毛細管平面輻射空調系統的設計研究及展望

　　毛細管平面輻射空調系統是打破傳統的新型空調系統，在詳細研究了毛細管平面輻射空調的原理、特點(diǎn)、基本結構的基礎上，指出了毛細管平面輻射空調系統可能出現的結露、系統控制等不足，并給出了合理化的設計思路及未來(lái)研究發(fā)展方向。

　　引言

　　我國作為能源消費大國，能源問(wèn)題一直得到國家重視，而其中建筑能耗占全部能耗的40% ～50% ，尤其用于暖通空調的則要占到一半以上，是建筑能耗的主體�？照{也是造成電力緊張局勢的重要原因，2008年年底，空調耗電占全國城鎮用電的20%以上，而在夏季用電高峰期，空調用電負荷占全國城鎮總耗電負荷的44%。同時(shí)我國中南部一些冬冷夏熱地區夏季需要制冷，冬季需要供熱，這些地區所用的采暖降溫設備多是分散在各用戶(hù)的電暖器和空調，耗電量相當大，同時(shí)污染問(wèn)題、城市熱島問(wèn)題、室內空氣品質(zhì)問(wèn)題、PM2.5以及大氣霧霾等問(wèn)題迅速加劇。因此，推廣使用具有高能效比、舒適性好、壽命長(cháng)和適合冬夏兩季使用的毛細管平面輻射空調勢在必行。毛細管平面輻射空調流行于歐洲各國，是一種隱形輻射空調系統，一般裝在墻體或天花板內，與室溫溫差小，換熱面積大，集供冷暖于一體。其不但可以利用在新建筑物內，同時(shí)可以應用于現有建筑的改造，具有良好的可施行性。毛細管平面輻射空調有望成為未來(lái)空調系統發(fā)展的新選擇。

　　1、系統簡(jiǎn)介

　　1.1、系統結構原理

　　1987年德國多納蒂-赫博斯特基于仿生學(xué)發(fā)明了毛細管平面輻射空調系統，并于1986年首次應用于實(shí)際工程，此后這種空調系統在歐洲開(kāi)始得到廣泛應用。該空調系統有舒適、節能、健康的空調末端形式，可以設置單獨的除濕系統，獨立控制。毛細管末端能夠靈活地安裝在地面、墻體、天花板內，通過(guò)這些圍護結構形成的冷熱輻射表面進(jìn)行換熱。這些輻射表面可以除去室內的顯熱負荷，同時(shí)為保證室內空氣的流通和除去室內潛熱負荷，系統設置有新風(fēng)系統。冷熱源由水循環(huán)完成，其溫度要求可以由地源熱泵等環(huán)�？稍偕�的能源提供。具體結構和系統原理如下圖1所示。

圖1 模塊化平面輻射空調系統示意圖

　　以夏季工況為例，原理圖分為水系統、新風(fēng)系統和控制系統。水系統中1可再生能源機組(或高溫蒸發(fā)機組)指的是如地源熱泵冷水機組或是可以提供溫度較高冷水的冷水機組以及生活廢水等，由于新能源技術(shù)或高溫蒸發(fā)溫度的冷水機組的應用，可以大大提高能效比，減少成本。從1生產(chǎn)的溫度大約在16～18 ℃的冷水被送入2平板輻射末端，末端在房間空間內進(jìn)行與室內空氣的輻射換熱后，末端出口水溫有小幅度上升，溫度較高的水再送入9回熱器換熱，這樣末端中的水為自身回水和機組冷水的混合，得到16～18 ℃的水，水系統循環(huán)完成。新風(fēng)系統中，為避免板面結露，新風(fēng)要承擔較大濕負荷，3新風(fēng)機的冷水也由1提供，但水溫要比末端供水低，大約為5~7 ℃。環(huán)境空氣經(jīng)過(guò)4熱回收裝置送入新風(fēng)處理機處理后經(jīng)5送風(fēng)口送入室內，經(jīng)回風(fēng)口6進(jìn)入4換熱后排出�？刂葡到y主要通過(guò)7結露控制傳感器和8溫度傳感器檢測末端入口水溫以及室內溫度，觀(guān)察末端入口溫度是否低于室內露點(diǎn)溫度，調節回水閥的開(kāi)度控制末端入口水溫，防止末端結露同時(shí)進(jìn)行室內溫度調節控制。

　　4、結語(yǔ)

　　毛細管平面輻射空調是新型的空調系統，其具有高效節能、綠色環(huán)保、節省空間、高舒適性和使用壽命長(cháng)等特點(diǎn)，具有良好的市場(chǎng)前景。在德國、英國等地已大量應用，國內也有一些樓宇使用了這一技術(shù)，效果良好。目前這項技術(shù)中有些問(wèn)題仍需繼續研究改進(jìn)，如結露問(wèn)題，如何將可再生資源利用產(chǎn)生更高的效率等。但由于其自身的多項優(yōu)點(diǎn)，必將成為未來(lái)空調研究的重要方向。