户式毛细管网地面辐射供冷技术应用

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Key w ords R a d ia n tflo o r c o o lin g,C a p illa ry n e two rk, C o o lin g c a p a c ity,C o n s tru c tio n p e rio d,P re ve n td e win g
*Debeina energy saving technology Co,Ltd
4) 新风湿处理设备具备显热回收、低功耗直 流变频风机等节能配套装置,以节省用电消耗。 2.3 地面送风组件的规范施工及风量风压源自文库衡调节
地面送风组件包括:送风主管、分风盒、风量调 节阀、送风支管、支管直接、支管 90 度水平、爬墙弯 接头;支管 45 度水平、爬墙弯接头;水平三通接头、 格栅出风口组件等。这些送风组件是应对地面辐射 供冷和室内空气置换的需求而开发制作。目前,市 场有 200×60mm、180×36mm、130×30mm 等多种 规格的地送风组件可供不同需求用户选择。经过几 年施工实践和综合客户使用后的反映,笔者认为 130×30mm 送风组件,比较适用于户式毛细管网地 面辐射供冷技术条件,理由如下:
但是,由于缺乏良好的新风调节及湿处理设备,加 之常规做法,初投资大,还有诸如户式防辐射面结 露设备小型化及风水电联控及远程操控等方面的 问题没有得到根本解决,毛细管网及配套的设备生 产成本较高等因素,在某种程度上制约户式毛细管 网地面辐射供冷技术在国内的推广和应用。笔者结 合五年来户式毛细管网地面辐射供冷技术应用施 工实践,特别是可靠的户式微处理空气调节器在新 风和湿处理方面的良好应用,谈谈个人的切身体 会,供同行们参考。
图 1 地暖布管与毛细管网布管水量的比较
温度 地面平均温度线
20℃
毛细管网温度线分布
22℃
17℃ 15℃
毛细管网系统地面厚度 一般为 45mm
地面最高温度线
地面最低温度线 地板采暖地面厚度
一般为 120mm
供水管
回水管
回水管 供水管
毛细管网制冷地面温度分布
普通地板制冷地面温度分布
图 2 传统地暖与毛细管网系统地面厚度及温差比较
技术交流 Technology Exchange
户式毛细管网 地面辐射供冷技术应用
四川德贝纳节能科技有限公司 / 尹学先 *
摘 要 笔者总结了五年来户式毛细管网地面辐射供冷技 术的应用及现场施工和配套专用设备组件的使用效果。特别是 毛钿管网地面辐射供冷一次性投资,施工快捷简单周期短,防 结露效果好。供冷水温可随室内负荷需要升降,最低供至 10℃ 辐射面没有结露,使地面辐射供冷能力不足的问题得到解决。
0 引言
近几年来,随着人们对室内舒适居住条件的消 费需求,户式毛细管网地面辐射供冷技术越来越被 暖通界热心人士关注。毛细管网作为显热末端,其 单位平方面积的供冷能力和效率,得到一致认同。
* 尹学先,1955 年 1 月生,工程师 地址:成都市锦江区滨江西路 8 号 世代锦江 E 座 18-1
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因此,可靠的新风湿处理设备和送排风平衡组 件以及规范施工安装,是户式毛细管网地面辐射供 冷空调正常运行的根本保障。 2.2 洁净新风湿处理设备的选择
洁净新风湿处理设备选型正确与否,是户式毛 细管网地面辐射供冷正常运行重要条件之一。
1) 根据不同地区空气质量和客户对入户新风 品质的要求,配置相应新风过滤装置,基本的原则 是要保持室内空气质量始终处于优良状态;
1) 超薄轻便,可同保温垫层和毛细管网一同 铺设效率高。130×30mm 送风组件超薄轻便,性价 比好, 可结合 30mm 地面保温垫层和毛细管网施工 一道进行。130×30mm 送风组件是目前市场上配套 组件最齐全的产品之一。由于其超薄轻便的特性, 实际耗材省,工人现场施工劳动强度低铺设快,其 良好的送风能力和比较合理的性价比深受客户和 施工安装队伍好评。
