辐射供冷系统简析.docx

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1、辐射供冷系统简析目录刖百1.辐射供冷的原理与现状21 .供冷系统的组成31.1. 空调冷热源局部32. 1. 1. 土壤源热泵（地源热泵）32. 1.2.水源热泵32. 1.3.风冷热泵机组42.2. 空调末端局部41. 2.1.辐射式42. 2.2.对流式52.3. 独立除湿新风系统62. 3.1.用冷却方式除湿62. 3.2.液体除湿新风系统6.辐射空调系统的优势73 .辐射供冷的其它设计特点84. 1. 送风方式的选择85. 2.辐射供冷水系统8结语101刖后节能是我国经济和社会开展的一项长远战略方针，也是当前一项极为紧迫 的任务。其中空调能耗占整个建筑能耗的一半以上。因此，应采取一切可

2、行的 方案以降低建筑能耗，缓解电力紧张局面，成为迫在眉睫的大事。建设低能耗 的建筑和使用节能绿色空调系统便是其中最有效的解决方案。辐射空调系统，作为一种节能空调系统，可以很好地与低能耗或绿色建筑 结合，有着良好的应用前景。第1页共10页辐射吊顶独立新风机组接制冷机自由冷却图4先处理新风再处理辐射供冷(方案二)(3)方案三：为独立新风和辐射供冷各设一套冷水系统，此设计有很强的针 对性，可以降低系统能耗，但初投资比较大。5.结语辐射供冷具有节能、舒适性好、节省建筑空间等优点，在应用过程中，应 注意以下几点：辐射供冷系统应该与置换通风、天花板顶送风相结合，互相取长补短。 特别是蒸发冷却与辐射供冷相结

3、合的半集中式空调系统由于采用了零费用的蒸 发冷却技术，符合国家节能减排的政策，有着广阔的市场前景。因此，目前蒸 发冷却与辐射末端相结合的半集中式空调系统已成为业内关注的研究热点。(2)采用辐射供冷与置换通风系统相结合时，辐射供冷承当室内显热复合； 置换通风承当新风的潜热负荷和湿负荷。但是冷负荷分配是个关键的问题，有 待于继续研究讨论。(3)采用辐射供冷系统时，除湿是个关键问题。随着除湿技术的开展，辐射 供冷将呈现更多的形式，其供冷能力也将大幅度的提高。第10页共10页L辐射供冷的原理与现状辐射供冷是指降低围护结构内外表中一个或多个外表的温度，形成冷辐射 面，依靠辐射面与人体、家具及围护结构其余

4、外表的辐射热交换进行降温的技 术方法。由于辐射供冷系统中辐射传热所占份额在50%以上，当采用辐射供冷 时室内作用温度可比传统空调系统降低12C。辐射供冷具有节能、舒适性 强、污染性小等优点，本文将对辐射供冷进行分析。辐射供冷的主要优点：(1)节能：由于传统空调中热量的介质主要是空气，但是空气的比热容较 低，而辐射供冷的介质不采用空气，因此它在输配传热介质上的耗能要比传统 空调小得多，节能可到达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外表温 度，加强人体辐射散热份额，提高了舒适性。另外，

5、传统的空调如果要想实现 温、湿度的同步控制，一般需要对新风再热，导致能耗增加，唯一和解决途径 就是牺牲温湿度中的其中一项，这样就相当于牺牲了室内的热舒适性；而辐射 供冷可以实现温湿度分开控制，且辐射供冷在室内形成的温度梯度很小，风速 极小，到达良好的室内舒适性。(3)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、有时还会与 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。辐射供冷20世纪70年起代源于欧洲，早在上个世纪90年代就在欧洲一 些兴旺国家的的民用建筑中得到

6、具体应用。到目前为止，在欧洲已广泛应用于 商场、超市、银行等场所，特别在德国和瑞士。辐射供热系统，在我国已经有了多年的应用历史，其舒适性和节能效益得 到了业内同行的一致好评。辐射供冷有着与传统空调无法比较的优势，但辐射 供冷在我国起步较晚，至今还未有实际场所大面积的应用，仅仅停留在理论研 究和实验室论证的阶段。随着国家提倡节能减排的政策越来越强烈，低碳建筑第2页共10页不断被广泛应用，再加上人们对室内空调的舒适性要求越来越高，因此，辐射 供冷是相当有前景的。2.供冷系统的组成一般辐射供冷系统结合相关空调系统进行合理配置，由冷热源、辐射供冷 供热末端系统及独立除湿新风系统三局部组成。1. 1.空

