毛细管网热泵空调系统原理介绍

毛细管网热泵空调系统 暖通空调技术发展趋势

编前语：

2009年9月22日，国家主席胡锦涛在联合国气候变化峰会开幕式上发表题为《携手应对气候变化挑战》的重要讲话，郑重承诺今后中国将进一步把应对气候变化纳入经济社会发展规划，并继续采取强有力的措施：一是加强节能、提高能效工作；二是大力发展可再生能源和核能；三是大力增加森林碳汇；四是大力发展绿色经济，积极发展低碳经济和循环经济，研发和推广气候友好技术。

毛细管热泵空调系统正是代表暖通空调技术发展趋势的环保节能、气候友好的可再生能源利用技术。

何为毛细管热泵空调系统？

PPR 毛细管网是理想的高效换热器，这是由其结构特点和材料特点决定的。毛细管热泵空调系统是指利用毛细管作为采集能量的前端采集器或释放能量的末端散冷散热器。热泵空调根据需要可以采用水源热泵主机，也可以采用空气源热泵主机。在冬季毛细管辐射供热工况，供水水温只需30℃-35℃即能达到室温 20℃±2℃ ；夏季毛细管辐射供冷工况，辅以置换新风的除湿系统，供水水温只需18℃即能达到室温 26℃±2℃。为了区别于传统工况的空调系统，特命名为毛细管热泵空调系统。

该系统包括三个独立系统：

1、低品位能量采集系统：毛细管网作为水源能量采集器可以置于海洋、江河湖泊、工业废水、生活污水中高效提取能量，把传统开式取水系统变成闭式循环系统，不必考虑水质的影响。毛细管网土壤能量采集器埋置在浅层土壤中采集能量，解决了传统打深孔技术受地质条件影响大和效率低的问题。这样，从初投资和运行管理费用上都会大大节省。

2、热泵主机能量转换系统：水源热泵主机从低温水源中提取能量，向室内毛细管辐射末端系统供冷供暖，夏季运行时能能效比可达1：10，冬季供暖运行时可达1：8 ，远远高于传统的空调系统。如果没有适用的水源，也可以采用空气源热泵空调，直接从空气中提取能量。由于冬季供水水温只需28℃，所以空气源热泵空调的运行效率也会大大提高。

3、室内毛细管能量释放系统：如果仅用于供暖，超薄的毛细管网也可以当散热器，不占空间，不占层高，可以在地面、墙面和顶棚因地制宜安装，热反应时间10-30分钟，舒适性很强。与地板采暖相比，可以节省50mm 豆石蓄热层，减轻建筑荷载，与传统地暖的综合

