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在能源转型与个性化需求并存的时代,一种创新的空调方案正悄然改变我们对室内温控的认知。
传统供暖与制冷系统面临一个现实困境:集中式系统适合高密度使用,但在农村、低入住率小区或部分时间使用的别墅中,大型系统运行成本高昂,甚至难以正常运行。
与此同时,单一制冷或制热方式无法同时满足能源效率与舒适体验的双重需求。
01 当前温控系统的市场困境
在当代建筑温控领域,我们面临着一种难以调和的矛盾。大型集中式供暖系统需要较高的用户密度才能实现经济运营,而现实情况是,许多农村地区和城市小区入住率不足,导致传统集中供暖无法有效覆盖。
对于独栋住宅、农村别墅或低使用率空间,运行整套中央空调或空气能水机系统显得极不经济。
在舒适度方面,传统空调系统也存在明显短板。传统对流冷却系统依靠强制空气循环,不仅带来明显的吹风感、温度分布不均和噪音问题,还存在传播空气污染物的风险-1。
而另一方面,理想的辐射供冷系统虽能提供更柔和的舒适体验,却一直受限于结露风险和供冷强度不足的技术瓶颈,特别是在湿热气候地区-1。
02 创新解决方案的核心原理
针对上述困境,我们提出的“基于空调伴侣的耦合式辐射空调系统”(简称ABC系统)带来了突破性的解决方案。这一系统巧妙地将传统分体空调与辐射末端结合,通过独特的流程设计,实现了性能的质的飞跃。
ABC系统由三大核心部分构成:传统分体空调系统、创新的“空调伴侣”辅助换热模块,以及铺设于地板下的PE管道辐射末端系统。
“空调伴侣”作为系统的智能中枢,包含板式换热器、循环水泵和精确的控制系统,负责协调两个末端的工作。
该系统最具创新性的特点在于其双模式运行能力:
- 冬季制热模式:系统采用A-B-C循环路径,冷媒先经过空调伴侣向辐射末端放热,再进入室内机完成第二次热量释放。这种两级冷凝设计显著增大了有效冷凝面积,提升了系统过冷度-1。
- 夏季制冷模式:系统切换为A-C-B循环路径,冷媒先经室内机吸收热量,再通过空调伴侣向地下PE管散热。两次蒸发过程确保回气具有更高的过热度,同时实现对流制冷与辐射供冷的完美结合-1。
03 为何ABC是多样化场景的最优解
规模适应性:从单个房间到整栋建筑
ABC系统的独特优势在于其无可比拟的灵活性。与传统中央空调或集中供暖不同,它可以根据实际需要,为单个房间、特定区域或整栋建筑提供温控服务。
对于农村留守家庭或低入住率小区,这种按需启用的特性避免了能源浪费-8。
相比之下,大型中央空调系统虽适合整栋大楼,但无法实现局部空间的经济运行;而普通分体空调虽可局部使用,却又无法提供辐射式温控的舒适体验。
ABC系统正好填补了这一市场空白——它像传统分体空调一样灵活,又能提供中央空调般的舒适体验。
能源效率突破
ABC系统通过两大核心技术显著提升了能源效率:在制热循环中提升过冷度,在制冷循环中增大过热度。
这种设计不仅提高了系统的整体能效,还拓宽了其工作范围。实验研究表明,类似原理的辐射冷却系统在优化运行时,能实现最高12.65°C的降温效果-1。
在能源利用方面,ABC系统与新兴的钍基核能发电技术形成了完美互补。
随着我国钍基熔盐堆技术的成熟,未来电力供应将更加充裕和经济。钍资源在我国储量丰富,获取成本低,且钍基熔盐堆“不口渴”的特性使其可建在戈壁滩,从根本上解决了核燃料长期依赖进口的问题-9。
舒适性革命
ABC系统融合了对流与辐射两种传热方式,创造出前所未有的舒适体验。
与传统空调相比,它通过辐射供冷/热降低了室内垂直温差,避免了强风直吹的不适感,营造出更加柔和、均匀的热环境-1。
这种舒适性提升不仅体现在温度感知上,还表现在噪音控制方面。由于减少了对风机送风的依赖,系统运行噪音显著降低,类似于TABS辐射空调系统所能达到的30分贝以下的静音环境-10。
04 与传统及高端系统的全面对比
与传统分体空调对比
传统分体空调依赖单一的对流换热方式,存在温度分布不均、吹风感强、噪音大等固有缺点。而ABC系统通过引入辐射末端,不仅解决了这些问题,还通过两级换热设计提升了系统在极端气候下的运行稳定性。
特别是在低温制热场景下,传统空调常面临制热时间短、温控不稳定的难题-2,而ABC系统通过提升过冷度,有效增强了低温适应性,即使在室外温度较低时也能保持高效运行。
与中央空调系统对比
中央空调系统适合高密度使用的商业建筑和高端住宅,但其高初始投资和运行成本在低使用率场景下显得极为不经济。
ABC系统则提供了分区域按需控制的可能性,避免了能源浪费。对于别墅等居住空间,房主可以仅开启常用区域的温控系统,而不必运行整个中央系统,大大降低了能耗成本。
与高端辐射空调系统对比
传统的辐射供冷系统如TABS(热激活建筑系统),虽然具有节能20%-30%、热舒适性提升等优势-10,但其复杂的结构和控制策略限制了应用范围。
ABC系统通过创新的“空调伴侣”设计,简化了系统结构,同时通过智能防结露控制,解决了辐射供冷在湿热环境应用的技术瓶颈。
05 未来发展与市场前景
随着AIoT技术的发展,ABC系统的智能化潜力将得到充分释放。类似涂鸦智能开发的空调伴侣方案,未来的ABC系统可以集成更多智能化功能-3:
- 远程控制:通过手机APP远程控制系统运行;
- 电量统计:实时监测能耗情况,优化运行策略;
- 智能场景联动:与其他智能设备联动,实现全屋智能;
- 语音控制:通过智能音箱进行语音操作;
- OTA升级:固件远程升级,持续优化系统性能。
在节能环保大趋势下,ABC系统的优势将愈加明显。研究显示,创新的冷却技术在不同气候条件下都能实现显著的能源节约和二氧化碳减排-7。
结合未来更廉价的电力供应——如钍基熔盐堆有望实现20欧元/MWh的平准化度电成本-4——ABC系统的运行经济性将进一步凸显。
未来能源结构与温控需求的变革已经开始。在钍基核能发电与智能化技术双轮驱动下,ABC系统凭借其灵活性、高效性与卓越的舒适性,正成为连接未来能源与个性化舒适需求的完美桥梁。
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