段翔 刘天伟

江苏慧居建筑科技有限公司 江苏南京 210000

1 户式辐射新风系统简介

1.1 系统定义

户式辐射新风系统，通过整合被动式技术、新风、辐射、智能化等关键技术，为居住者提供健康、舒适、智慧的居住环境。该系统以分户式冷热源，依托于节能建筑，采取结构留洞与装修密切配合的设计思路，结合以水为媒介的辐射吊顶做法，保证室内达到高舒适性效果。室外新风经过户式新风机处理后，由地面送风口不间断送入室内，通过厨、卫间上部的排风机排出，由此形成的置换式气流组织。该系统能够实现分户开关，分户计量，分室可调的功能。相比于传统空调型式而言，该系统具备健康、舒适、智慧的三大特征。

1.2 系统特征

（1）健康。该系统采用超洁净新风技术，室外新鲜空气经过初效、亚高效过滤，PM2．5过滤效率90%以上，再通过独立封闭管道送入室内，并以下送上排的送风方式，进入室内后沿地板蔓延开来，再缓缓上升，保证室内人员呼吸到的都是新鲜空气。最低每1．5小时可将全屋的空气置换一次，保证室内空气的清新。且室内湿度常年保持在30%-70%，避免室内霉菌滋生，大大降低了微生物污染[1]。

（2）舒适。传统空调吹风感强烈，夏季冷气刺冷，冬季热气燥热，且房间内各个区域温度极不均匀，对于老人和小孩来说极易引发感冒和关节疾病。户式辐射新风系统利用顶棚低温辐射方式调控温度，可以将垂直温差控制在3℃以内，保证室内常年保持在人体舒适的温度范围。

图1 顶棚辐射垂直温差示意图

（3）智慧。可通过手机APP远程实时监控室内空气质量，调节室内温湿度和风量。可视化集成控制面板，可选择监测温度、湿度、PM2．5和CO2数值；智能调节系统，多种运行模式可选。

1.3 系统组成

图2 户式辐射新风系统组成框图

（1）冷热源。对于户式辐射新风系统而言，其冷热源的选择十分灵活。在寒冷地区，可用低环温型风冷热泵、户式地源热泵等作为系统冷热源；也可利用寒冷地区集中供暖的优势，将市政供热作为冬季热源，夏季风冷热泵作为冷源；还可以选择燃气锅炉作为冬季热源，具体冷热源的选择视具体项目而定[2]。

（2）毛细辐射系统。毛细管网敷设于室内顶面，柔和散热制冷，避免了常规空调末端形式带来的吹风感以及室内不同位置的温差，室内温度分布均衡。

毛细管网埋设在石膏吊顶下表面，主要靠辐射传热给建筑物供冷或供热，与风机盘管相比无冷凝水，不会发生排水不畅及细菌滋生，且无动力设备产生噪音。

图3 铺设毛细管顶面辐射系统的室内环境图

（3）置换新风系统。新风系统是温湿度独立调节空调系统最为重要和关键的子系统，新风系统承担系统的潜热负荷，湿度控制是辐射供冷系统能否成功运行的关键。在温湿度独立调节空调系统中，新风的设置需要满足以下条件：

①新风满足人员对新鲜空气的要求；

②新风需满足室内微正压；

③满足室内除湿要求。

新风给室内人员提供新鲜空气的同时，还需要处理室内人员及新风本身的潜热负荷。新风送风从墙角地面以不大于0．5m/s的风速送入室内，在地面蔓延形成新风湖，遇到人体等室内发热体加热后自然上升包裹人体，使人体始终吸入的是新鲜空气，而人体呼出的废气亦随上升气流带走，从厨房、卫生间等顶部的排风口排出室外。新风系统让室内人员始终处在健康的新风环境中[3]。

图4 置换送风方式效果图

（4）控制系统。户式化智能控制系统与辐射系统、新风系统密切联系、紧密结合，是整个户式化空调（辐射）系统的核心部件之一。

户式化智能控制系统包含智能控制箱、全屋信息屏、温湿度控制面板、环境参数传感器以及电动阀门等设备与器件，其控制设备及器件模块如图5所示。

智能控制箱：保证整个户式化智能系统稳定、高效的运行；

全屋信息屏：满足用户在操作性与可视化方面的差异性要求，用户可以方便的观察到系统的运行状况，并实现对系统的一键控制；

控制面板：调节室内温湿度；

环境参数传感器：监测温度、湿度、CO2、PM2．5、TVOC等参数。

图5 控制系统组成示意图

2 户式辐射新风系统的技术性分析

2.1 新风系统设计节点

新风系统的热湿处理是新风处理的主要任务之一，该系统新风机，集新风、除霾、除湿、加湿、供冷、供暖等功能于一体。如图6所示。

图6 新风机原理图

典型户内气流组织为下送上排的置换式送风。送风采用地板送风，经过新风机处理后的新风由主管道进入各房间的送风分配器，再通过地面送风管送至每个风口的送风静压箱，由地板送风口送入室内主要功能房间。

图7 某项目地面送风示意图

图8 地面风管做法示意图

图9 地面送风口示意图

排风采用上排，在各封闭的房间门头正上方安装平衡式通风器，在户型的卫生间和厨房设置排风口，将室内的污浊空气排到室外。排风机与新风系统联动开启。与新风系统联动的排风机总风量为新风总风量的80%。

图10 平衡式通风器示意

图11 排风机示意图

2.2 辐射系统设计节点

毛细管末端的铺装方式应以顶面铺设为主。主要功能房间和卫生间设置毛细管，装修在设计吊顶时，需保证毛细管辐射面积。结构梁内需预留设置毛细管干管走向的预留洞；安装方式上，毛细管建议铺设在石膏板上，并且毛细管与石膏板应有固定管卡进行固定；应采用专业的喷浆材料和工艺进行毛细管表面喷浆施工，不得随意采用其他装修材料，喷浆的厚度应严格控制，一般不宜超过15mm。

图12 毛细管安装示意图

毛细管网冷热水由设置于室内厨房或卫生间吊顶内的分集水器进行分配控制。该设备如图13所示：

图13 分集水器示意图

2.3 系统防结露控制

户式毛细管辐射新风系统的难点在于夏季毛细管壁面的防结露控制，辐射系统的室内除湿由新风系统承担，新风的送风状态点和送风量必须与室内除湿需求相匹配，同时新排风比应控制在1:0．8，保证室内处于微正压状态。其次应在室内功能房间的辐射壁面上设置防结露探头，探头设置在容易结露的区域，当检测到毛细管的壁面温度接近室内空气露点温度时，应及时关断该功能房间毛细管回路的上的阀门，起到对辐射系统的防结露控制。辐射系统实际运行时也应该根据设计值和室内温湿度环境将毛细管的供水温度设定在相对安全且可以发挥毛细管辐射能力的温度点上[4]。

室内湿度比较高的地点是厨房和卫生间，通过设置在厨房和卫生间的排风机，将室内相对潮湿的空气排至室外，并且保证厨房和卫生间区域的压力略低于其他功能房间，也保证了其他功能房间的相对清洁[5]。

2.4 系统对比

图14 系统防结露示意图

表1 户式毛细管辐射新风系统与常规系统之间的对比