造价相当。毛细管网可以用小温差辐射采暖制冷两用，但是为了避免湿度大露点高辐射供冷

产生凝露，就要配套除湿系统。常规采用毛细管网恒温辐射+置换新风方案，实现高舒适低

能耗达到最高健康环保要求，称为毛细管网生态空调系统，造价与传统中央空调+地板采暖

相当，但是节省了空间和能耗，实现的舒适度则是传统空调技术无法比拟的。

优势对比分析

毛细管热泵空调系统与常规供冷、供暖系统相比有以下优点：

优势1：环保无污染 省去了锅炉系统，没有燃烧过程，避免了排烟污染，使环境更加

洁净优美，是真正低碳排放、气候友好型可再生能源利用技术。

优势2：高效节能 无论冬季还是夏季，每投入1KW 电能均可得到8KW 左右的热能或冷

能，能源利用效率远高于其他形式的供热或供冷空调系统。

优势3：应用范围广 除了从土壤或地下水提取能量，还可以从工业废水、污水、中水、

湖水、海水中提取能量，广泛地应用在民用建筑采暖、冷暖空调、工业企业冷冻、冷藏、冷

却、加热等领域，从而节约了大量采暖、供热、供冷能量。

优势4：运行稳定安全 毛细管热泵空调系统从温度相对恒定的低温水源中提取能量，

相当于汽车以经济时速在高速公路上行驶，平稳而安全，故障率较低。

优势5：节省运行费用 本系统最大特点是节能减排，利用可再生能源。无论冬季还是

夏季，运行成本只有传统供冷供暖方式的1/2—1/3。

优势6：不占任何空间 超薄的毛细管网在地面、墙面和顶棚因地制宜安装，不占空间，

不占层高，可有效节省建筑物室内空间。

优势7：创造高品质的室内环境 由于毛细管系统无送风装置，因此室内无吹风感，无

噪声影响；均匀布置的毛细管系统降低了室内空间的温度梯度，使房间的温度均匀一致，人

体感觉更加舒适。

毛细管网应用：从德国进入中国

毛细管网在欧洲已经应用20多年，德国柏林Treptower Allainz保险公司、维也纳双

子大厦、德国柏林stolpchensee 别墅区、比利时布鲁塞尔UCB 药厂、德国勒沃库森足球体

育馆、德国HANNOVER2000展览会展馆、 德国柏林动物园企鹅馆等项目都采用毛细管网。

2005年毛细管网进入中国以来，也在很多项目上应用。清华大学节能示范楼、清华大学环

境楼、北京科委办公楼、北京侨福芳草地、南京锋尚、南京朗诗所有项目样板间、深圳招商

地产总部办公楼、天津富水一方、绿地能源大厦、山东日照港务局培训中心、西藏华能水电

站基地、重庆锰都大酒店水源热泵系统改造一期二期等项目中都应用了毛细管网。毛细管网

不仅只用于空调系统末端，也开始应用于前端，应用形式灵活多样，毛细管网设计和安装技

术已经成熟。2010年，新国家标准《民用建筑采暖通风与空气调节设计规范》即将颁布，

毛细管网的设计使用是主要一项增编内容。关于毛细管网施工的技术规程和验收规范由同济

大学牵头正在制定国家标准，国家十一五科技支撑计划中有多个课题与毛细管网有关。

此前，毛细管网的应用曾经是德国技术的标榜、科技地产的标榜和高端项目的标榜，毛

细管网制造技术为德国企业垄断几十年。北京普来福环境技术有限公司和北京化工大学走产

学研合作的道路实现了毛细管网的国产化，大大降低了使用成本，为这项先进技术在我国广

泛推广应用提供了条件。目前，国产化的毛细管网通过了国家权威部门各项检测，通过了住

房与城乡建设部的科技成果评估与推广，并且被部分城市建设管理部门列入本地优先推荐的

节能产品目录，在政府投资项目中引导使用。

毛细管网技术真正进入供冷供暖领域

为了使毛细管网技术真正进入供冷供暖领域，2009年年初，新加坡独资企业——郑州

中南科莱空调设备有限公司，联合北京普来福环境技术有限公司共同开发适用于毛细管网工

况的水地源热泵产品和空气源热泵产品，并深入研究毛细管网作为前端采集低温能源的采集

装置施工工艺，以及作为室内末端释放能源的散冷散热施工工艺。

去年6月，德国CLINA 总裁Chahed 先生到普来福公司访问，看完我国自行研制的毛细

管网后，深情地说：“二十年前，我在德国养了一个儿子；二十年后，中国人养了一个一模

一样的儿子。”德国人深知，同为PPR 原料的毛细管网，德国产品和中国产品是不会有差距

