地冷实测！福州240㎡耗电2.6度/小时！热泵被忽视的另一优势！
众所周知，地面辐射供暖是最为合理的供暖方式，而鲜有人知的是，地面辐射制冷已经在市场上悄然兴起。西安咸阳机场、武汉天河机场、北京大兴机场等均采用了地面辐射冷暖系统。曾有研究显示，咸阳机场T3航站楼采用地面辐射冷暖系统，比T1、T2航站楼每年节能630万元。
“风盘+地面辐射制冷系统”实现冬天采暖，夏天制冷，并通过调温控制技术避免冷凝结露，大大提高了空气源热泵两联供在夏季的制冷能力，可谓南方冷暖市场的新蓝海。
为深入了解风盘+地面辐射制冷系统的优势和实际应用效果，本刊记者走进了福州乌兰健康住宅实训中心，并进行了运行数据的实测。对比分析后证明：风盘+地面辐射制冷系统比单空调风盘制冷的舒适度更好，节能性更高。
为了深入了解地冷系统的优势以及其系统设计的要领，本刊记者走进了福州乌兰健康住宅实训中心（采用风盘+地面辐射制冷），并对运行的情况进行实测，下面来看看具体情况。
一、项目概况
乌兰健康住宅实训中心位于福建福州，是集培训室+展厅为一体的实训中心，建筑面积255㎡（室内实用面积为172㎡），层高4米，其中培训室内面积是78㎡，展示面积为94㎡。
乌兰健康住宅实训中心位于中间层，整层都做了地暖，三面墙壁使用苯板做3公分的保温，并加了双层板，整个墙面保温层厚度有5公分厚，普通玻璃。
制冷选型时，以普通房间的垂直高度2.8米为标准进行空调选型，如果房间高度超过2.8米，则房间的空气容量也较大，机型相应要选大，可按高度的百分比计算，房间高度修正计算：K高度=（实际高度/2.8）。因此制冷量核算面积应该为172*4/2.8=245㎡，本文所有关于地面面积的核算皆按照240㎡进行设计和计算。
二、系统情况
该系统使用了多区域多样末端的采暖/制冷设计方式。培训室安装了一套双调温变频模块，即内部采用了两套同时变水温调节模块，控制分区域的供暖供冷。
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
结露控制处理，将“风盘+地面辐射制冷系统”控制系统分为检测系统/反馈系统、运算系统/命令系统、执行系统/(比例阀混水/变频泵站)。按室内温湿度显示房间温度湿度综合计算露点控制技术，随时按室外温度反馈及室内二次反馈调整变水温控制，可以做到按层分配，按整栋控制分配。由室外温度补偿+室内温、湿度露点控制，再通过精确的计算方法与变水温核心部件，达到精准控制。这种方式叫做“温、湿度露点控制+调节水温反馈技术”。
三、机组选型
在冷量计算的时候，在夏天是以单开风盘满足建筑负荷为前提，地面辐射制冷以在冬天满足地暖的负荷为前提，一个是满足冬季的采暖需求，一个满足夏季的制冷需求。在夏季的时候，制冷以风盘为主，地冷长开的情况下，约占总负荷的40~60%。在冬季，肯定是以满足地暖为主，风盘只是增加气流组织，提高舒适度。
风盘需要的冷量，从四个方面计算，第一是启动阶段，降低空气中的全热；第二是地板辐射正常供冷时，相对于室内负荷不足及除湿的冷负荷；第三是新风的冷负荷；第四是地板辐射正常供冷时，室内围护建筑不断产生辐射热的冷负荷。
乌兰健康住宅实训中心采用“地面调温+风盘制冷”方式，按照常规经验值冷量指标应该为130~150W。乌兰健康住宅实训中心做了三面保温，围护结构良好，项目方在选型时仅选取了冷量指标仅为70W/㎡。经计算总冷量是70W*240=16.8kW，选了一台功率为6.5kW（7HP）、制冷量15.7为kW的变频冷暖机组。采用二次多级系统，缓冲水箱100L。
主机与水箱一次侧水泵功率为151W，二次循环水泵功率也是151W，在培训室内安装了双调温混水模块，共有三个水泵，单个水泵的功率为97W。风盘按照标准来选型，每个小时的换次达到5次以上，地面辐射制冷为辅。地面辐射制冷跟地暖是一样，运行的时候，会抵消地面建筑的热量，当达到设定温度时停止工作。培训室内安装了2台FP-102风盘，单机冷量5.4kW，展厅外安装了3台FP-136，单机冷量为7.2kW。
如果房间长时间没住人，肯定是以风盘为主，不需要启动地冷。如果是长时间居住，在地面辐射制冷启动的情况下，风盘根据人活动情况下选择高中低档。如果是刚进屋，建议地面辐射制冷与风盘同时启动，风盘把空气中的全热（显热及潜热）都带走，地冷通过辐射降低建筑物的热负荷。启动一段时间后，舒适度提高了，就可以把风盘的档次调到低档。
