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《业主赛》常州天目地源#1工程——家装类

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发表于 2012-11-22 16:52:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 江苏陈康生 于 2012-12-4 16:39 编辑

批注:此为笔者自家装的低温差辐射供暖供冷系统,欢迎大家参与讨论
一、 回归自然-洞人设计
我们的祖先居住在山洞里,因为她是自然的冬暖夏凉;农耕时代人们筑窑洞居住,因为她是自然的冬暖夏凉;现代人居住在空调环境中,由于它是强制式的冬暖夏凉。
人类渴望回归到自然的冬暖夏凉居住环境中,一种自然舒适、节能微排、人·建筑物·自然 之间和谐合一的现代洞人居住。

二、工程简介
工程名称:天目地源#1工程
工程位于冬冷夏热、相对湿度较高的常州地区。
建筑面积260m², 3层,5m挑高。120m²草坪。

三、热损失
天目地源#1工程,安装了外墙内保温和断桥铝窗,大大降低了外围护的热损失。
设计峰值负荷:
制热:13.8 kW;制冷:6.5 kW

四、设计原理图
原理图.JPG

五、水力设计
受冷凝的限制,辐射制冷温度工作区间很窄。天目地源#1工程进、出水温差设计为2~3℃;进水温度设计为>20℃。如何将弱小的制冷量充分使用、要求水力配送系统必须达到:
1)相同的进水温度;
2)满足制冷负荷所需的流量;
3)区与区之间水力分离。
根据负荷设计流量、管径。流量设计应达到:
1)地暖管、地源管流量>紊流流量;
2)最大流速<4ft/sec

六、工况
制冷工况:地源→水力分离器→区分水器 →水力分离器→地源
制热工况:锅炉→水力分离器→区分水器→水力分离器→锅炉

七、换热器—管网
地源管网:水平埋管
                 De32×3.0mm     5×120m
                 环路长度误差<3%
地暖管网:铺管面积207㎡
                  4个区,普通型分水器
                  19个环路,De16×2,管间距:15cm
                  每个环路当量管长60~70m
                  设计同一分水器环路长度误差<5%

八、能耗估算
图片1.png

九、生命周期成本
低温差地板辐射供冷、供热系统与常见的“地暖+中央空调”方式生命周期成本比较:

                               初装费      20年运行费
  辐射供冷供热           80%        20%
  地暖+中央空调        25%        75%

一栋200~300m²建筑物,20年运行周期节省人民币30万元!

十、施工图片
图片2.jpg
天目地源#1工程—水平埋管
图片3.jpg
天目地源#1工程—地暖管—地板
图片4.jpg
天目地源#1工程—地暖管—墙
图片5.jpg
天目地源#1工程—地暖管+实木地板木楞
图片6.jpg
天目地源#1工程—地暖管—浇水泥
图片7.jpg
天目地源#1工程—地暖分水器
图片8.jpg
天目地源#1工程—机房

十一、附件
数据链

一些网友对我的帖子没有包括的设计内容感兴趣。应老张的提议,我将设计的部分内容补充一下。图表中多为英文,我计算的公式也是英制单位,都没有转成中文。


天目地源1.JPG


天目地源2.JPG


天目地源3.JPG


天目地源4.JPG


天目地源5.JPG


天目地源6.JPG


天目地源7.JPG


天目地源8.JPG


天目地源9.JPG


天目地源10.JPG


天目地源11.JPG


天目地源12.JPG


天目地源13.JPG

天目地源14.JPG
天目地源15.JPG

天目地源16.JPG

天目地源17.JPG 一楼.jpg 一楼地暖布管图
二楼.jpg 二楼地暖布管图
三楼.jpg 三楼地暖布管图

7.jpg 6.jpg 5.jpg 4.jpg 3.jpg 2.jpg 1.jpg 8.jpg

十二、作者
图片9.jpg
陈康生
19576
工程师

天目地源#1工程
-设计;
-设备、材料选型;
-工程监理。

设计时间:
20099- 20118
工程施工时间:
20119-20129


    参考资料: ·《Modern Hydrnic Heating》  John Siegenthaler, P.E. ·《Radiant heating and cooling by embedded water-based           systems》BJARNE W. OLESEN, PH.D.