7、调冷热源局部空调冷热源采用高效率、低污染、使用可再生能源的主机。如利用地热、 地（下）表水等可再生资源作为冷热源的空调系统，或者高效率的制冷制热空调系 统。2. 1. 1. 土壤源热泵（地源热泵）土壤热泵系统采用垂直（埋管深度在地下100m以内，也可利用建筑混凝土 桩基埋管）或水平埋管形式，利用地下浅层土壤温度常年保持在1020左右的 特点，通过地下埋管管内的介质循环与土壤进行闭式热交换以到达供冷供热的 目的。夏季通过热泵将建筑物内的热量转移到地下，对建筑进行降温；冬季通 过热泵将大地中的低位热能提高品位对建筑物供暖。同时还可提供卫生热水。 土壤源为可再生性能源，由于地下换热器为闭式系统，不会

8、污染地下水资源， 对环境零污染。为保证土壤源热泵长期稳定运行的关键技术，就是地下换热器系统的精确 设计与良好的安装工艺。3. 1. 2.水源热泵水源热泵，直接利用地下水或者江河湖泊水塘作为空调系统的冷热源，夏 季吸收建筑物余热量，冬季向建筑物输送热量。分为开式系统和闭式系统两 类。（1）开式系统：直接采用地下水作为空调系统的冷热源时，如果处理不当， 有可能污染地下水，或者取水与回灌量的不平衡，从而造成系统不能平安稳定 地长期运行。所以此方式，虽然能源具有可再生性，但是由于设计要求较高， 并且受地质条件和当地政策的限制，应根据实际情况慎重选用。第3页共10页(2)闭式系统：采用江河、湖泊、水塘等

9、地表水作为冷热源时，由于通常采 用闭式系统，对环境无污染，且安装方便，在地表水资源丰富的地区采用较 好。2. 1. 3.风冷热泵机组风冷热泵机组主要应用在冬冷夏热(冬季非采暖)地区。由于其安装方便、维 护简单，对于家庭等分散用户是一个有效的选择。2. 2.空调末端局部供冷辐射与环境的热交换一般有两种形式，即对流和辐射，因此根据这两 种热交换的形式，其末端也对应两种设备，即对流式和辐射式。对流式供冷还 可以分为，主动式冷梁和被动式冷梁。2. 2. 1.辐射式辐射式可以分为吊顶式和楼板式两种。楼板式又可以分为毛细管式和混凝 土式。毛细管式一般使用内径很小的塑料管，供冷能力有限，一般为 40-65W

10、/m2 o对室内负荷变化的反响快，而在辐射能力相当的情况下造价低、 安装简捷、节约建筑空间。可以根据客户要求定制尺寸、干湿式建筑施工要求 均可。混凝土式是把冷水管直接进入楼板混凝土中，与建筑围护结构形成一 体，它的供冷能力更小，只有30W/m2, 一般满足建筑的基础冷负荷。吊顶式 在闭式平滑外表，它一般直接悬吊在天花板下方。吊顶式在房间垂直方向上温 度波动极小，提供的冷量不超过100 W/rr?。总体来说，辐射式供冷引起的室内 空气对流风速很小，室内人员没有吹风感，一般应用于冷负荷不太大的场所， 如办公室、学校、银行等。其优点为：(1)节能和舒适。夏季不需低温冷水，供水温度为16c时:空调系统

11、的运行 效率可到达10.0。空调末端系统可以和任何形式的冷热源结合使用，尤其是与 土壤源热泵、闭式地表水水源热泵配套使用，由于夏季可以直供，不需要开启 机组制冷，节能效果更明显。同时具有舒适性高的优点。空气品质好。辐射空调系统采用独立新风形式，不存在和回风的混合， 因而空调品质好。(3)节省建筑空间。基本不占用吊顶空间，因而可降低房间层高要求，从而 大大节省建筑投资。而且安装方便、快捷，经济性好。第4页共10页缺点：供冷能力不强，局限性小。2. 2. 2.对流式（1）吊顶式。对流式吊顶一般有强化空气流动的缝隙，加强对流换热，其所 占换热比例超过50%。对流式系统的房间垂直方向温度波动也较小，一

12、般在2K 以内，比辐射式略高。提供的供冷量也不超过。风速比辐射式高，但也不会超 过0.15m/s。这种供冷方式适合冷负荷较大的场所，如商场、超市等。冷梁。冷梁与环境之间的热交换绝大局部是通过对流进行，对流比例达 90%95%。冷梁按有无新风通入可分为主动式冷梁（如图1所示）和被动式冷梁 （如图2所示）。主动式冷梁有新风通入，新风以极高的速度进入冷梁，从而产生负压，诱 导周围空气进入冷梁，并通过冷梁内的盘管进行对流换热，从而降低室内空气 温度。由于主动式冷梁的出风流速较高，不能直接布置在人员活动的正上方。主 动式冷梁又可分为单侧送风和双侧送风。单侧送风主要敷设在房间天花的边缘 处；双侧送风布置在