按照常规冷指标130W，240㎡的制冷量是31.2kW，但是仅选择一台15.7kW的机组是否能满足制冷需求？特别是在全开的情况下。项目方分别在6月份和8月份分别做了两次实测，从使用效果、运行费用来验证，在安装了“地面辐射制冷+风盘制冷”系统下，一台制冷量15.7kW能否满足乌兰健康住宅实训中心的制冷。
四、数据实测
项目方一共做了两次的系统运行数据实测，表3和表4的数据皆是根据真实测量数据及电表记录整理所得。测试的能耗包括一台主机、五台风盘、五个水泵。
第一次测试：2019年6月17号早上8:00-6月18日8:00，共时长24小时。
|
|
|
|
||
|
|
|
|||
|
|
|
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
|||
|
|
|
|||
|
|
|
|||
|
|
|
|
||
从晚上21:00到第二天早上8:00共计11小时，整个实训中心处于恒温状态，风盘没有启动，仅使用“地面辐射制冷系统”恒温运行，共用8.5度电，平均每小时耗电量为0.85度，地面温度26℃，空间温度28℃，无风，湿度70%，无结露。
从2019年6月17号早上8:00到6月18日8:00共24小时，总使用耗电为62度电，每个小时的耗电量为62/24小时=2.58度。
室内当天人数为39人，室外温度早上33℃，中午为36℃。室内工作舒适，地面无不良体感，地表运行无结露。
第二次测试：2019-8月15号晚21:00到16号21：00，共时长24H
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
当天8月15日上午11：30分时，为了检验系统稳定性能，打开窗户进行测试。地表面无结露，窗户外无热风进入。相反，辐射冷舒适感更好，制冷能力更强。
经实测数据对比，地表面温度与设定的目标温差在1℃左右时，没有“地面辐射制冷+风盘制冷”的系统中，在高热高湿区域，房子表面温度处理效率很低。而有“地面辐射制冷+风盘制冷”的两联供系统中，通过地面辐射来实现制冷，即地暖管里流的是调过温度的冷水，联合风机盘管协同工作，带动气流组织有效循环，降低空气温度，从而降低空气中的潜热，并兼顾除湿。
五、运行结果
经过一段时间的运行和测算，乌兰实训中心主机供回水温度10~12℃，地表温度在23~26℃，室内湿度65%，室内温度在24~28℃，所有测得数据符合人体热舒适度指标。“风盘+地面辐射制冷”同开时，机组的制冷量为15.7kW，按核算面积与实际功耗测得，15.7kW/240=64.5W/㎡。
综上可以得出，一台功率6.5kW（7HP）机，制冷量为15.7kW的变频冷暖机组完全满足核算面积240㎡的制冷需求。
六、与传统的风盘制冷对比分析
按照普通两联供系统来设计（风盘制冷，地面供暖），240㎡建筑物按单风盘冷量计算，总冷量200W*240=48kW。主机按全开率65%计算需要的制冷量48kW*0.65=31kW，需要两台5P机组。因此传统的两联供跟“风盘+地面辐射制冷系统”系统在节能性相差太大。
在实际运行和测试期间，实训中心的2台FP-102风盘，冷量5.4kW，展厅的3台FP-136，冷量为7.2kW，均是低速运行。
通过不同地方使用数据反馈，安装有“风盘+地面辐射制冷系统”的系统，比单空调风盘制冷来的舒适度更好，节能性更高。在不关闭运行的情况下，冷量远远大于实际计算的负荷。
在间隔使用期，可以让风盘停止运行，仍然保持室内温度均匀，地面温度的舒适度可以在23~26℃内，舒适度最高。水泥回填只要求为3cm左右就可以达到较高的辐射制冷能力，并可以在集中供暖区域Ф20或Ф16地暖管使用。
七、结露控制关键
地面辐射制冷要想成功，防止地面结露至关重要，尤其是在相对湿度比较高的南方地区，“防止结露、不结露”是考究地面辐射制冷成功与否的重要指标。
防止结露的核心是露点温度的检测，就是监测空气中相对湿度，湿度不同，露点温度也不同，通过混水调整供水温度的高低，始终让供水温度高于露点温度。相对湿度值高，供水温度要相应地提高；相对湿度值低，供水温度就可以降低。露点温度不是一成不变的，随着室温的高低等外部环境因素的变化，露点温度也在不断变化。
第二种方法就是降低相对湿度，加装专业的除湿系统降低房间的相对湿度。正常合理舒适的湿度区间是40～60%，大于60%就得除湿，尤其在南方，除湿系统安装必不可少。系统在刚启动时，相对湿度偏高，除湿系统正常运行，当相对湿度到了一定值，比如60%就自动停止工作。相对湿度降下来了，温度自然下来。