许多网友对辐射制冷感兴趣,有网友猜测我从事过的专业,试图将我和天目地源#1工程之间建立联系。应老张的提议,我整理了过去3年所走的路径,发表于此,与大家共享。
                                                                                   陈康生 2012年11月26日

                                                                                路径

1. 月亮的魅力
   为了亲身体验那五百年一遇的日全食, 我和妻子提前一天于2009721从居住地天津市驱车1000公里到达长江下游的江苏·常州·溧阳老家。次日2009722上午在市政广场共同感受了一把宇宙的神奇,月亮的威力。震撼之余,在漫无目的地驱车行驶过程中我们看到了天目湖景区周边小区一处住宅,没想到在这之后它竟会为我实现构想的一个工程。

2. 回归江南
   我们常年居住天津市,妻子是北方人,虽喜爱江南的人杰地灵却对江南冬季的湿冷和夏季的闷热望而却步。我虽自小在江南长大,但离开时间久了渐渐也变得不适应了。正所谓“江南好,冬天、夏天受不了”。妻子有空调综合症,空调冷暖的生活方式显然不适合我们。
   回归江南,在过去40年对我们来说仿佛是非常遥远的一件事情。看着空洞的房子,我思绪一转--改变,打造既环保又节能的居住环境,提高生活的品质。于是,故乡,我回来了。
   新住宅要装制冷、制热系统的硬任务摆在我的面前。我们都不喜欢空调的“风”,找了6家暖通公司做设计,没有一家设计没有“风”,而且耗能都很大。不要“风”,还要节能,怎么办?上网。地暖、毛细管、新风,太阳能、地源热泵,这几个新名词出现在我的面前。从此,一个历经三年艰难行程开始了。

3. 探索
   我问暖通设计人员,为什么装了中央空调,还要装地暖?答:冬季使用地暖辐射方式舒适。那为什么夏季不用辐射方式呢?答:不行,会产生冷凝水。不要“风”变成不能冷凝,还要节能。怎么办?
   地源热泵技术节能,200911月底,我参加国际地源热泵协会第三期培训班。上课第一天午餐时,我特意坐到授课老师Mr. Edward 旁。问他,有没有不用“风”的制冷方法,回答说:有。又问,冷凝怎样解决?答:欧洲一些地区用18的进水温度。他反问我,你学过暖通专业?答:没有。问:你做过空调?答:没有。同桌就餐的人好奇地看着我们的时候,我收获到自己想要确定的东西——较高的进水温度可以避免冷凝!培训班结束学员发言时,对大家热烈讨论的题目:地源井埋管热交换能力,我从地源井的钻井质量角度发表了自己的看法。因为我对钻井很熟悉, 1981年我在石油勘探期刊上发表的第一篇论文就是有关石油钻井方面的技术课题。
这里要补充一下:1972年,当石油钻井工人。1976年在南京学习石油钻井专业(中专)。1983年和1986年分别在江苏的两所大学进修大学课程和英语。先后担任技术员、工程师和技术翻译。1990年后,从事外贸进出口工作,先后担任外销员,副总经理;私营外贸公司总经理。

4. 迷失方向
既然冷凝是有条件的,在产生冷凝的温度区外工作就可以避免冷凝。2010年开始,整理气象资料,确定避免产生冷凝的最低进水温度值。至此,一道鸿沟出现在我的面前:进水温度较高,虽然冷凝可以避免,但温差很小,制冷量不够,怎么办?不知道!

5. 否定之否定
经过4个月的困惑,到了2010年4月,制冷量不足的问题还是不知怎么办。一天,我打开从前学习用的教材,感觉到这一期有点怪:为什么用如此多的篇幅讲解“冲洗流速”和汇管变径?一个关键点 -- 流量!是的,设计地暖管网、地源管网以及配送管网,设计师的基本的问题是什么? 我问自己,是“管中有水流动”,那么流动水的流量、压损、温度及流动状况必须知道。其中,流量是最活跃、最难确定的因素。怎么办? 上网,上英文网。2010年4月20日,一个难忘的日子。搜索时看到英文词组意思是精确水力,大为振奋! 自言自语:问题就出在这里!再搜索时,大量的国外论文出现了。这之后,决定停掉工作,潜心学习。前后共下载约200篇英文论文,大部分是泛读,有20篇是精读。时间不够用,平均每天睡眠4小时。2010年8月,在美国的女儿给我寄来了权威的工具书籍。阅读、研究了6个多月。精确水力的问题解决了,但还是没有涉及到辐射制冷。研究还在生活中继续。。。。。。
辐射制冷是一个多元系统工程。它不仅包含冷源生产、配送、交换,还涉及气象条件、外围护结构、水力设计、管、部件,以及对制冷非传统意义上的理解。
2011年上半年,建立系统设计数据链,共涉及的计算公式大约有80个。确定最终的配置方案和布管方案图。
2011年7月7日,第一张系统原理图完成。后经过几次修改。
2011年7月底,完成系统初始装配图和采购清单。
至此,用了2年时间,一个全新的系统-低温差辐射供冷供热,回归自然-洞人设计完成。天目地源#1工程包含:外围护结构改造,冷源-地源/低品位浅层可再生能源,热源-管道天然气/锅炉,水力配送系统,室内交换系统(地暖管网),水处理系统,生活用水系统。

