辐射吊顶空调系统的研究与应用_王福德
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
此种辐射吊顶装置具有以下特点 : (1)盘管与扣板接合紧密 , 大大提高了扣板的 辐射能力 ; (2 )辐射 吊顶 装置 能 够与 现 有 的 建筑 装 饰 构件 结合 , 通用性强 , 同时辐射吊顶装置还可以作为建筑 装饰件 , 具有装饰效果 ; (3)采用扣接形式 , 安装简单 , 施工方便 ;
实验室设在德州市皇明高科园别墅二层的一个 房间 。房间尺寸为 4m×3.6m×3m。南墙有 2.35m ×2.9m大小的节能窗 , 建筑外墙具有 100mm墙体 外保温 。 房间 建筑 面积为 16.4m2 , 敷设 盘管 长度 82m。在房间高 2.7m处设置辐射吊顶板 , 盘管采用 PE-RT管 , 管间距为 150mm。 2.2 实验测点布置
图 1 辐射板安装图
(4)采用彩涂板作为原材料 , 成本低廉 , 推广性 好;
(5)根据建筑物冷热负荷需求 , 扣板中间可以 加工一个或几个大于半圆的沟槽 , 盘管间距可做成 100mm、 125mm、 150mm、 175mm、 200mm、 225mm、 250mm, 灵活方便 。 2 实 验装 置 2.1 实验条件
室内没有通风装置 , 完全靠辐射换热造成的空 气温度差形成空气自然对流 。图 2是某一天辐射采 暖关键项测试数据变化曲线 , 图 3是根据测试数据 计算得出的辐射能力变化规律曲线 。 从图中可以看 出 , 室外环境温度在 -10 ～ 5℃, 辐射板供水温度在 35 ～ 45℃, 室内温度可以保持在 20℃左右 , 辐射采暖
4.2 制冷测试数据及结论 室内没有通风装置 , 完全靠辐射换热造成的空
气温度差 , 形成空气自然对流 。 图 5 是某一天辐射 制冷关键项数据变化曲线 , 图 6是根据测试数据计 算得出的辐射能力的变化曲线 。从图中可以看出室 外环境温度在 20 ～ 35℃, 辐射板供水温度在 20℃以 下 , 回水温度在 20 ～ 22℃, 室内温度可以保持在 25℃
通过一个冬季和夏季的运行 , 此种辐射吊顶空 调系统显示出了很好的节能性和舒适性 。由于吊顶 辐射板与新风系统结合使用 , 很大一部分负荷由辐 射板承担 , 送风量小 , 全年室内平均风速不大于 2m/s,
2(0总09第年第3291期2 期)
节ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ENERGY
CO NS E能RVATION —
室内温度能够保持在 22 ～ 27℃, 并且在夏季湿度较 大的天气绝大部分房间没有出现结露现象 , 但是在 11层的一个小型会议室 , 在召开会议时 , 如果人员 密度过大 , 便会出现结露现象 。 在经过分析后其结 露主要原因是因为在设计初期此房间并没有考虑会 议室功能 , 在新风 处理设计时 , 湿负荷处理 能力较 小 , 开会议时人员较多 , 湿负荷突然曾大 , 造成结露 现象 。冬季采暖 , 室内温度可以保持在 18℃以上 , 完全能够满足采暖要求 。
以看出 , 在 靠近地面 处 (400mm以下 )温 度变化较
大 , 但在 0.4m以上高度 , 空气温度变化很小 。 与采
暖期的温度梯度相比 , 制冷期的室内的温度更加均
匀 , 主要是由于冷空气自然向下流动造成的 。
表 2为实验室不同测点高度的温度测试数据 。
表 2 制冷 工况室内垂直方向温度变化数据
图 3 辐射采暖能力变化
能力在 90 ～ 110W/m2。 图 4是辐射采暖工况下 , 辐射板下垂直测点温 度情况 (各温度值为一天中的平均值 ), 从图中可以 看出在靠近 辐射板 和地面 处温 度变 化较 大 , 但 在 0.4 ～ 2.5m高度 , 空气温度梯度很小 。
注 :采暖能力和温度变化曲线具有一定的波动性 , 这是由于 实验所用的恒温水不够严格 , 具有一定的变化区间所致 。 图 2 辐射采暖实验温度变化图
