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什么是全空气系统?
时间:2022-06-17 点击:

全空气系统是什么?

空气就空气,为啥要加各“全”?难道还有不全的空气?空气系统不就是新风吗?什么是全空气系统?

我们来看看定义:全空气系统是完全由空气来承担房间的冷负荷的系统。所以,全空气系统是全部靠空气——也就是靠风——来传送冷量和热量。所以,全空气系统是风道式系统,先在机房换冷或者换热,然后通过风道来传送冷量或者热量。相对应的,比如多联机和水机,是靠冷媒管(铜管或水管)先将冷热量输送到房间,再通过风换冷或者换热到房间。


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全空气系统的的空气处理基本上集中于空调机房内完成,集中式空调系统一般属于此类系统。集中空调系统的机房一般设在生活区外,如地下室、屋顶间或其他辅助房间。一个全空气集中空调系统可以为一个或多个房间服务。主要是计算每个单位面积的冷热负荷以及换气次数。

为什么全空气系统主要应用在北美?

如果咱们拿一个地球仪进行观测,咱们就会很容易看出欧洲国家众多,且大部分集中在纬度较高的区域,对应咱们中国同等纬度的省份,基本和东三省一个纬度,很多欧洲国家甚至比东三省纬度还要高。大部分欧洲国家的气候特点是寒冷、干燥、夏天早晚温差大。所以,欧洲国家即便是普通居民的房屋保温都做得非常好。


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乌克兰一处被炸得房屋能看到4砖外墙加保温和批灰外层

欧洲国家的暖通市场主要就以采暖为主,无论是地暖还是暖气片,都是通过热水输送热量,传热方式以辐射为主。由于全球气候变暖,近几年欧洲以及北美频频出现炎热的夏季,甚至发生热死人的现象,即便如此,欧洲的夏天还是很短暂,空调的使用也相对比较少。至于,为什么欧洲会诞生和应用辐射制冷空调,这又是另一个话题,此处按下不表。

我们回到亚洲,大部分亚洲的分体式家用空调或者中央空调都是通过冷媒管和风机盘管进行换热。在北美,把这一类空调叫做:无管道系统(ductless system)

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在空调只用来解决冷暖的年代,这一类空调节能,比窗机噪音小,安装调试方便,快速的取得了市场,逐渐在家用领域取代了风道式系统的原有地位。当然,可能这一类产品更适合亚洲的原因,也包括,通过变频技术,节省了使用的能耗,因为系统结构更适合亚洲的高层建筑,内、外机不需要单独占用太大的面积和空间,得到市场的认可。

这就不得不提到,开发商为了节省面积,设置各种不能排风,不能吸气,不能安全的安装外机的空调位置,每年摔死大量的安装工人,实在是一言难尽啊。

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那么为什么全空气系统主要都集中在北美呢?北美地广人稀,所以住宅盖得不高,以两三层的钢木结构房屋为主。如同在中国大部分开发商会在梁上默认预留多联机的管道孔一样,北美的开发商,大部分会在建筑的墙体里面预埋好送风的大管道。这也是为什么,我们在美国大片里,经常看到特工在空调通风管道内爬行的画面。

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钢木结构的房屋相比混凝土砖混结构的房屋,本身具备较好的保温性能。加上美国等发达国家都是人均能耗大国,结合全空气系统本身需要长期开启使用,所以这一类风道式系统天然适合在北美的房屋内安装。


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北美有哪些全空气品牌?