辐射供冷能力方面。成都市王府井百货 C9-2 号地面辐射供冷,可根据室内冷负荷需要,10 ̄22℃ 供冷水温可任意调控,铺设的 U10 毛细管网的供冷 能力最大时达到 90W/m2。实际应用中,当供水温度 19℃地面辐射温度为 22℃时,已经能够完全满足 人体舒适度条件;郫县今日田园住宅小区 373 号毛 细管网顶棚辐射供冷,供水温度调控的范围仅在 17 ̄20℃,而实际应用供冷从未低于 17℃水温,关 键时刻其供冷能力也从没超过 60W/m2。特别是进入 夏季极端湿热高温天气时,必须相应调高供水温度, 以防顶棚辐射面结露而关闭供冷阀,实为无奈之举。 1.1.3 毛细管网地面铺设供冷露点温度较低,防止 辐射面结露效果好。
关键词 地面辐射供冷 毛细管网 供冷能力 施工周期 防结露
Household capillary net floor radiant cooling t echnology applicat ion
By Yin Xuexian*
Abst ract Th e a u th o r s u m m a riz e s th e h o u s e h o ld c a p illa ry n e two rk in five ye a rs th e a p p lic a tio n o f flo o r ra dia n t co o lin g te chn o lo g y a s we ll a s the s ite co n s tructio n a n d s uppo rtin g the us e o f s pe cia l e quipm e n t co m po n e n ts . E s p e c ia lly MAO twin kle n e two rk flo o r ra d ia n t c o o lin g o n e - tim e in ve s tm e n t, q u ic k a n d e a s y c o n s tru c tio n p e rio d is s h o rt, th e c o n d e n s a tio n e ffe c t is g o o d . C o o lin g wa te r te m p e ra tu re c a n lift, a lo n g with th e in d o o r lo a d n e e d fo r to 1 0 ℃ lo we s t ra d ia n t s u rfa c e with o u t c o n d e n s a tio n , la c kin g th e a b ility to m a ke th e flo o r ra d ia n t c o o lin g p ro b le m s a re we ll s o lve d .
1.1.1 毛细管网每平方米静态水量小。以传统 φ20mm 地暖管为例,虽然铺装间距 200mm,但每平 方米仍有 1005g 水;而直径仅为 3.5 ̄4.3mm 的毛细 管,管间距 0.8 ̄1Omm,而每平方米仅 320g ̄491g 水;同样的铺设面积,传统地暖管比毛细管网静态 水量多出一倍多。因而,其循环水量动态载荷小;虽 然其动态循环水流量较传统地暖管大,但水阻小; 所以,选配的水泵额定功率就小。若使用变频水泵 随开启房间多少来运行,节能效果会更好。
2) 依据客户所处不同地区常年气候条件,选 择与之相适应的焓湿处理设备,特别要注重所选
湿处理设备的绝对湿度处理能力和自动调控的功 能。长江以南地区,入户新风的含湿量应处理为 6 ̄8.5g/kg 干空气;
3) 新风湿处理设备的机外余压及送风量应能 达到设计要求和客户的需求,并要有一定余量可供 调节选择;
如图 1 所示,因毛细管网静态水量少,特别是 高温水供冷(15 ̄20℃),低温水供热(25 ̄35℃),无 论是地水源还是空气源热泵,都是很好的配置。如 图 2 所示,毛细管网散热面积大,温度均匀,蓄热层 薄,温差和热惰牲小,温升易控,可随时开关水阀控 温。而传统地暖管蓄热层厚,温差和热惰牲大,使用 起来很少关停,如果不采取特别的铺装形式,不适 用地面辐射供冷;如图 3 所示,同传统地暖管对比, 毛细管网温度线分布较均匀,没有传统地暖管辐射 平面上下相对时间范围内较大的温差。 1.1.2 毛细管网地面铺设对应人体角系数好供冷 能力强。