2500
20.8 21.2 21.1 21.1 21.2 21.2 21.0 21.5 24.6 27.0 27.0 23.9 22.9 22.6
2000
20.6 20.9 20.9 20.9 21.0 20.9 20.7 21.3 24.1 26.3 26.3 23.8 22.8 22.4
1500
4 辐射制冷实验 4.1 制 冷量
制冷供水温度 17.6℃, 回水温度 21℃, 供回水 温差 3.4℃, 水流量 0.282t/h(以上数值均为全天测 试平均值 ), 根据供回水温差和水流量 , 计算得出制 冷量为 1139W, 辐射吊顶面积为 16.4m2 , 单位面积 制冷量为 69.5W/ m2 。
400
22.2 22.0 21.6 21.5 21.5 21.5 21.7 23.0 24.60 25.80 26.10 24.5 23.50 23.1
200
18.6 18.7 18.7 18.8 18.7 18.6 18.5 19.2 21.38 22.91 23.18 21.72 20.78 20.0
平缓了冷 、热负荷峰值 , 保证了制冷 、制热机组在高 性能范围段运行 。 6结语
(1)辐射吊顶系统与传统空调系统相比具有节 能性好 , 室内空气流速小 , 噪声低 , 更容易调节室内 空气参数 , 并且还能做为室内吊顶装饰使用 , 节省建 筑投资等优点 。
(2)通过实验测试及实际工程应用 , 辐射吊顶 系统能够达到夏季制冷和冬季采暖的工况要求 , 夏 季制冷和冬季采暖室内温 度梯度均能够保 证小于 2℃ /m的舒适性标准 。
— 44 —
ENERG节Y CO NS E能RVATION
2009年第 12期 (总第 329期 )
左右 , 辐射制冷能力在 64 ～ 70W/m2 之间变化 。
图 5 辐射制冷实验温度变化
图 7是辐射制冷工况下 , 辐射板下垂直测点温 度情况 (各温度值为一天中的平均值 )。 从图中可
本文主要对此种新型辐射吊顶产品进行介绍 , 研究分析其在建筑采暖和制冷中的应用效果 , 并结 合工程应用实例进行说明 。 1 辐射吊顶装置介绍 此种辐射吊顶板使用 0.5mm厚彩涂板压制而 成 , 可根据需要制作不同宽度 、长度的辐射板 。 辐射 板上设有等凹形沟槽 , 用来安装盘管 。 辐射板的安 装方式制作成卡接的形式 , 依靠辐射板的弹性把卡 槽牢牢卡在副龙骨上 。副龙骨通过吊码与 38 号主 龙骨相连 , 用 38号大吊把主龙骨与吊筋联结起来固 定在楼板上 。安装形式如图 1 所示 。 盘管采用 PE -RT管 , 外径 20mm, 内径 16mm, 盘管安装时使用 整根管连接 , 接口设在分 、集水器处 , 确保吊顶不会 有漏水现象 。
辐射板在测试房内的高度为 2.7m, 辐射板表面 布置 3个温度传感器测点 , 求其平均值作为辐射板 表面温度 。辐射板上空 100mm设置一温度测点 。地 面设一温度测点 ;实验室中间垂直设置 6个温度测 点 , 用来分析室内温度梯度情况 。 各测点距地面的距
2(0总09第年第3291期2 期)
20.2 20.5 20.5 20.5 20.6 20.5 20.3 21.0 23.6 25.6 25.7 23.5 22.4 21.9
400
19.7 20.0 20.1 20.0 20.1 19.8 19.8 20.5 23.1 25.1 25.2 23.0 21.9 21.4
200
18.0 18.0 17.9 17.9 17.8 17.6 17.4 18.3 19.9 21.1 21.4 20.7 20.1 18.9
℃
测点高度 /mm 17
19
21
23
1
3
5
7
9
11
13
15
17 平均
2650
22.7 23.1 23.1 23.2 23.4 23.4 23.0 23.6 26.54 28.88 28.75 25.62 24.56 24.6