的。物理常识告诉我们，管道耐压能力与直径的平方成反比，因此毛细管更耐高压。另外，

毛细管网的焊接都是工厂预制，每一片网出厂前都要经过严格检验，因此质量有保证。国产

毛细管网和进口毛细管网的耐压能力都会远远超过正常使用要求，在普通使用条件下没有差

别。国家化学建材检测中心对国产毛细管网测试爆破压力56公斤（kg/cm），正常使用不会

超过10公斤。国产毛细管网还通过了8760H 测试，在110℃水温和19公斤压力下365天不

破裂、不漏不渗，证明常温常压下可满足使用50年以上。因此，作为毛细管热泵空调前端

采集低温能源的采集装置，可以安全、可靠、高效地从江水、湖水、城市污水中水、海水、

工业废水中提取能量，从而大大拓展了毛细管热泵空调系统的应用范围。

全国暖通空调与净化设备标准化技术委员会黄维秘书长说，暖通空调技术的发展开始追求高

舒适和低能耗，辐射可能是最好的解决方式，目前国外散热器系统的设计也采用低温辐射方

式。毛细管热泵空调目前较多应用于低温辐射采暖，因为这样更能体现出投资费用低、运行

效果舒适、采暖费用低廉的显著优势。

毛细管网呼吸式空调是毛细管热泵空调的灵活应用。把毛细管网置于墙体内腔中，墙表

面上下开风口，不需要风机动力。毛细管网内介质的流动制冷或加热腔体内空气，温度差产

生重力差让空气自然循环，一侧风口排气另侧风口吸气，呼吸室内空气进行处理，风速柔和

无噪声。呼吸式空调靠毛细管网极大的表冷面积有很好的制冷除湿能力，还能去除室内甲醛

及空气悬浮物的污染。这样的系统比较简单，不必考虑毛细管网冷辐射墙面凝露及配套除湿

系统的设计。

毛细管热泵空调系统适用于大型住宅、别墅、写字楼、酒店、餐饮、医院等民用、公用

建筑，更适合于对温湿度要求较高的厂房、酒窖等工业场所。

业内点评：低碳经济鼓励可再生能源的开发利用，毛细管热泵空调系统正是以高效利用

低品位能源见长，同时实现了高舒适和低能耗，既符合国家节能减排降耗及住宅产业化政策，

又满足人民群众对舒适健康生活的需求，推广应用前景巨大。

毛细管网空调原理详解

毛细管网空调原理：

利用水比空气更能有效地传递热能的这个原理，把毛细管网安装在室内墙面、地面或顶棚上，通热水的时候向室内辐射传热，通冷水把室内热量带走，从而将采暖和制冷在一套空调中体现。

毛细管网空调将成未来主流

毛细管网平面辐射空调是一种隐形空调，可以方便地安装在顶棚、地面或墙面上，与室温的温差小，热交换面积大，集供暖制冷于一体，是目前最高端的采暖制冷技术，代表着未来空调技术的主流方向。

一、毛细管网平面辐射空调简介

毛细管网模拟叶脉和人体毛细血管机制，由外径为3.5-5.0mm （壁厚0.9mm 左右）的毛细管和外径20mm （壁厚2mm 或2.3mm ）的供回水主干管构成管网。保温层、散热层、和毛细管网结合使用，复合成毛细管网换热器，大大提高了毛细管网单一构造的散热能力合使用用途，保护了毛细管管壁不受损坏。毛细管网平面辐射空调系统一般采用小循环大系统方式，并采用专用溶液作介质，可以避免系统阻塞，方便控制。为达到更高舒适度要求并避免结露，房间还应该配套湿度控制和新风系统。毛细管网生产和应用技术此前一直由德国企业高度垄断，北京普来福环境技术有限公司已打破国外企业垄断，研发生产出国产的毛细管网换热器，申请了多项发明专利和实用新型专利，并且已经进入批量生产阶段。

2007年5月，该产品在中国建筑科学研究院空调所（国家空调设备置粮监督检验中心）进行检验。以某节点的测试举例，结果如下：

1、在实验压力为1.5Mpa 情况下，无渗漏；

2、在供水温度45℃，回水温度40℃，基准温度20℃，△T=22.5℃时，折合样品单位面积散热量Qdr=240.88W/m2；

3、在供水温度15℃，回水温度20℃，基准温度26℃，△T8.5℃，折合样品单位面积制冷量

Qdl=122.84W/m2。

目前，由清华大学免费提供的全面测试正在进行中，最终将建立指导应用的数据模型。清华大学节能示范楼已经拆除部分德国产品更换成普来福产品，奥运村卫生间等一批试点项目也正在进行中，大面积的推广应用将要开始。