13、天花中间。其供冷系统能力很大，可达620W/m2适用于冷 负荷非常高的场所。7新风盘管双侧送风双侧送风诱导空气进入冷梁图1主动式冷梁第5页共10页封团循环.无新风参与. 只有诱导空气O 0图2被动式冷梁被动式冷梁与主动式的最大区别就是它没有新风参与室内的对流换热，只 是一个封闭循环。被动式冷梁下方的气流速度也比较大，同样不能直接布置在 工作人员的上方，它的供冷负荷可以到达400 W/n?。2. 3.独立除湿新风系统辐射供冷不能去除室内的潜热负荷，因此，可以利用独立的新风系统来承 担潜热负荷。另外，为防止辐射外表出现结露的现象，新风系统也要进行除湿 处理。3. 3. 1.用冷却方式除湿此方式运行

14、可靠、技术成熟、能效较高。但冷却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）。4. 3. 2.；攸体除湿新风系统液体除湿系统利用溶液的吸湿能力去除空气中的水分，溶液通过加热再生 然后循环使用。除湿后的空气再由表冷器除去显热，构成一除湿新风系统。液 体除湿可以使用低品位能源（如太阳能、地热、余热等）。由于液体除湿系统的可 独立除湿（处理潜热）的能力，在空调系统中的应用将有广泛的领域。目前由于其 体积大，溶液有腐蚀性等弱点，尚未得到大量的使用。随着研发的进一步深 入，液体除湿系统会有更大的突破。第6页共10页5

15、. 辐射空调系统的优势1）温湿控制、杜绝结露完美的防结露控制：辐射空调系统变水温控制平安的解决了辐射供冷的结 露问题。2）科学控制、解读人体密码源自人体舒适理论：辐射空调系统采用了操作湿度的控制方法，更接近人 体的体感温度。3）温湿独立、健康舒适体验夏季及梅雨季节的控制：辐射空调系统IVY,使得室内湿度被控制在50%- 60%的高舒适区，等温除湿的功能在梅雨季节带给客户更舒适体验。4）分区分室、呵护老人孩子分区分室控制：辐射空调集成系统针对不同的功能区域、各个年龄层、不 同时间段个性化定制适宜的温度、湿度、新风量，悉心呵护老人孩子的日常起 居。5）自由开窗、尊重个人习惯开窗控制：辐射空调集成系

16、统可以在任何季节任何时候开窗，尊重个人习 惯。6）颠覆传统、悦享高效节能低近30% o室内空气循环混风显热40%50% 三挡调节 模糊调节比对全新风换热回收显热80%潜热60%自由设定风.节能指标：辐射空调集成系统冷机装机容量仅为传统空调的50%,夏季来 临，其节能水平比传统中央空调低近50%,及至冬季，其节能水平比传统地暖自由设定送风温度自由设定送风温度热交率砥风温调节除湿、加湿海度调节律交换照（媵技术）有效控湿不超过4（TC 内牌环负压排网混合进风运行工;兄。c风压室内微正压第7页共10页风机盘管空调vs辐射板空调200250瓦 对流传热（吹风配）温湿1合300mm 飒 aHWMB AB部

17、吊顶影晌房雇层高90120瓦羯射传热（EPS38mmW面保温） 激8度独立5.5mm|lfg，5mm 龙仔阴I体M堀t%城冷酗荷m?传热方式空调形式吊顶高度室内青安装工艺6. 辐射供冷的其它设计特点6.1. 送风方式的选择为保证室内的良好热舒适性，防止产生吹风感，到达节能的要求，因此一 般选用天花板顶送风和置换通风。天花板顶送风方式技术比较成熟，独立新风系统可以直接选用和全空气 系统相似的空调机组，再配合高吸入性的旋流风口，这样新风（经冷却除湿）可以 不需要再加热，而直接送入房间，而且人员不会有吹风感，另外，顶送风可以 加强空气的扰动，提高换热效果，从而提高供冷量。（2）置换通风的换气效率、能

18、量利用效率都高于天花板顶送风系统。但由于 置换通风要求的送风温差不宜大（低于3K）,须对新风进行再加热，因此造成了 能源浪费。4. 2.辐射供冷水系统由于辐射供冷水系统比较复杂，需要提供两组不同温度的冷水，一组为辐 射供冷，一组为独立新风系统。辐射供冷系统的水温一般在1520c之间，有 3种方案实施：（1）方案一（如图3所示）：辐射供冷和独立新风共用一套水系统。独立新风 系统采用一次冷水，水温较低；辐射供冷采用二次冷水，通过板式换热器进行 热交换的，那么水温略高。此方案设计简单，控制容易。第8页共10页（2）方案二（如图4所示）：冷水机出来的冷水先对独立的新风系统进行处 理，再处理辐射供冷。一般冷回水（已处理好新风系统）的水温为12,满足辐 射供冷对冷冻水温的要求。另外可以在辐射供冷回水处加装三通，以调节辐射 供冷的水温，这样冷水就两次利用，降低了冷量损失。辐射吊顶独立新风机组独立新风机组板式换热器自由冷却板式换热器图3辐射供冷和独立新风共用一套水系统（方案一）接制冷机第9页共10页