2500
22.8 23.2 23.2 23.2 23.2 23.2 23.0 23.6 26.63 29.07 29.03 25.96 24.97 24.7
节
ENERGY
CO NS E能RVATION —
4 3 —
离依次为 :0.2m、0.4m、1.5m、2m、2.5m、2.65m。 3 辐射采暖实验 3.1 采 暖量
采暖供水温度 38.1℃, 回水 温度 34.6℃, 供回 水温差 3.5℃, 水流量 0.384t/h(以上数值均为全天 测试平均值 ), 根据供回水温差和水流量 , 计算得出 供暖量为 1560.5W, 辐射吊顶面积为 16.4m2 。 所以 单位面积采暖量为 95.2W/ m2 。 3.2 采 暖测 试数 据及 结论
5 系统的工程应用 2008年辐射吊 顶供冷 、供热 系统技 术在 2010
年世界太阳能大会主会场 ———皇明日月坛微排大厦 上得到应用 (见图 8), 安装吊顶辐射的建筑面积达 到 30000m2 。大厦平时是皇明太阳能集团总部办公 大楼 , 整个系统采用辐射吊顶加新风空调系统 。该 工程位于山东省德州市经济开发区 , 德州市基本气 候特点是季风影响显著 , 四季分明 、冷热干湿界限明 显 , 春季干旱多风回暖快 , 夏季炎热多雨 , 秋季凉爽 多晴天 , 冬季寒冷少雪多干燥 , 具有显著的大陆性气 候特 征 。 其 中 夏季 空 调 季节 环 境 空气 含 湿 量在 20g/kg左右 。 工程至今经过了一个 冬季和夏季的 运行 , 完全能够达到制冷和采暖的要求 。 夏季制冷 ,
引言 辐射吊顶空调系统与传统空调系统相比 , 具有
节能性好 , 室内无风感 , 热舒适性好 , 节省建筑空间 等优点 , 在欧洲 、北美的部分国家和地区已经得到了 广泛的应用 , 并且已经成为空调系统的重要组成部 分 。在我国 , 辐射吊顶空调系统处于小面积的研究 、 示范阶段 , 还未得到大面积的推广应用 , 成熟的辐射 吊顶产品也相对较少 。据此 , 笔者提出了一种新型 辐射吊顶装置 , 借以推动我国辐射吊顶空调系统的 发展 。
4 5 —
图 8 皇明太阳能日月坛辐射吊顶工程实景
人在室内没有吹风感 , 具有很好的舒适性 ;由于辐射 吊顶空调系统要求很小的供回水温度 , 所以系统的 设计供回水温度为 17 ～ 19℃, 在实际运行中明显提 高了制冷机组的制冷系数 ;另外辐射吊顶空调系统 可以使建筑围护结构或室内物体形成一种蓄能体 ,
图 4 辐射采暖室内温度梯度 变化
表 1为实验室不同测点高度的温度测试数据 。
表 1 采暖 工况室内垂直方向温度变化数据
℃
测点高度 /mm 17
19
21
23
1
3
5
7
9
11
13
15
17 平均
2650
25.3 25.7 25.7 25.8 26.0 26.0 25.6 26.2 29.1 31.4 31.5 28.2 27.2 27.2
2000
23.1 23.4 23.4 23.4 23.4 23.4 23.2 23.8 26.55 28.73 28.75 26.28 25.26 24.8
1500
22.5 22.9 23.0 23.0 23.1 22.8 22.6 23.3 25.90 27.90 28.00 25.80 24.70 24.30
(3)辐射吊顶加置换通风系统联合应用是一种 健康 、舒适 、节能的空调方式 , 相信辐射吊顶系统很 快会成为我国空调系统的重要组成部分得到更好的 推广 。 参考文献
— 42 —
ENERG节Y CO NS E能RVATION
2009年第 12期 (总第 329期 )
辐射吊顶空调系统的研究与应用
王福德 , 翟华维 , 王振杰 , 徐 亮 , 张松峰 (皇明太阳能集团有限公司 , 山东 德州 253000)