二、毛细管网换热器的结构

毛细管网换热器由毛细管网、保温层、散热层组合形成，相对德国产品是一种应用创新和结构创新。

1、管网为并联分集水类型，主要管径是支管直径的6.4倍以上，每根支管均匀过水，流量大阻力小；

2、合理的壁厚设计，毛细管网换热器本身的承压能力是系统工作压力的10倍以上；

3、采用毛细管网进行热交换，换热面积大，阻力小，可采用很低温差进行加热或制冷，对于利用低温水进行节能意义重大；

4、毛细管网换热器安装厚度可以达到5mm 以内，荷载每平米不超过900克，可以很方便地放置在地板、天花板和周边的内墙上，可以隐形安装；

5、用于室内，毛细管网换热器成为对外保温、对内调温“皮肤”，与温控中心结合使用，实现住宅的高度智能化和舒适度；

6、用于室外，与地源热泵技术结合埋置在土壤中或以网箱形式沉入地表水中，是效率很高的集热器。

三、毛细管网换热器的主要性能指标

内容

项目产品和技术

结构

保温层、毛细管网、散热层的复合结构

原料

优质的北欧化工PPR 原料和国产的PPR 原料

管道规格

主管道：20/16；支管道：4.3/3.5

长期承压能力

20kgf/cm2

工作耐压

0.2－1.5MPa 范围

耐高温

极限110℃，可长期承受65℃工作温度

换热能力

供回水16/18℃即可达到所需的舒适度，该系统能好不足传统中央空调系统的50%；供回水28/32℃即可达到暖气片的效果

使用范围

顶棚辐射、流体调节型内保温墙体、超薄地板采暖、地源热泵前端集热器

毛细管网平面辐射空调的优点有哪些？

毛细管网空调有很多优点，具体有：最高效节能：毛细管网有极大的散热表面积，以辐射方式供暖制冷，采暖要求供水水温28－32℃，制冷要求供水水温16－18℃，高效节能。毛细管网与地源/水源热泵结合使用可以达到最高热效率，比传统中央空调节能70％以上。

极高舒适度：以辐射方式采暖制冷，室内温度变化速度快，变化均匀，轻柔安静，没有空气流动和设备噪声。

节省空间、不增加建筑物荷载：毛细管网安装厚度一般小于5毫米，充满水重量在600－900克/平米，可以灵活敷设在天花板、地面或墙壁上，安装极为方便。譬如一座20层的使用传统中央空调的大厦，如果使用毛细管网能够节省出2层空间，产生巨大的经济效益。毛细管网平面辐射空调不仅适合于新建筑，对于旧建筑的节能改造更有传统空调不可替代的意义。

绿色环保：系统封闭运行，不产生废水废气污染。原料卫生无毒，可以回收再循环使用。空气不对流，无尘降噪。

寿命长久：系统低温低压运行，避免高温高压带来的管路破坏，内壁不产生水垢。系统完全采用PP-R 、红铜等防腐蚀材料，并且通过合金钢热交换器与主循环隔开，氧气渗透不会导致腐蚀或郁积堵塞现象。优质的PP-R 毛细管网常温常压下使用五十年也能保持如新。

免维修：一般每片管网在出厂前都要经过10倍工作压力（2MPa ）的长时间严格测试，安装完成后还要用1MPa 压力对整个系统进行测试，当时如果出现漏点可以热熔焊接方式安全修复。日常使用中一般不会有损坏，可免维修。

关于毛细管网空调费用的问题

发布时间：2010-04-08 被浏览：68 次

毛细管网空调系统的运行费用取决于5个方面：

1、建筑物围护结构的节能情况。

2、建筑物的使用功能。

3、系统的运行管理，管理和使用人员的节能意识。

4、毛细管网系统降低了供水温度，可以使用低品位能源，提高机组COP ，可节能20％－50％；同时辐射方式实感温度低，节能5％－10％；减少了风机输配能耗，节能15％－20％，比传统空调至少节能40％－70％。

