
从热泵冷热源、AHU空气处理到新风、回风、湿度、净化与智能分区,全面了解住宅全空气系统
传统空调首先解决的是住宅的制冷和采暖问题,而随着居住品质不断提高,人们对室内环境的要求已经逐渐扩展到温度、湿度、新风、CO₂浓度、空气洁净度、运行噪声以及不同房间的独立控制。
全空气空调系统正是在这种需求下形成的一种综合空气环境解决方案。
系统通过冷热源、AHU空气处理机组、送回风管道、新风与排风系统以及智能控制系统协同工作,对空气进行冷却、加热、过滤、除湿、加湿和输送,再将处理后的空气送至不同房间。
因此,全空气系统并不是简单地增加一台新风设备,也不是把传统中央空调换成一台更大的空调,而是将冷热输送、空气处理、新风换气、全屋循环、湿度管理和智能控制作为一个完整系统进行设计。
AHU(Air Handling Unit)即空气处理机组,是全空气系统中负责集中空气处理的重要设备。
根据系统设计,AHU可以配置过滤器、冷却盘管、加热盘管、加湿设备、风机、风阀以及温湿度等传感器,对进入系统的空气进行集中处理。
处理后的空气再通过风管输送到各个房间,因此从室内环境调节角度来看,全空气系统是以空气作为主要冷热输送和环境调节介质的中央空气系统。
需要特别说明的是,“全空气”并不意味着系统内部只有空气。
例如采用热泵水系统时,可以先产生冷水或热水,再输送到AHU盘管进行换热;DX直膨系统则可以通过制冷剂直接连接Air Handler内部换热盘管。最终在住宅空间内部,主要通过处理后的空气完成冷热输送和环境调节。
全空气系统运行时,AHU持续处理室内回风,并根据系统设计引入一定量的室外新风。
经过过滤、冷却、加热、除湿或加湿后的空气,通过送风管道输送至客厅、卧室、书房等不同空间。
空气进入房间后,与室内空气进行混合和热湿交换,再通过回风口、回风管道或设计的过流路径重新返回AHU,形成持续的全屋空气循环。
| 项目 | 主要作用 | 主要设计依据 |
| 新风量 | 补充室外空气、稀释CO₂和室内污染物 | 人员数量、建筑用途、空气品质目标及设计要求 |
| 循环送风量 | 承担冷热负荷并促进室内空气循环 | 冷热负荷、送风温差、空间高度和气流组织 |
住宅全空气系统工程中,根据建筑负荷和系统设计,总循环送风换气次数可能采用约4~6次/h等设计范围,不同楼层和不同空间也可以采用不同设计值。
这里所说的4~6次/h主要是系统总循环送风量对应的空气循环次数,其中包含大量室内回风,并不是每小时向住宅引入4~6倍房间体积的室外新风。
实际新风量仍需要单独计算。
全空气系统的舒适度与送风温度、送风量、风口形式、安装位置以及房间气流组织都有关系。
人员活动区域的空气速度通常需要控制在较舒适的范围,例如约0.2~0.3m/s附近,但这并不是风管内部的设计风速。
主管、支管和风口都需要根据实际风量分别计算。
设计合理后,可以减少明显的冷风直吹感、不同房间温差、局部过冷过热以及不合理高风速产生的噪声。
全空气系统并不是简单地不断向室内送入室外空气,而是需要合理组织新风、回风、循环风和排风之间的关系。
将经过过滤和必要处理的室外空气引入住宅,用于补充室外新鲜空气,并帮助降低室内CO₂、异味和部分污染物浓度。
将已经接近目标温湿度的室内空气重新送回AHU处理,可以维持较大的循环风量,同时降低全部采用室外空气所带来的冷热负荷。
卫生间、厨房以及其他产生湿气、异味或污染物的空间,需要根据建筑用途设置相应排风,将污染空气排至室外。
在建筑气密性较好,并且新风与排风经过合理平衡的情况下,可以使室内维持适当的正压关系。
此时空气更倾向于从室内向室外渗透,可以减少未经处理的室外空气通过建筑缝隙无组织进入室内。
配合新风过滤,可以帮助减少灰尘、花粉和室外颗粒物通过非受控路径进入住宅。
如果把AHU和风管理解为全空气系统的“空气处理与输送部分”,那么热泵就是系统常见的重要冷热源。
夏季运行时,热泵系统将室内热量转移到室外。
空气经过AHU冷却盘管后温度降低;当盘管表面温度低于空气露点时,空气中的部分水蒸气会凝结,从而同时实现冷凝除湿。
经过降温和必要除湿后的空气,再通过送风系统输送到不同房间。
冬季运行时,空气源热泵可以从室外空气中吸收热量,并将热量转移到室内侧,为AHU提供采暖能力。
随着室外温度降低,热泵的制热能力和运行效率会发生变化,因此寒冷地区需要结合当地冬季设计温度、建筑热负荷和设备低温性能进行选型。
低温高湿天气下,空气源热泵室外换热器可能出现结霜。
当霜层影响换热效率时,系统可以根据控制逻辑自动进入除霜状态,清除换热器表面的霜层,然后恢复正常制热。