摘要 :介绍一种新型空调系统形式 ——— 供冷 、供热辐射吊顶空调系统 。 阐述辐射吊顶空调系 统的结构形 式和特点 , 通过实验测试研究和工程应用实践表明 , 辐射吊顶系统可以满足采暖和制冷的要求 。 关键词 :辐射吊顶 ;采暖 ;制冷 中图分类号 :TU831.7+5 文献标识码 :B 文章编号 :1004 -7948(2009)12 -0042-04
实验室设在德州市皇明高科园别墅二层的一个 房间 。房间尺寸为 4m×3.6m×3m。南墙有 2.35m ×2.9m大小的节能窗 , 建筑外墙具有 100mm墙体 外保温 。 房间 建筑 面积为 16.4m2 , 敷设 盘管 长度 82m。在房间高 2.7m处设置辐射吊顶板 , 盘管采用 PE-RT管 , 管间距为 150mm。 2.2 实验测点布置
图 1 辐射板安装图
(4)采用彩涂板作为原材料 , 成本低廉 , 推广性 好;
(5)根据建筑物冷热负荷需求 , 扣板中间可以 加工一个或几个大于半圆的沟槽 , 盘管间距可做成 100mm、 125mm、 150mm、 175mm、 200mm、 225mm、 250mm, 灵活方便 。 2 实 验装 置 2.1 实验条件
室内没有通风装置 , 完全靠辐射换热造成的空 气温度差形成空气自然对流 。图 2是某一天辐射采 暖关键项测试数据变化曲线 , 图 3是根据测试数据 计算得出的辐射能力变化规律曲线 。 从图中可以看 出 , 室外环境温度在 -10 ～ 5℃, 辐射板供水温度在 35 ～ 45℃, 室内温度可以保持在 20℃左右 , 辐射采暖
4.2 制冷测试数据及结论 室内没有通风装置 , 完全靠辐射换热造成的空
气温度差 , 形成空气自然对流 。 图 5 是某一天辐射 制冷关键项数据变化曲线 , 图 6是根据测试数据计 算得出的辐射能力的变化曲线 。从图中可以看出室 外环境温度在 20 ～ 35℃, 辐射板供水温度在 20℃以 下 , 回水温度在 20 ～ 22℃, 室内温度可以保持在 25℃
通过一个冬季和夏季的运行 , 此种辐射吊顶空 调系统显示出了很好的节能性和舒适性 。由于吊顶 辐射板与新风系统结合使用 , 很大一部分负荷由辐 射板承担 , 送风量小 , 全年室内平均风速不大于 2m/s,
2(0总09第年第3291期2 期)
节ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ENERGY
CO NS E能RVATION —
室内温度能够保持在 22 ～ 27℃, 并且在夏季湿度较 大的天气绝大部分房间没有出现结露现象 , 但是在 11层的一个小型会议室 , 在召开会议时 , 如果人员 密度过大 , 便会出现结露现象 。 在经过分析后其结 露主要原因是因为在设计初期此房间并没有考虑会 议室功能 , 在新风 处理设计时 , 湿负荷处理 能力较 小 , 开会议时人员较多 , 湿负荷突然曾大 , 造成结露 现象 。冬季采暖 , 室内温度可以保持在 18℃以上 , 完全能够满足采暖要求 。
以看出 , 在 靠近地面 处 (400mm以下 )温 度变化较
大 , 但在 0.4m以上高度 , 空气温度变化很小 。 与采
暖期的温度梯度相比 , 制冷期的室内的温度更加均
匀 , 主要是由于冷空气自然向下流动造成的 。
表 2为实验室不同测点高度的温度测试数据 。
表 2 制冷 工况室内垂直方向温度变化数据
图 3 辐射采暖能力变化
能力在 90 ～ 110W/m2。 图 4是辐射采暖工况下 , 辐射板下垂直测点温 度情况 (各温度值为一天中的平均值 ), 从图中可以 看出在靠近 辐射板 和地面 处温 度变 化较 大 , 但 在 0.4 ～ 2.5m高度 , 空气温度梯度很小 。
注 :采暖能力和温度变化曲线具有一定的波动性 , 这是由于 实验所用的恒温水不够严格 , 具有一定的变化区间所致 。 图 2 辐射采暖实验温度变化图
2500
20.8 21.2 21.1 21.1 21.2 21.2 21.0 21.5 24.6 27.0 27.0 23.9 22.9 22.6
2000