5、根据经验，对于维护结构达到65％的住宅项目，采用毛细管网与地源热泵结合的空调技术，制冷加取暖的运行费用可以控制在每平米建筑面积20元以下。根据具体项目具体情况，我们可以在做完整体方案的情况下，进行运行费用估算。

毛细管网生态空调是暖通空调技术发展的高级形式

PPR 毛细管网是理想的高效换热器，是其结构特点和材料特点决定的。毛细管网用途广泛，可以作为暖通空调系统的末端用作散热器、辐射采暖制冷、呼吸式空调；也可以用于暖通空调系统的前端作为土壤能量采集器或水源能量采集器。此前，毛细管网的应用曾经是德国技术的标榜、科技地产的标榜和高端项目的标榜，毛细管网制造技术为德国企业垄断几十年。北京普来福环境技术有限公司和北京化工大学走产学研合作的道路实现了毛细管网的国产化，大大降低了使用成本，为这项先进技术在我国广泛推广应用提供了条件。目前，国产化的毛细管网通过了国家权威部门各项检测，通过了住房与城乡建设部的科技成果评估与推广，甚至被沈阳建委在本地优先推荐的节能产品目录中列为首位，在政府投资项目中引导使用。

毛细管网产品质量可靠吗？国产毛细管网和进口毛细管网有什么差别？

今年6月，德国CLINA 总裁Chahed 先生到普来福公司访问，看完我国自行研制的毛细管网后，深情地说：“二十年前，我在德国养了一个儿子；二十年后，中国人养了一个一模一样的儿子。”德国人深知，同为ppr 原料的毛细管网，德国产品和中国产品是不会有差距的。物理常识告诉我们，管道耐压能力与直径的平方成反比，因此毛细管更耐高压。另外，毛细管网的焊接都是工厂预制，每一片网出厂前都要经过严格检验，质量有可靠保证。国产毛细管网和进口

毛细管网的耐压能力都会远远超过正常使用要求，在普通使用条件下没有差别。国家化学建材检测中心对国产毛细管网测试爆破压力56公斤（kg/cm2），正常使用不会超过10公斤。国产毛细管网还通过了8760H 测试，在110℃水温和19公斤压力下365天不破裂、不漏不渗，证明常温常压下可满足使用50年以上。

毛细管网设计安装的应用技术已经成熟。

毛细管网在欧洲已经应用20多年，德国柏林Treptower Allainz 保险公司、维也纳双子大厦、德国柏林stolpchensee 别墅区、比利时布鲁塞尔UCB 药厂、德国勒沃库森足球体育馆、德国HANNOVER2000展览会展馆、 德国柏林动物园企鹅馆等项目都采用毛细管网。从2005年进入中国以来也在很多项目上应用，清华大学节能示范楼、清华大学环境楼、北京科委办公楼、北京侨福芳草地、南京锋尚、南京朗诗所有项目样板间、深圳招商地产总部办公楼、天津富水一方、绿地能源大厦、山东日照港务局培训中心、西藏华能水电站基地、重庆锰都大酒店水源热泵系统改造一期二期等项目中都应用了毛细管网，毛细管网不仅只用于空调系统末端，也开始应用于前端，应用形式灵活多样，毛细管网设计和安装技术已经成熟。2010年，新国家标准《民用建筑采暖通风与空气调节设计规范》即将颁布，毛细管网的设计使用是主要一项增编内容。关于毛细管网施工的技术规程和验收规范由同济大学牵头正在制定国家标准，国家十一五科技支撑计划中有多个课题与毛细管网有关。全国暖通空调与净化设备标准化技术委员会黄维秘书长说，暖通空调技术的发展开始追求高舒适和低能耗，辐射可能是最好的解决方式，目前国外散热器系统的设计也采用低温辐射方式。