北美的全空气品牌包括(此处排名不分先后):American Standard(美标) Carrier(开利) goodman(古德曼)  Trane(特灵) Rheem(瑞姆)  York (约克) Ruud (路德) Heil(赫尔) Hi-Velocity (HV) Bryant (布莱恩特) 等等。从这些品牌可以看出:

1、其中不乏耳熟能详的,在国内本来就有经营的品牌,但是针对中国市场的特点,主要是在销售大型商业中央空调或者是户式水机中央空调,没有在国内销售全空气产品。

2、亚洲的多联机系统在北美几乎没有什么市场。

3、这是一个非常成熟的技术,很多公司都有几十年的历史。

4、近几年新出现的全空气品牌,尤其式最近几年在国内涌现的全新的全空气品牌,在北美并不存在。甚至有些打着欧洲旗号的全空气空调品牌,最起码,欧洲不盛产空调,尤其是不盛产全空气空调。

5、北美的水机空调品牌一般本来就在北美的工厂有生产全空气产品,而日系的空调品牌通常不生产全空气产品。

中国全空气系统市场的兴衰

80年代末—90年代初,中国有很多部委大院和高端别墅楼盘,标配的空调就是全空气空调。那个年代,本身安装空调的数量就较少。

90年代末—10年代初,亚洲分体式多联机系统因为市场竞争的优势,逐渐取代全空气系统,北美全空气系统市场份额逐步萎缩,有些开始退出中国。

2015年——至今 全空气系统因为其除了可以调节温度冷暖以外,还能对空气的湿度、新鲜度、气流组织、洁净度进行调节的多功能特点,逐步受到高端业主的青睐。

随着柴静的一部穹顶之下独立调查,大家才开始关注原来我们一直以为的雾,里面也有霾。原来空气质量好的各个发达国家:美国、英国、德国、加拿大几乎家家户户都有过滤空气的习惯,空气滤芯在一些超市里,有标准尺寸的替换滤芯销售。而空气质量不太好的各个发展中国家:印度、越南、伊朗家家户户几乎没有过滤空气的习惯。这个有趣的现象,难道不值得我们思考吗?

全空气系统是三恒、五恒吗?

这个问题本身是不严谨的。恒温、恒湿、恒氧就是行业里大家对三恒的解答,加上恒静以及恒净,就是五恒了。而暖通学科本没有那种系统叫做三恒系统或者五恒系统,什么是恒也没有固定的说法和定义。从销售的角度,有调温、调湿、调氧的功能,就称之为恒温、恒湿、恒氧显然是不严谨的。所以,对于三恒、五恒的叫法,更多的,我们可以把他看做一种更简洁明了的销售表达,就如同我们说“舒适家”、说“冷暖风水”一样,只是为了更简单的把概念传递给客户。具体的系统比较和描述,远远不是几个字可以表达的。所以,严格意义上来说,并没有所谓的三恒系统或者五恒系统,也不见得叫五恒的就比三恒好,叫八恒的就比叫五恒的好。

全空气系统是好系统吗?

这个问题就如同我们问:剁骨刀是一把好刀吗?把好的产品匹配给适合的客户,就是好系统。比如,客户希望房间里面没有空调的室内机(风机盘管),又或者客户希望不要在房子里装太多系统(空调、地暖、新风、除湿等等),希望多功能于一体。用设计和安装使产品发挥出其应有的功能和性能特点就是好的系统。

把合适的系统放到合适的房屋里面去,就是好的解决方案。全空气系统的风道相对冷媒管的铜管水管来说,尺寸较大,不适合在平层房屋安装,别墅相对来说,就更适合。

通常对全空气系统有哪些误解?

通常对全空气系统的误解包括:

1、这是一项新技术

2、中国的建筑都不适合安装全空气系统的管道

3、全空气系统能耗极高

4、全空气系统不能分区控温、分区关闭

5、全空气系统原理很简单,安装也很简单。

6、5冷吨的机组可以配置200—300平的房屋。

为什么把以上观点列为对全空气系统的误解呢?

一、全空气是一项新技术

我们一方面向客户推荐全空气技术和产品,一方面要解决一个商业悖论:你向我推荐的你认为好的产品,为什么你认为这么好的产品,市场上没看到很多宣传和使用呢?