20.6 20.9 20.9 20.9 21.0 20.9 20.7 21.3 24.1 26.3 26.3 23.8 22.8 22.4
1500
4 辐射制冷实验 4.1 制 冷量
制冷供水温度 17.6℃, 回水温度 21℃, 供回水 温差 3.4℃, 水流量 0.282t/h(以上数值均为全天测 试平均值 ), 根据供回水温差和水流量 , 计算得出制 冷量为 1139W, 辐射吊顶面积为 16.4m2 , 单位面积 制冷量为 69.5W/ m2 。
400
22.2 22.0 21.6 21.5 21.5 21.5 21.7 23.0 24.60 25.80 26.10 24.5 23.50 23.1
200
18.6 18.7 18.7 18.8 18.7 18.6 18.5 19.2 21.38 22.91 23.18 21.72 20.78 20.0
平缓了冷 、热负荷峰值 , 保证了制冷 、制热机组在高 性能范围段运行 。 6结语
(1)辐射吊顶系统与传统空调系统相比具有节 能性好 , 室内空气流速小 , 噪声低 , 更容易调节室内 空气参数 , 并且还能做为室内吊顶装饰使用 , 节省建 筑投资等优点 。
(2)通过实验测试及实际工程应用 , 辐射吊顶 系统能够达到夏季制冷和冬季采暖的工况要求 , 夏 季制冷和冬季采暖室内温 度梯度均能够保 证小于 2℃ /m的舒适性标准 。
— 44 —
ENERG节Y CO NS E能RVATION
2009年第 12期 (总第 329期 )
左右 , 辐射制冷能力在 64 ～ 70W/m2 之间变化 。
图 5 辐射制冷实验温度变化
图 7是辐射制冷工况下 , 辐射板下垂直测点温 度情况 (各温度值为一天中的平均值 )。 从图中可
本文主要对此种新型辐射吊顶产品进行介绍 , 研究分析其在建筑采暖和制冷中的应用效果 , 并结 合工程应用实例进行说明 。 1 辐射吊顶装置介绍 此种辐射吊顶板使用 0.5mm厚彩涂板压制而 成 , 可根据需要制作不同宽度 、长度的辐射板 。 辐射 板上设有等凹形沟槽 , 用来安装盘管 。 辐射板的安 装方式制作成卡接的形式 , 依靠辐射板的弹性把卡 槽牢牢卡在副龙骨上 。副龙骨通过吊码与 38 号主 龙骨相连 , 用 38号大吊把主龙骨与吊筋联结起来固 定在楼板上 。安装形式如图 1 所示 。 盘管采用 PE -RT管 , 外径 20mm, 内径 16mm, 盘管安装时使用 整根管连接 , 接口设在分 、集水器处 , 确保吊顶不会 有漏水现象 。
辐射板在测试房内的高度为 2.7m, 辐射板表面 布置 3个温度传感器测点 , 求其平均值作为辐射板 表面温度 。辐射板上空 100mm设置一温度测点 。地 面设一温度测点 ;实验室中间垂直设置 6个温度测 点 , 用来分析室内温度梯度情况 。 各测点距地面的距
2(0总09第年第3291期2 期)
20.2 20.5 20.5 20.5 20.6 20.5 20.3 21.0 23.6 25.6 25.7 23.5 22.4 21.9
400
19.7 20.0 20.1 20.0 20.1 19.8 19.8 20.5 23.1 25.1 25.2 23.0 21.9 21.4
200
18.0 18.0 17.9 17.9 17.8 17.6 17.4 18.3 19.9 21.1 21.4 20.7 20.1 18.9
℃
测点高度 /mm 17
19
21
23
1
3
5
7
9
11
13
15
17 平均
2650
22.7 23.1 23.1 23.2 23.4 23.4 23.0 23.6 26.54 28.88 28.75 25.62 24.56 24.6
2500
22.8 23.2 23.2 23.2 23.2 23.2 23.0 23.6 26.63 29.07 29.03 25.96 24.97 24.7
节
ENERGY
CO NS E能RVATION —