辐射供冷角系数方面。毛细管网辐射供冷铺以 地面,较吊顶和墙面铺设对比,对人体形成良好的 供冷角系数。以成都市王府井百货 C9-2 号地铺和 郫县今日田园住宅小区 373 号顶铺应用为例。经反 复对比,同为 18℃水温供冷条件,二者对人体舒适 度影响,均无较大差异;若提高到 20℃水温供冷时, 顶地对比的差异是, 地面辐射供冷直接作用于人体 的舒适度感觉是良好的。
1 毛细管网特点分析
1.1 毛细管网动态流量载荷小,地面辐射供冷换热 面积大效率高,对应人体角系数好,供冷能力强防 结露温度低。
毛细管网引入我国已近 10 余年,由于它管小 间距小,经实际应用,其供冷供热能力特别是其换 热 效 率 是 目 前 市 场 所 采 用 的 直 径 为 φ20mm、 φ16mm、φ9.9mm 的地暖管无法比拟的。
这是由于热力交换形式的客观存在,使顶棚面 随时都悬浮了相对地面较多的热湿空气。这些不利 因素,最终导致其结露概率远比地面高。
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无论辐射供冷的毛细管网是顶棚或是地面铺 设,避免结露的关键措施有两点:一是必须有配套 使用的性能优良并调控精确的新风湿处理设备及 送排风平衡的组件系统,以确保即便户外是极端湿 热高温天气,也完全能够安全运行在必要的温湿度 值范围内,从而杜绝辐射供冷面结露条件的形成; 二是辐射面供冷负荷可调控范围较宽,使之随着户 外天气温度的变化和室内显热负荷的增加相应有 所增减,而不是单纯将供冷阀打开或关闭。只有主 动具备和掌控上述两个条件,才能确保辐射供冷面 不结露,使客户的室内空调环境舒适。
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Tm Tmin
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图 3 地暖管与毛细管网温度均匀性比较
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仍以上述 2 个客户应用的结果为例:进入夏季 极端湿热高温天气时, 王府井百货 C 座 9-2 号的客 户,只需根据室内已设定的温湿度条件,降低供给 毛细管辐射地面的供水温度,以直接应对户外极端 湿热高温天气。此时,客户照常使用不受任何影响。 而今日田园住宅小区的 373 号客户,必须相应调高 供冷水温以防结露。一旦遭遇高温暴雨天气,露点温 控器将随时关闭辐射供冷阀,导致客户关键之时不 能正常使用。但逢此时,需要的正是王府井百货 C 座 9-2 客户应对的条件和措施。
2)130×30mm 送风组件具备良好送风几何尺 寸。经工程实际应用,其良好的送风几何尺寸为其 他送风组件所不及。虽然 130×30mm 送风管的截 面积仅为 0.0039m2,但由于配套有薄型静压分风 盒,送风主管、支管均铺设在地板面层下,故受噪 声条件的限制较小。风速可在 3 ̄6m/s 范围内方便 调节,在克服送风管道沿程阻力的前提下,尚可满 足室内风口 42 ̄84m3/h 风量的不同需要。配套的 格栅出风地盒组件具备较好的末端静压消声功 能,风口噪音均小于 10dB 以下,故无需担心室内风 口有噪音干扰。
到目前为止,经过大量实际案例对比,得出如 下结论:唯一能够具备和满足这两个条件的,是采 用毛细管网地面辐射供冷方式。
2 辐射供冷成败的必要条件
2.1 可靠的新风湿处理设备和送排风平衡组件 及规范施工,是户式毛细管网地面辐射供冷成败 的必要条件。
夏季,我国长江以南地区湿热高温天气较多, 特别是遭受极端湿热高温天气,室内地面辐射供冷 的送风湿度,应在 40% ̄55%范围之内自动调控,这 一点非常重要。按惯例,用露点温度控制器来防止 辐射供冷面不结露是目前大多数业内人士的共识, 但大量实践证明其不可行或不可靠。因为其主要是 用来开关辐射空调和设定期望的温湿度。一旦辐射 供冷面要结露,在冷惯性作用下,即使露点温控器 自动关闭供冷阀,其辐射面仍会挂薄露。当然,露点 温控器作为系统在非正常使用情况下,立刻关闭供 冷阀的措施,避免辐射面长时间结露而造成客户的 损失,确有必要。
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