辐射式空调系统

辐射式空调系统

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（热能与动力工程11-02 5411020202xx）

摘要：毛细管辐射空调系统是温湿度独立控制的新型空调技术，是对传统空调技术的挑战和创新。主要介绍了毛细管辐射空调系统的工作原理、系统组成及末端特点，从其系统特点和设计要点方面进行了简要分析,并简要介绍了系统未来发展方向与优缺点与其应用。

关键词：辐射式空调，毛细管辐射，节能空调

1引言：

辐射制冷技术起源于20世纪70年代的欧洲和北美。随着现代化推进人们对舒适型空调以及节约能源要求越来越高，辐射空调系统迎来了飞速发展，它能满足更高层面的创造良好的舒适环境、提高室内空气品质和节能的发展方向。是一种值得推广的舒适节能的空调系统。被许多专家称为“未来的空调系统”。

2辐射空调原理：

辐射供冷(暖)是指降低(升高)围护结构内表面中一个或多个表面的温度，形成冷(热)辐射面，依靠辐射面与人体、家具及围护结构其余表面的辐射热交换进行供冷(暖)的技术方法。辐射面可通过在围护结构中设置冷(热)管道，也可在天花板或墙外表面加设辐射板来实现。由于辐射面及围护结构和家具表面温度的变化，导致它们和空气间的对流换热加强，增强供冷(暖)效果。在这种技术中，一般来说，辐射换热量占总热交换量的50%以上。

辐射空调系统是一种隐形空调．可以铺设在顶面、墙面以及地面．通过常温水(夏季l 6／1 8度，冬季28／32度)以辐射方式为房间制冷／制热，该系统无噪音，无风感，冷热均匀，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。

3辐射供暖（冷）的优缺点

3.1辐射供暖的优点

1)节能较之传统方法，辐射供暖系统供水温度低，能耗相应较少。再者，可以使用热泵、太阳能、地热及低品位热能，可以进一步节省能量。一般认为，地板采暖比传统的采暖方式节能20%~30%；

2)舒适性强辐射采暖提高了室内平均辐射温度，使人体辐射散热大量减少，增强人体的舒适感。由于室温可以比采用散热器低，室内空气就不那么干燥；

3)可按户计量、分室调温；

4)成本与散热器基本持平；

3.2辐射供冷的优点

1)节能与常规空调系统比较节能28%~40%；

2)舒适性强一般认为，舒适条件下人体产生的热量，大致以如下比例散发：对流30%、辐射45%、蒸发25%。辐射供冷在夏季降低围护结构表面温度，加强人体辐射散热份额，提高了舒适性。

3)转移峰值供电，提高电网效率高温时段空调用电集中，供电系统不堪重负，而辐射供冷的峰值耗电量是全空气系统的27%左右，其调峰作用明显；

4)提供一种新的末端形式，有利于系统及布置方式的优化空调送风系统，特别是采用全新风的空调系统，其风管截面大、占用建筑空间大、有时还有与建筑的梁相碰，难于布置。采用地板或顶板供冷，有利于系统和布置方式进一步优化，减少建筑层高的增加幅度。

3.3辐射供冷的缺点

1)表面温度低于室内空气露点温度时，会产生结露，影响室内卫生条件；

2)由于露点温度限制，加上表面温度太低，会影响人的舒适感，所以限制了辐射供冷的能力；

3)在潮湿地区，室外空气进入室内会增大结露的可能性，因此要求门窗尽可能密闭，影响自然通风；

4)不同时使用风系统时，室内空气流速太低，如果温度达不到要求，更增加闷热感。

4空调系统的构成与分类

辐射空调系统由辐射供冷供热末端系统、独立除湿新风系统和冷热源三部分组成

空调系统构成图1

辐射空调的形式众多，本文根据冷（热）媒类型将目前所采用和研究的辐射型空调系统大致划分为三类：液体载能型辐射空调系统、空气载能型辐射空调系统以及非流体载能型辐射空调系统，如表1 所示。液体载能型辐射空调系统的典型代表有：毛细管式辐射板、金属辐射顶板、燃气热水式地暖系统等等；非流体载能型辐射空调系统，主要是电热膜辐射采暖和电缆辐射采暖系统等；气体载能型辐射空调系统，包括蒸汽载能和空气载能，以本文所提出的空气载能型辐射空调系统为代表。

系统显著特点是：高空气品质、高舒适性、低能耗。

4.1供冷供热末端系统（毛细管）

1）定义

毛细管辐射式空调末端系毛细管辐射式空调末端系统是德国科学家根据仿生学原理在二十世纪七十年代发明的一种新型空调末端系统形式。水是一种高效、便宜而常见的传热介质，它的传热速度比空气快1000倍，毛细管平面系统就是利用水作为介质的一种辐射式空调末端系统。冬季，毛细管内流淌着较低温度的热水,均匀柔和的向房间辐射热量；夏季毛细管内流

动着温度较高的冷水,均匀柔和的向房间辐射冷量。由于毛细管席换热面积大，传热速度快，因此传热效率更高。该系统的主要特点有：高舒适性、安静、没有冷凝水盘，不存在细菌滋生源；较强的自调节平衡能力；没有吹风感等，有利于创造健康的室内环境。

2）毛细管辐射式空调末端系统功能

毛细管辐射空调是一种承载水媒，由超薄弹性的细管冷、热辐射为主要传递热能装置，结合冷热源、水循环系统、新风调湿等系统的一种舒适、节能、高效的空调系统。如下

4.2独立除湿新风系统

新风系统在此系统中的功能除了常规的供人体健康的新风功能外，还承担着为室内除湿的功能，若新风量不足，除湿量达不到要求，房间夏季结露问题很难解决。所以在常规空调系统中可有可无的新风系统在本套系统中成了不可分割的一部分。

独立除湿新风系统是辐射空调系统正常运行的必要条件，保证空调空间的湿度以避免辐射表面结露，另外还要提供室内所需新风。整个辐射空调系统的节能和独立除湿新风系统息息相关。目前主要应用的系统有：

a)用冷却方式除湿

图7 带热回收的冷却除湿的独立新风系统

此方式运行可靠、技术成熟、能效较高。但冷冻除湿的原理必须将要处理的空气冷却到机器露点以下，然后对空气再热，对能源的使用效率受到制约，而且不能利用低位能源(包括可再生能源)。

b)液体除湿新风系统