1、由于建筑结构的不同。

北美大部分是钢木结构的房屋,所以比较适合安装风道式系统,中国的砖混结构的房屋,室内的梁和承重墙比较多,不太适合安装风道式系统,多联机系统更容易安装,因为更容易安装所以中国暖通商家就逐渐选择了更容易安装的铜管道(氟制冷剂)或者水管道(冷冻水)的系统。所以中国市场目前全空气产品相对较少,是因为不同地域建筑结构特点不同。而在适应全空气系统的北美市场,咱们普遍在用的多联机产品却少有人问津。

2、技术要求高、难度大

全空气产品在中国安装的技术难度远远大于在美国安装。因为北美房屋的管道很多是开发商标配的,对于产品安装,只需要把内外机买回来连接即可。但是对于国内,每一套房子都是定制设计,定制安装,这种工作就比较大地依赖专业地设计工程师和安装工程师。而这类系统的配套工程师的培养和考核,需要的时间和成本比较高,同时周期比较长,整个产业的供应比较少,所以就形成了供不应求的市场格局。当前整个全空气市场全面开花,也逐渐开始乱象丛生。

一方面,从厂家的角度来看,当前发展的最大障碍实际上是整个行业落后的技术能力和工程管理能力,甚至是因为落后的企业管理能力。绝大部分家装行业的暖通企业都是小微企业,公司的管理还局限于一言堂,老板一个人说了算。没有清晰的组织管理和流程管理,没有合理的激励机制,简单的雇佣劳务关系,劳动意愿和劳动效率低下。当劳动意愿和劳动效率低下的时候,同样会导致产生系统的技术难度。这是因为,一个定制化的系统,人的因素特别大,如果人浮于事,细节无法把控,无法买到员工的责任心的时候,往往无法呈现出极致的效果。因为,目前在国内追求“五恒”效果的客户,对系统的效果期望值是很高的,方方面面的细节都决定了最终呈现的效果,如果光靠营销宣传让客户买单,最终的呈现效果达不到预期,最终还是无法长期良好的经营这个品类的产品,所以从根本上来说,首先要提高小微企业的管理意识,加大技术投入,重视技术价值。

3、消费分层

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今天的中国,40多年的改革开放,在高速的经济发展中,逐渐形成了天壤之别的消费分层。在大部分领域实现了针对不同层次消费提供不同层次的供应。比如:房子,从廉租房到稀缺豪宅,从几千元一个平方到几十万一个平方。比如轿车:从几万元一台,到上千万一台。中国都是最大的市场,并且每个层次的产品在中国都有全球最大的市场潜力。但是,由于落后的家装暖通生产力,使得暖通产品的同质化日趋严重,无论你住多少万一平的房子,开多豪华的豪车,大部分空调都一样。

这使得高层次的暖通需求没有办法被落后的家装暖通生产力满足,塔尖客户日益增长的美好生活的需求,与家装暖通不平衡不充分发展的矛盾日益明显。所以导致了一部分高端用户的需求无法得到满足,市场上可以提供真正高端效果的暖通供应商发展不平衡不充分,所以能见度低,也就可以理解了。简单点来说:高端需求少,能满足高端需求的供应更少。供需都稀缺的原因,导致了高端的好系统难以得到极大的市场推广。我国高端暖通市场的主要矛盾已经转化为:高端人士日益增长的美好生活需要和暖通公司不平衡不充分发展之间的矛盾。

二、中国的建筑适合安装全空气系统吗?

全空气系统的管道对中国的建筑来说有很高的设计难度。这个问题可以从几个方面来解读:

1、管道怎么安装不影响层高?

