毛細(xì)管平面輻射空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究及展望
毛細(xì)管平面輻射空調(diào)系統(tǒng)是打破傳統(tǒng)的新型空調(diào)系統(tǒng)，在詳細(xì)研究了毛細(xì)管平面輻射空調(diào)的原理、特點(diǎn)、基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，指出了毛細(xì)管平面輻射空調(diào)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的結(jié)露、系統(tǒng)控制等不足，并給出了合理化的設(shè)計(jì)思路及未來研究發(fā)展方向。
引言
我國作為能源消費(fèi)大國，能源問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(diào)的則要占到一半以上，是建筑能耗的主體�？照{(diào)也是造成電力緊張局勢的重要原因，2008年年底，空調(diào)耗電占全國城鎮(zhèn)用電的20%以上，而在夏季用電高峰期，空調(diào)用電負(fù)荷占全國城鎮(zhèn)總耗電負(fù)荷的44%。同時(shí)我國中南部一些冬冷夏熱地區(qū)夏季需要制冷，冬季需要供熱，這些地區(qū)所用的采暖降溫設(shè)備多是分散在各用戶的電暖器和空調(diào)，耗電量相當(dāng)大，同時(shí)污染問題、城市熱島問題、室內(nèi)空氣品質(zhì)問題、PM2.5以及大氣霧霾等問題迅速加劇。因此，推廣使用具有高能效比、舒適性好、壽命長和適合冬夏兩季使用的毛細(xì)管平面輻射空調(diào)勢在必行。毛細(xì)管平面輻射空調(diào)流行于歐洲各國，是一種隱形輻射空調(diào)系統(tǒng)，一般裝在墻體或天花板內(nèi)，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(nèi)，同時(shí)可以應(yīng)用于現(xiàn)有建筑的改造，具有良好的可施行性。毛細(xì)管平面輻射空調(diào)有望成為未來空調(diào)系統(tǒng)發(fā)展的新選擇。
1、系統(tǒng)簡介
1.1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(xì)管平面輻射空調(diào)系統(tǒng)，并于1986年首次應(yīng)用于實(shí)際工程，此后這種空調(diào)系統(tǒng)在歐洲開始得到廣泛應(yīng)用。該空調(diào)系統(tǒng)有舒適、節(jié)能、健康的空調(diào)末端形式，可以設(shè)置單獨(dú)的除濕系統(tǒng)，獨(dú)立控制。毛細(xì)管末端能夠靈活地安裝在地面、墻體、天花板內(nèi)，通過這些圍護(hù)結(jié)構(gòu)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(nèi)的顯熱負(fù)荷，同時(shí)為保證室內(nèi)空氣的流通和除去室內(nèi)潛熱負(fù)荷，系統(tǒng)設(shè)置有新風(fēng)系統(tǒng)。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)�？稍偕哪茉刺峁＞唧w結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)原理如下圖1所示。
圖1 模塊化平面輻射空調(diào)系統(tǒng)示意圖
以夏季工況為例，原理圖分為水系統(tǒng)、新風(fēng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。水系統(tǒng)中1可再生能源機(jī)組(或高溫蒸發(fā)機(jī)組)指的是如地源熱泵冷水機(jī)組或是可以提供溫度較高冷水的冷水機(jī)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(jī)組的應(yīng)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(nèi)進(jìn)行與室內(nèi)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?zé)崞鲹Q熱，這樣末端中的水為自身回水和機(jī)組冷水的混合，得到16～18 ℃的水，水系統(tǒng)循環(huán)完成。新風(fēng)系統(tǒng)中，為避免板面結(jié)露，新風(fēng)要承擔(dān)較大濕負(fù)荷，3新風(fēng)機(jī)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4熱回收裝置送入新風(fēng)處理機(jī)處理后經(jīng)5送風(fēng)口送入室內(nèi)，經(jīng)回風(fēng)口6進(jìn)入4換熱后排出�？刂葡到y(tǒng)主要通過7結(jié)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(nèi)溫度，觀察末端入口溫度是否低于室內(nèi)露點(diǎn)溫度，調(diào)節(jié)回水閥的開度控制末端入口水溫，防止末端結(jié)露同時(shí)進(jìn)行室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)控制。
4、結(jié)語
毛細(xì)管平面輻射空調(diào)是新型的空調(diào)系統(tǒng)，其具有高效節(jié)能、綠色環(huán)保、節(jié)省空間、高舒適性和使用壽命長等特點(diǎn)，具有良好的市場前景。在德國、英國等地已大量應(yīng)用，國內(nèi)也有一些樓宇使用了這一技術(shù)，效果良好。目前這項(xiàng)技術(shù)中有些問題仍需繼續(xù)研究改進(jìn)，如結(jié)露問題，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(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，必將成為未來空調(diào)研究的重要方向。