6. 整合资源
把装配图零部件变成实物,组装起来,安装到位。是一件有意义的事。暖通行业多年的发展使我的系统装配成为可能。购买清单上的产品,大部分国内采购,有些部件来自国外。由于入行时间短,寻找和采购产品花了很多时间。借助于多年当工人、工程师的经历,带领各个工种人员完成组装、安装工作是驾轻就熟的。经过1年时间,选型、采购、装修、安装,于2012年9月完成了系统安装调试。进行制冷试运转,循环系统静音,供冷各区辐射结构表面温度都达到了预期效果。我妻子问我制热效果怎样,我说,相对于制冷来讲制热是个小case。制冷都没问题了,制热还用担心吗? 这正是我3年来要的结果。
最近应朋友的建议,我把在学习和研究过程中的知识系统化,正在整理一系列适用于不同情况下节能的水力设计方法。独乐乐,不如众乐乐。
7. 结束语
如果一定要给出设计和施工两者之间的权重比,我的答案是:七分设计,三分施工
如果一定要给出3年来,我对这一工程的贡献度的话,答案是我的贡献度为30%;我的家人给出很大贡献,特别是我的妻子,由于她不适应江南的湿冷、闷热以及空调“风”,这才有了我要创新的想法和动力。甚至在我还不确定自己能否搞成前,她就坚信这一项目肯定能成功,所以她的贡献度是50%;前期关键时刻,我的女儿给我提供了重要的工具书籍,她的贡献度是10%。西方男人常说:女人是推动生产力发展的原动力--看来很有道理!
剩下10%归谁?那是-月亮。



帖子中至少有两个不同点。笔者愿意与找出两个或以上不同点的网友加入好友,进一步讨论深入的问题。












发表于 2012-11-22 16:55:48 | 显示全部楼层
哇,陈工自己给自己家装,很用心哦,支持陈工{:soso_e179:}
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发表于 2012-11-22 17:07:40 | 显示全部楼层
好细致呀,供暖制冷都涉及到了,每月的费用都算好了,坚决支持!
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 楼主| 发表于 2012-11-22 18:13:05 | 显示全部楼层
谢谢楼主的肯定,这是一个有·别于传统模式的系统。希望看到大家提出的问题。
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发表于 2012-11-22 18:30:33 | 显示全部楼层
陈工 请问您就从事地暖行业吗?  还有我看到你地源盘管  但没看到热泵  是不是 没有用热泵,只是在夏天的时候 用水泵循环地下盘管的水 ,通过地暖管为室内降温吧
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发表于 2012-11-22 18:35:21 | 显示全部楼层
看到地暖分水器那里没有任何控制,冬天好说 热点调阀门 开窗户,但夏天制冷 你怎么控制 地面结露的问题考虑过吗?
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发表于 2012-11-22 18:46:08 | 显示全部楼层
非常棒的设计{:soso_e179:},前几天还有人和我讨论墙面加热问题,和你不同的是我做的墙面加热是发热电缆。
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 楼主| 发表于 2012-11-22 18:46:37 | 显示全部楼层
老张,您好!我从事其他行业。做这个只有3年。 系统中没有热泵。是的,夏季只是地下-地暖循环降温。
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发表于 2012-11-22 18:51:21 | 显示全部楼层
龙骨中间有加热系统,面层是实木地板吧?如果是实木地板温度最好不要太高,不然实木地板会变形严重,还有一点就是 龙骨中的水暖管固定不应该使用塑料扎带,应该选择稍微粗一点的热镀锌铁丝网,将铁丝网剪断向上弯成一个环扣住水地暖管,这样固定的结实一些,塑料扎带用不了多久会在高温坏境中老化失效。
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 楼主| 发表于 2012-11-22 19:01:19 | 显示全部楼层
庄东升,您好! 是的,你看到了核心的问题之一。 看上去没有控制,在设计时将地源端的流量和地暖端的流量对应起来。泵是3速的。每一档泵提供的流量必须很清楚。地源端所提供的温差是很小的,因此流量是大的,才能满足制冷要求。
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