毛细管平面辐射空调系统的设计研究及展望

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)中南大学能源科学与工程学院 作者:聂鑫

  毛细管平面辐射空调系统是打破传统的新型空调系统,在详细研究了毛细管平面辐射空调的原理、特点、基本结构的基础上,指出了毛细管平面辐射空调系统可能出现的结露、系统控制等不足,并给出了合理化的设计思路及未来研究发展方向。

  引言

  我国作为能源消费大国,能源问题一直得到国家重视,而其中建筑能耗占全部能耗的40% ~50% ,尤其用于暖通空调的则要占到一半以上,是建筑能耗的主体。空调也是造成电力紧张局势的重要原因,2008年年底,空调耗电占全国城镇用电的20%以上,而在夏季用电高峰期,空调用电负荷占全国城镇总耗电负荷的44%。同时我国中南部一些冬冷夏热地区夏季需要制冷,冬季需要供热,这些地区所用的采暖降温设备多是分散在各用户的电暖器和空调,耗电量相当大,同时污染问题、城市热岛问题、室内空气品质问题、PM2.5以及大气雾霾等问题迅速加剧。因此,推广使用具有高能效比、舒适性好、寿命长和适合冬夏两季使用的毛细管平面辐射空调势在必行。毛细管平面辐射空调流行于欧洲各国,是一种隐形辐射空调系统,一般装在墙体或天花板内,与室温温差小,换热面积大,集供冷暖于一体。其不但可以利用在新建筑物内,同时可以应用于现有建筑的改造,具有良好的可施行性。毛细管平面辐射空调有望成为未来空调系统发展的新选择。

  1、系统简介

  1.1、系统结构原理

  1987年德国多纳蒂-赫博斯特基于仿生学发明了毛细管平面辐射空调系统,并于1986年首次应用于实际工程,此后这种空调系统在欧洲开始得到广泛应用。该空调系统有舒适、节能、健康的空调末端形式,可以设置单独的除湿系统,独立控制。毛细管末端能够灵活地安装在地面、墙体、天花板内,通过这些围护结构形成的冷热辐射表面进行换热。这些辐射表面可以除去室内的显热负荷,同时为保证室内空气的流通和除去室内潜热负荷,系统设置有新风系统。冷热源由水循环完成,其温度要求可以由地源热泵等环保可再生的能源提供。具体结构和系统原理如下图1所示。

模块化平面辐射空调系统示意图

图1 模块化平面辐射空调系统示意图

  以夏季工况为例,原理图分为水系统、新风系统和控制系统。水系统中1可再生能源机组(或高温蒸发机组)指的是如地源热泵冷水机组或是可以提供温度较高冷水的冷水机组以及生活废水等,由于新能源技术或高温蒸发温度的冷水机组的应用,可以大大提高能效比,减少成本。从1生产的温度大约在16~18 ℃的冷水被送入2平板辐射末端,末端在房间空间内进行与室内空气的辐射换热后,末端出口水温有小幅度上升,温度较高的水再送入9回热器换热,这样末端中的水为自身回水和机组冷水的混合,得到16~18 ℃的水,水系统循环完成。新风系统中,为避免板面结露,新风要承担较大湿负荷,3新风机的冷水也由1提供,但水温要比末端供水低,大约为5~7 ℃。环境空气经过4热回收装置送入新风处理机处理后经5送风口送入室内,经回风口6进入4换热后排出。控制系统主要通过7结露控制传感器和8温度传感器检测末端入口水温以及室内温度,观察末端入口温度是否低于室内露点温度,调节回水阀的开度控制末端入口水温,防止末端结露同时进行室内温度调节控制。

  4、结语

  毛细管平面辐射空调是新型的空调系统,其具有高效节能、绿色环保、节省空间、高舒适性和使用寿命长等特点,具有良好的市场前景。在德国、英国等地已大量应用,国内也有一些楼宇使用了这一技术,效果良好。目前这项技术中有些问题仍需继续研究改进,如结露问题,如何将可再生资源利用产生更高的效率等。但由于其自身的多项优点,必将成为未来空调研究的重要方向。

  毛细管平面辐射空调系统的设计研究及展望为真空技术网首发,转载请以链接形式标明本文首发网址。

  http://www.chvacuum.com/Vacuum-Electronics/036335.html

  与 真空电子技术 毛细管平面辐射空调 相关的文章请阅读:

  真空电子技术http://www.chvacuum.com/Vacuum-Electronics/