毛细管网系统造价是多少？

毛细管网的造价取决与它的用途，热源是什么？冷源是什么？房间的围护结构情况？需不需要新风？对舒适度的要求？对节能的要求？

1、传统散热器只能满足基本的采暖需求，平均供水温度60度以上。毛细管网可以用作散热器，不占空间，贴在墙裙就行了，造价比品牌散热器略低，寿命50年，一般每建筑平米60-80元就够了。

2、普通地板采暖与散热器相比，脚暖头凉舒适度高，但也有局限性，热惯性4-6小时，不方便调节，没有个性化，无法实现行为节能，厚度大占层高，卫生间还要有辅助采暖措施。毛细管网超薄辐射采暖不占层高，在地面、墙面和顶棚因地制宜安装，热反应时间10-30分钟，舒适性强。毛细管网仅用于采暖，可以节省50mm 豆石蓄热层，减轻建筑荷载，与传统地暖的综合造价相当，若考虑节省的层高那就大大物有所值了。一般每建筑平米90-120元。

3、传统空调实现了采暖制冷两用，但是空调强风、噪声是公认的，高耗能舒适性差，已成为室内环境主要污染源。北方冬季干燥，空调的热风刺激呼吸道和皮肤，一般都要配套散热器或者地暖，形成了两套系统。毛细管网可以用小温差辐射采暖制冷两用，但是为了避免湿度大露点高辐射供冷产生凝露，就要配套除湿系统，我们推荐毛细管网恒温辐射＋置换新风方案，实现高舒适低能耗达到最高健康环保要求，称为毛细管网生态空调系统，造价与传统中央空调＋地板采暖相当，但是节省了空间和能耗，实现的舒适度是传统空调技术无法达到的，包含空调机组、新风置换和智能控制在内一般每建筑平米500-800元，如果要求更高的舒适度和智能化程度造价还要增高。

4、毛细管网呼吸式空调是毛细管网的灵活应用，把毛细管网置于墙体内腔中，墙表面上下开风口，不需要风机动力。毛细管网内介质的流动制冷或加热腔体内空气，温度差产生重力差让空气自然循环，一侧风口排气另侧风口吸气，呼吸室内空气进行处理，风速柔和无噪声。呼吸式空调靠毛细管网极大的表冷面积有很好的制冷除湿能力，还能去除室内甲醛及空气悬浮物的污染。这样的系统比较简单，不必考虑毛细管网冷辐射墙面凝露及配套除湿系统的设计。

5、毛细管网在暖通空调前端可以作为水源能量采集器或土壤能量采集器。毛细管网作为水源能量采集器可以置于海洋、江河湖泊、工业废水、生活污水中高效提取能量，把传统开式取水系统变成闭式循环系统，不必考虑水质的影响。毛细管网土壤能量采集器埋置在浅层土壤中采集能量，解决了传统打深孔技术受地质条件影响大和效率低的问题。这样，从初投资和运行管理费用上都会大大节省，造价要根据各地水体和土壤的环境情况而定。

毛细管网适合用于什么样的房子？普通住宅集中供暖可以用毛细管网吗？

毛细管网适用于住宅、别墅、写字楼、酒店、餐饮、医院，更适合于对温湿度要求较高的

厂房、酒窖等。毛细管网只是一个高效换热末端，可以组成高中低档的不同系统，满足各种档次的消费需求。造价因素不仅是毛细管网安装面积有关，还跟系统配套、控制及冷热源有关，集中供暖、燃气炉、热泵机组都能和毛细管网相配套，根据客户需求进行系统集成及优化。毛细管网使暖通空调系统的设计更灵活，可以因地制宜使用。

毛细管网与“节能减排降耗、提升建筑品质”关系密切

低碳经济鼓励可再生能源的开发利用，毛细管网可以用能品位低，对高效利用可再生能源意义重大。毛细管网与冷热源合理结合组成合理的系统实现高舒适和低能耗，推广应用前景十分巨大，既符合了国家节能减排降耗及住宅产业化政策，又满足人民群众对舒适健康生活的需求，毛细管网在我国的普及推广可以把我国的暖通空调技术迅速提高到世界先进水平。