4 3 —
离依次为 :0.2m、0.4m、1.5m、2m、2.5m、2.65m。 3 辐射采暖实验 3.1 采 暖量
采暖供水温度 38.1℃, 回水 温度 34.6℃, 供回 水温差 3.5℃, 水流量 0.384t/h(以上数值均为全天 测试平均值 ), 根据供回水温差和水流量 , 计算得出 供暖量为 1560.5W, 辐射吊顶面积为 16.4m2 。 所以 单位面积采暖量为 95.2W/ m2 。 3.2 采 暖测 试数 据及 结论
5 系统的工程应用 2008年辐射吊 顶供冷 、供热 系统技 术在 2010
年世界太阳能大会主会场 ———皇明日月坛微排大厦 上得到应用 (见图 8), 安装吊顶辐射的建筑面积达 到 30000m2 。大厦平时是皇明太阳能集团总部办公 大楼 , 整个系统采用辐射吊顶加新风空调系统 。该 工程位于山东省德州市经济开发区 , 德州市基本气 候特点是季风影响显著 , 四季分明 、冷热干湿界限明 显 , 春季干旱多风回暖快 , 夏季炎热多雨 , 秋季凉爽 多晴天 , 冬季寒冷少雪多干燥 , 具有显著的大陆性气 候特 征 。 其 中 夏季 空 调 季节 环 境 空气 含 湿 量在 20g/kg左右 。 工程至今经过了一个 冬季和夏季的 运行 , 完全能够达到制冷和采暖的要求 。 夏季制冷 ,
引言 辐射吊顶空调系统与传统空调系统相比 , 具有
节能性好 , 室内无风感 , 热舒适性好 , 节省建筑空间 等优点 , 在欧洲 、北美的部分国家和地区已经得到了 广泛的应用 , 并且已经成为空调系统的重要组成部 分 。在我国 , 辐射吊顶空调系统处于小面积的研究 、 示范阶段 , 还未得到大面积的推广应用 , 成熟的辐射 吊顶产品也相对较少 。据此 , 笔者提出了一种新型 辐射吊顶装置 , 借以推动我国辐射吊顶空调系统的 发展 。
4 5 —
图 8 皇明太阳能日月坛辐射吊顶工程实景
人在室内没有吹风感 , 具有很好的舒适性 ;由于辐射 吊顶空调系统要求很小的供回水温度 , 所以系统的 设计供回水温度为 17 ～ 19℃, 在实际运行中明显提 高了制冷机组的制冷系数 ;另外辐射吊顶空调系统 可以使建筑围护结构或室内物体形成一种蓄能体 ,
图 4 辐射采暖室内温度梯度 变化
表 1为实验室不同测点高度的温度测试数据 。
表 1 采暖 工况室内垂直方向温度变化数据
℃
测点高度 /mm 17
19
21
23
1
3
5
7
9
11
13
15
17 平均
2650
25.3 25.7 25.7 25.8 26.0 26.0 25.6 26.2 29.1 31.4 31.5 28.2 27.2 27.2
2000
23.1 23.4 23.4 23.4 23.4 23.4 23.2 23.8 26.55 28.73 28.75 26.28 25.26 24.8
1500
22.5 22.9 23.0 23.0 23.1 22.8 22.6 23.3 25.90 27.90 28.00 25.80 24.70 24.30
(3)辐射吊顶加置换通风系统联合应用是一种 健康 、舒适 、节能的空调方式 , 相信辐射吊顶系统很 快会成为我国空调系统的重要组成部分得到更好的 推广 。 参考文献
— 42 —
ENERG节Y CO NS E能RVATION
2009年第 12期 (总第 329期 )
辐射吊顶空调系统的研究与应用
王福德 , 翟华维 , 王振杰 , 徐 亮 , 张松峰 (皇明太阳能集团有限公司 , 山东 德州 253000)
摘要 :介绍一种新型空调系统形式 ——— 供冷 、供热辐射吊顶空调系统 。 阐述辐射吊顶空调系 统的结构形 式和特点 , 通过实验测试研究和工程应用实践表明 , 辐射吊顶系统可以满足采暖和制冷的要求 。 关键词 :辐射吊顶 ;采暖 ;制冷 中图分类号 :TU831.7+5 文献标识码 :B 文章编号 :1004 -7948(2009)12 -0042-04