除霜过程通常自动完成,但期间瞬时制热能力可能发生变化,因此低温地区系统设计还需要综合考虑除霜和建筑热负荷。
AHU真正的优势之一,是提供了一个集中的空气处理平台。
住宅AHU可以根据实际空气品质要求配置不同效率等级的过滤器,用于降低空气中的灰尘、花粉、PM2.5等颗粒污染物。
过滤等级并不是越高越好。过滤效率提高的同时通常也会增加空气阻力,因此需要同时考虑风机静压能力、噪声、能耗以及后期滤网更换维护。
夏季可以利用冷却盘管进行冷凝除湿;对于湿度控制要求较高的项目,还可以根据设计采用加强除湿、再热等方式。
冬季空气较干燥的地区,则可以根据需要配置中央加湿设备。
一般住宅舒适环境中,相对湿度可以参考约40%~60%的范围,但实际设定仍需要结合季节、室外气候、建筑保温性能和门窗结露风险进行调整。
根据项目配置,可以通过CO₂、温湿度及其他空气品质传感器监测住宅环境。
其中CO₂浓度升高时,主要应通过合理增加新风进行改善,而空气过滤器主要负责颗粒污染物,两者作用并不相同。
部分项目还可以根据实际需求配置UV-C等辅助空气处理设备。
这类设备主要用于辅助微生物控制,不能替代新风、过滤和湿度控制,其实际效果还取决于安装位置、照射强度、作用时间及系统设计。
“五恒”并不是五台设备,而是对高品质住宅室内空气环境的一种综合描述。
真正的五恒并不是机械地把温度、湿度固定在某一个数字,而是根据季节、建筑负荷和人员需求,使住宅环境长期维持在相对稳定、舒适的范围。
| 对比项目 | 传统中央空调 | 全空气系统 | 毛细管辐射系统 |
| 主要换热方式 | 室内机对流换热 | 中央空气处理与空气输送 | 辐射换热为主 |
| 全屋空气循环 | 以各区域内部循环为主 | 统一组织送风与回风 | 通常需另配空气系统 |
| 新风 | 通常需要独立配置 | 可与AHU协同处理 | 通常需要独立新风系统 |
| 湿度管理 | 通常能力有限 | 可集中除湿和加湿 | 通常需结合独立除湿系统 |
| 空气过滤 | 设备级过滤为主 | 可进行集中多级过滤 | 由配套空气系统承担 |
| 主要设计重点 | 设备选型与室内机布置 | 风量、风管、气流组织及空气处理 | 水温、表面温度及防结露控制 |
不同系统都有各自适合的建筑条件和舒适特点,并不存在简单的“哪一种一定更高级”。
如果住宅更加重视全屋空气循环、新风、湿度、空气过滤和智能分区,全空气系统具有较强的综合空气处理和系统集成能力。
别墅和大平层不同房间的朝向、玻璃面积、人员数量和使用时间并不相同,因此实际冷热负荷也会不断变化。
如果整套AHU只按照一个温控器控制,很容易出现客厅已经达到设定温度,而西晒卧室仍然偏热等情况。
智能分区系统可以通过:
根据每个房间与目标温度之间的偏差,自动改变相应区域的送风量。
当某个房间接近目标温度时,相应风阀逐渐减小;仍有较大冷热需求的房间则继续获得相应风量。
但是分区控制不能简单理解为“哪个房间没人就把风阀完全关闭”。
因为AHU仍然需要满足换热器最小风量、风机运行和系统静压要求,因此真正成熟的分区控制还必须同步解决系统风量自动平衡问题。
全空气系统最终效果并不只取决于AHU品牌或者设备容量。
真正决定舒适度的,是从建筑条件开始,对冷热负荷、设备容量、送风量、新风量、风管阻力、送回风组织、湿度、噪声和控制逻辑进行整体匹配。
YUJU御居环境在别墅、大平层及高品质住宅项目中,会根据:
分别计算和匹配设备容量、房间冷热负荷、送风量、新风量以及风管系统。
系统设计并不是简单地追求“大风量”或者“大冷量”,而是在满足冷热需求的同时兼顾舒适度、空气品质、噪声、系统稳定性以及能源效率。
全空气系统并不限于别墅。只要建筑具备相应设备和风管空间,并且前期能够进行合理机电设计,都可以根据实际需求进行应用。
对于住宅项目而言,越早在建筑和装修设计阶段确定全空气方案,越有利于协调设备机房、吊顶高度、风管路径、检修空间、风口位置以及室内设计。
全空气系统不是一台设备,也不是几个功能简单叠加。
它真正的核心,是把冷热源、AHU空气处理、新风、回风、过滤、湿度、风管、房间分区以及智能控制作为一个完整系统协同设计。
只有设备选型、空气处理、风量计算、气流组织和控制逻辑相互匹配,才能真正发挥全空气系统在舒适度、空气品质和智能化方面的价值。
别墅、大平层及高品质住宅全空气系统设计
YUJU御居环境可根据建筑条件和实际使用需求,提供冷热负荷计算、热泵冷热源、AHU空气处理、房间风量、新风净化、湿度控制、风管设计及YUJU Air Basic智能分区控制的一体化解决方案。