毛细管辐射空调技术

毛细管网空调技术——实现可再生能源最大程度应用的空调技术

一、毛细管网空调基本原理及发展史

1.人体恒温原理

所有的恒温动物都有一层富含毛细血管的表皮，我们人类也是一样。

这层毛细血管帮助我们调节体内的温度，在外部环境温度发生变化时让我们的体

温控制在36℃，从而使我们体内的器官不受外部环境温度影响。

周围温度高：皮肤表面血管扩张，血流增加，皮肤散热。

周围温度低：皮肤表面血管收缩，血流降低，防止体温散失。

2.毛细管网空调原理

采用 3.4x0.55mm或 4.3x0.8mm的塑料材质毛细管组成间隔10mm-30mm的网栅，在网栅中和人体血管中的液体流动速度基本相同，都在0.05-0.2m/s之间。辐射60%，对流40%的形式使得此种制冷或供暖形式等同于自然界物体间的动态热平衡规律，以及人体与周边的传热比例。静态环境使人体感到非常舒适，体感温度比室温高2~3℃，不会产生常规空调由于需

要满足制冷或制热量而采用高速送风时带来的吹风感和相应的干燥感觉。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。

3.国内外毛细管网空调技术发展史

1985年，德国人Donald Herbs发明了毛细管网系统。

1986年，在德国柏林的一个项目中首次应用。

1994年，德国 CLINA毛细管技术有限公司在柏林成立。

在那前后，又成立了德国BEKA采暖制冷股份有限公司和德国地之气环保设计

有限公司。

至2016年，上述三家制造商公司在美国、澳洲、瑞士、瑞典、荷兰、俄罗斯等西方国家已广泛推广毛细管网空调系统。

至2016年底，国内涉足毛细管技术推广工作的公司已经多达几十家以上。这些企业的发展路线不尽相同。有集生产销售和技术服务于一体的碧巢氏/思开因、普来福、图博、德贝纳、帝思迈、森普达/瑞德同创、开思拓等制造/产品供应商，也有际高建业、誉德控股、华阳舒适、塞夫纳、唯绿科技、KARO、兆亨、华清地热、震塑能源、盛禾佳筑、中瑞天铭等以工程服务为主的集成/安装商，

还有以中国金茂、中信国安、万年基业、当代置业、万科、中铁置业、大苑地产、朗诗地产、万通地产、南京锋尚等走绿色建筑技术路线的开发商的积极参与。4.毛细管网空调的低火用技术展示

众所周知，火用的概念源于热力学对热变功的描述。由热力学第二定律得知：热力循环过程中，热能不可能百分之百地转变为机械能。其中，可以最大转化为机械能形式的那部分热能称为火用，而无法转化为机械能形式的那部分热能称为火无。因此，电能可以被看作为100%的火用，而与环境温度相同的水则可以被

看作为100%的火无。

在讨论能量转换和利用时，衡量能量品位高低不是能量的绝对拥有量，而是能量中所含火用的比例。正因为如此，人们将接近环境温度的热能称为低火用能源，如海水，地热，低温废热，地道风等。相应地，将允许使用低品位能源来供热和制冷的系统称为低火用系统。利用低火用系统实现供热和空调的建筑称为低火用建筑。相应的技术则称为低火用技术。

2000年以来，在德国兴起的毛细管换热技术不仅在欧美国家受到越来越多的

建筑师和暖通工程师的青睐，而且在我国建筑业正在引起越来越大关注。将德国毛细管专利技术引入国内，结合我国不同地区气象条件和建筑特点，研制开发出辐射换热、重力循环、相变蓄能及各种换热组合的毛细管换热技术。其原理就是基于小温差、大流量的低火用技术。

二、系统组件简介

1.毛细管网栅

网栅模拟人体的毛细血管机制。网栅由直径为4.3X0.8 mm或3.4x0.55的毛细管构成，进水和出水间距为10-40mm。集合管为圆形20x2.0或椭圆形20x12x2.0。网栅长度和宽度可根据房间尺寸定制。最大宽度1米(1000mm)，长度定制范围为1米-6米(1000-6000mm )。毛细管的材质是PP-R 或PERT塑料。

2.毛细管重力循环柜

毛细管重力循环空调以自然对流和置换通风为基本原理，借助冷热空气的密度差

为驱动力，促使空气循环。这种允许结露的超静音柜体还能实现除湿功能。当空气中多余的水分在冷柜内产生凝结时，冷凝水通过冷柜底部的排水管即时排出。将它们同室内不允许结露的冷吊顶结合使用，空调系统的整体效果更好。相关实验证实：1.2mx0.19mx2.4m标准柜体制冷量可达1500W，除湿量0.5kg/h，相当于10个成年人静坐所产生的湿量。

3.单元换热站

分/集水器构成独立的供暖循环控制系统，可单独调节各供暖回路。在分水器前

安装了一个温控阀，可灵敏、快速、准确地调节水流速度，保证快速调节。为了通过压力平衡来调解热循环系统，从而达到整个被联结的网栅得到均匀的水流，在集水器上安装一个调节阀。我们通过耐腐蚀旋紧螺纹来实现调节水温的目的。自动快速排气阀负责完成整个被连接网栅系统的排气控制工作。

4.重要的配件及工具

5.露点感应器及控制器

露点感应器会自动探测到毛细管网栅和周围环境的（湿度变化）电阻变化,这种变化将传送到室内温度控制器，并由它指挥控制阀开闭;控制器可设定室内温度和控制多个电动阀门开启。

三、毛细管网空调特点分析

1.优势

1) 网栅高度仅几个毫米，不占用房间内有效空间；

2) 小的网栅间隔能够使得房间内部温度场分布更均匀；

3) 冷却吊顶的传热中辐射部分所占的比例较高,这样可降低室内垂直温度梯度,提高人体舒适感,使室内环境的舒适性较高；

4) 可以与低品位能冷热源结合成多样的制冷/制热系统，为空调技术的发展提供一条新途径；

5) 可以与不同类型的吊顶相结合，可实现不同的工艺做法，非常灵活。

2.局限性

1) 毛细管铺设的表面温度必须要高于室内空气的露点温度，使其单位面积制冷量受到限制；

2) 湿负荷需要新风机组承担，加大了新风机组冷却盘管的冷冻除湿负荷；

3) 由于毛细管管径很细，对系统的水质要求很高；

4) 对设计与施工配合均有很高的要求；

5) 对建筑物外围护结构的保温和气密性要求严格。

3.经济技术性分析

1) 热舒适性：

热舒适性是评价空调系统优劣的重要指标，对各种形式的空调系统舒适性的调查结果我们不难看出毛细管系统的受欢迎程度。

2) 毛细管的制冷能力：

毛细管席60%的冷量是通过辐射形式进行传递，40%的冷量是通过对流方式进行传递。毛细管席制冷能力受产品形式及安装方式的影响, 可以和常规制冷机及