答案是:管道隐蔽起来不影响层高。如何隐蔽呢?比如讲送风管道隐藏在边吊的造型里。也可以讲管道隐藏在定制的书柜、酒柜、衣柜的背后。这要求跟装饰有比较高的配合。

2、灵活的管道不影响层高

送风主管的长度决定了管道设计的灵活程度。送风主管越长,代表可以设计的可能性越大。绕行的距离越长,意味着绕开设计难点的方法越多。

3、无论全球哪里的房子,保温越好的房子,越适合暖通系统的安装。

全空气系统是恒温系统,所以对建筑的围护结构要求比传统的暖通系统更高。对于保温不好的建筑,通过高能耗即开即冷、即开即热固然系统的制冷速度和制热速度更快。通过常开达到恒温的系统,虽然长时间开启,但是动力负荷可以相应的减小50%,同时通过设备全直流变频技术可以将常开的能耗降低到比传统系统短时间开启使用的综合能耗更低,达到节能30%。

以上的讨论,并不妨碍我们理解另一个维度的观点。做好建筑的保温,无论装什么系统,能耗都会更低。并不存在什么系统更适合能耗高的建筑,什么系统更适合能耗低的建筑。所以当一些负责任的公司,建议业主加强门窗和建筑保温的时候,同行攻击:这些系统要做了保温才能做,这些系统对门窗的要求高,这些系统能耗很高,制冷能力很差。我们这里不做探讨。

三、分区控温

根据以往大家使用空调和地暖的习惯,每个房间都需要独立设置温度。全空气系统因为是集中在设备机房进行冷热交换,然后分散供风到各个区域的。看起来,全空气系统是无法分区控温和独立关闭的,同时也无法解决个体差异的问题。

1、分区关闭:

因为全空气系统是分区提供设备机组的,一个机组大概可以覆盖150㎡——300㎡的面积,所以机组是可以按照150㎡一个区域来独立开关的。

2、分区控温

有一些采用变风量风阀来控制的全空气系统是可以实现分区控温的。另外,恒温供风的时候个体可以通过衣物调节来实现在所有温区里呆着都没有温差感。从这个角度去看这个问题,只能说分区控温和恒温舒适,各有利弊。

3、个体差异

个体差异可以通过电动风阀来进行区域调节。另外,我们也要注意看到:很多个体差异是由室内的相对湿度引起的,并不完全是温度差异。这往往是传统暖通从业者容易忽视的。

4、建筑得热差异

对于建筑得热差异比较大的房屋,需要通过电动风阀来调节,同时在设计早期也可以针对性的调节各个区域的冷热负荷。

四、全空气机组一套可以带多少面积?

从这个非常不专业的问题,带出来一个专业的回答:这个问题本身是错误的。一套设备能提供多少面积的冷热、空气净化、新风需求,根据建筑的围护结构、常驻人员的多少、对空气品质的需求不一样,设计出来都不一样。所以这个问题要放在一个正确的前提下。

为了给读者一个大概的印象,我们假设我们的房屋是国标65%节能,门窗K值<2.0 那么用一套5标准冷吨的机组去供应。

1、原来我国建筑节能是以1980-1981的建筑能耗为基础,按每步在上一阶段的基础上提高能效30%为一个阶段。因此通常据说的第一步节能是在1980-1981的基础上节约30%,通称为节能30%的标准。

2、第二步节能是在第一步节能的基础上再节约30%,即30%+70%×30%=51%,简称为节能50%的标准。

3、第三步节能是在第二步节能的基础上再节约30%,即50%+50%×30%=65%,简称为节能65%的标准。

4、目前我国住宅和公共建筑普遍执行的是节能65%的标准。)

{一套标准五冷吨的机组,制冷量约为17KW{冷吨通常用来标称功率较大的中央空调,一冷吨=3024大卡=3516W,计算是以大卡(KCAL/H)或瓦(W)来计算的,一般来说,1匹家用空调对应于制冷量约为2000大卡=2324W(1大卡=1Kcal/时=1.161W)}

在以上这样的房屋里,用以上这样的设备供应,如果房屋面积为160平,层高为3米,我们可以计算的出单位㎡的平均冷热负荷为106W,换气次数为系统风量(假设得风量为2600m³/h)➗ 3 ➗ 160 =5.4次。那么我们就要问106W/平,5.4次换气次数是否满足客户得需要,是否满足当地得气候特点和极端天气。这个问题才会有相对准确的答案。

专栏作者:陈川

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