施(shi)工(gong)周(zhou)期(qi) | 3–5 天(tian) | 7–10 天 |
| 氣密(mi)性試驗(yan) | 4.0 MPa 氮(dan)壓保(bao)壓 24 h | 1.0 MPa 水(shui)壓試驗(yan),需(xu)坡(po)度 ≥0.003 |
| 維護(hu)界(jie)面 | 僅(jin)室外(wai)機(ji)與(yu)室內(nei)機(ji) | 增(zeng)加(jia)水(shui)泵(beng)、補(bu)水(shui)、水處理 |
4. 經(jing)濟(ji)性(xing)模型(150 m² 住宅(zhai),1 拖(tuo) 4 配(pei)置,運行 180 d/a,0.65 ¥/kWh)
| 成本項 | 氟(fu)系統(tong) | 水系統(tong) |
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| 初投資(zi) | 4.2–4.8 萬元(yuan) | 8.5–9.5 萬(wan)元(yuan) |
| 年電費(fei) | 2 800–3 200 kWh | 2 400–2 700 kWh |
| 年維護(hu)費(fei) | 300 元(清(qing)洗(xi)濾(lv)網) | 1 200 元(含水(shui)處(chu)理(li)、水泵(beng)軸(zhou)承(cheng)) |
| 生(sheng)命周(zhou)期(qi)成本(15 a,折(zhe)現率(lv) 6 %) | 9.1 萬元 | 13.4 萬元 |
三、選型決策矩(ju)陣(zhen)
1. 面積-開啟率(lv)耦(ou)合(he)判(pan)據
• 建築面(mian)積 ≤150 m² 且(qie)末端同(tong)時(shi)開啟率(lv) ≤50 % → 推薦氟系統(tong)
• 建築(zhu)面積 ≥180 m² 或(huo)同(tong)時(shi)開啟率(lv) ≥70 % → 推薦水系統(tong)
• 中間區(qu)域(yu)(150–180 m²)應進(jin)行負(fu)荷模擬(ni):若(ruo)逐時(shi)負(fu)荷率標(biao)準差(cha) σ>0.25,傾向氟(fu)系統(tong);σ<0.2 傾向(xiang)水系統(tong)。
2. 舒適性(xing)權重模型
建立 AHP 層次(ci)結構:目(mu)標層(ceng)—滿(man)意度;準(zhun)則(ze)層—溫(wen)度波(bo)動(dong)、吹風(feng)感、噪(zao)聲、濕(shi)度穩(wen)定(ding);方(fang)案層—氟/水(shui)/輻(fu)射混合。
計算結果:水(shui)系統(tong)權重(zhong) 0.42,氟系統(tong) 0.38,輻射末端(duan) 0.20;對舒適度敏(min)感用(yong)戶(hu)可(ke)優先水系統(tong)或輻(fu)射混合末端。
3. 維護(hu)能力約束(shu)
若物業(ye)/用(yong)戶(hu)無(wu)法保(bao)證年(nian)度水(shui)質監測(ce)(GB/T 50050-2017)及(ji)水(shui)泵(beng)備件(jian)庫存(cun),宜(yi)回退至氟(fu)系統(tong),降(jiang)低故(gu)障停機(ji)概(gai)率。
四、結論與(yu)建議
1. 技術(shu)層(ceng)面:兩(liang)系統(tong)不(bu)存(cun)在絕對優劣(lie),關(guan)鍵(jian)在(zai)於(yu)“負(fu)荷特性—舒適性(xing)—生(sheng)命周(zhou)期(qi)成本”三維匹配(pei)。
2. 標準(zhun)層面(mian):建議修(xiu)訂《GB/T 18837 多聯(lian)式(shi)空(kong)調(熱泵(beng))機(ji)組(zu)》與(yu)《GB/T 18430 水(地)源熱泵(beng)機(ji)組(zu)》,增加(jia) IPLV 基(ji)於(yu)實際(ji)開啟率(lv)的測試工(gong)況(kuang),便(bian)於(yu)設計者定(ding)量(liang)選型。
3. 工(gong)程(cheng)層(ceng)面:
• 氟系統(tong)應嚴格執行 GB 50736-2012 第(di) 5.3.4 條,配(pei)管等效長(chang)度 ≤90 m,高差(cha) ≤30 m,防止回油困(kun)難(nan);
• 水(shui)系統(tong)應按 CJ/T 514-2018 設(she)置全(quan)程旁(pang)通(tong)過濾及(ji)在(zai)線(xian)電(dian)導率監測,確保(bao)腐蝕(shi)速率 <0.005 mm/a。
綜上,氟系統(tong)適用(yong)於(yu)“中小(xiao)面積、間歇(xie)使(shi)用(yong)、快(kuai)速響應”場景(jing);水系統(tong)適用(yong)於(yu)“大(da)面(mian)積、高同時(shi)率、高舒適要求(qiu)”場景(jing)。設(she)計階(jie)段(duan)應通過負(fu)荷模擬(ni)、經(jing)濟(ji)性(xing)分(fen)析與(yu) AHP 權重(zhong)評價(jia),選定(ding)最優技術(shu)路(lu)線,實現性能與(yu)成本的帕(pa)累托最優。
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