摘要：通过对某工程低温辐射空调系统进行测试实验，介绍低温辐射空调系统在工程中的应用情况，对低温辐射空调系统在设计中应注意的问题进行探讨。
关键词：低温辐射吊顶板；深度除湿新风机组；冷水出水温度控制型风冷热泵
0 引言
随着我国经济水平的不断提高，人们对生活的环境的热舒适性要求越来越高，近年来空调末端装置采用辐射空调在工程中使用的越来越多，笔者近期参与了此类型项目的设计及两个实际工程的测试，特整理总结如下：
1 低温辐射空调系统介绍
常规辐射吊顶板：常规辐射板为了保证辐射板表面不结露，板面温度必须高于室内露点温度18.9℃，因此其采用冷水供回水温度16/19℃；低温辐射吊顶板：低温辐射吊顶板由于其内部材质和构造不同，采用冷水供回水温度7/12℃，也能保证辐射吊顶板面温度为19~23℃，高于空调室内露点温度18.9℃，板面在空调环境下不会产生凝结水滴落现象。相对于常规辐射吊顶板的16/19℃冷水供回水温度，低温辐射吊顶板的7/12℃冷水供回水温度，我们称其为“低温”辐射吊顶板，但其板面温度基本相同。
深度除湿新风机组：新风机组处理到机器露点温度后，继续降温除湿至出风空气的含湿量达到8.0g/（kg·干空气）。低温辐射空调系统由以上低温辐射吊顶板和深度除湿新风机组。低温辐射吊顶板的铜盘管内有冷水或热水供回水进行冷热循环，通过室内的温度传感器和回水管上的电动阀控制辐射板表面温度，实现对室内人员、设备、周围墙面及地面进行辐射换热，达到制冷供暖效果。深度除湿新风机组将处理后的新风送入房间，除满足室内空气卫生标准，承担全部湿负荷外，同时承担部分显热负荷。新风机组通过控制CO2 浓度和房间相对湿度来控制新风机的阀门开度及室内送风参数。
2实际工程测试案例
2.1 某建筑技术体验中心
本项目位于广东省深圳市，装有低温辐射空调的实验室面积为27m2见图1，室内设计参数见表1，进行逐时冷负荷计算，计算结果见表2。
图1辐射空调平面图表
表1室内设计参数
表2夏季冷负荷汇总
本项目安装一台变频风冷涡旋热泵空调机组（自带循环水泵），装机容量为6.0kW，制冷功率为1.9+（0.55）kW，夏季制冷工况冷水供回水温度为7/12℃，冬季制热工况热水供回水温度45/40℃，选用一台高/中/低三档风量为300/180/120m3/h的深度除湿新风机，辐射板面积为房间面积的89%，但从理论上计算辐射板面积应为51%。
采用热电偶温度计、温湿度自记仪、热线风速仪等设备进行测试，下面以实际测试结果进行探讨系统优点及待改良之处。测试从早上10：04分开始，设定水泵为定频运行，新风机组为高档风量运行。此时室外环境温度33.8℃，相对湿度73.7% RH，房间内温度为32.5℃，相对湿度74.6%RH，初始状态辐射板面平均温度为32.8℃，室内负荷主要为人员1人，笔记本电脑一台，LED灯两盏，小电热炉两台，功率为1kW/ 台（预热后半小时后关闭），使用加湿器加湿到房间相对湿度为74.6% RH，此时开启系统运行，记录系统典型变化如表3所示，系统电量如表4，测得系统水流量为1.5m3/h。
表3 辐射空调测试数据表
表4 系统功率记录表
观察系统情况变化，系统开启一小时后辐射板温度降至21.8℃，两小时后辐射板温度21.0℃，房间室内温度为28.0℃，相对湿度56.1%RH，辐射空调达到基本稳定状态，在系统运行的第一个小时体感比较热，一小时后慢慢感到舒适，两小时后舒适性良好，无明显吹风感，观察辐射板及新风口均未发现结露现象，深度除湿新风机能满足系统的使用要求。
在14：04分时，关闭新风机组，新风机组关闭后辐射板温度及房间相对湿度开始上升，房间内墙体温度及室内温度变化不大，由于辐射板及墙体蓄冷后对人体的辐射换热作用，人员仍能感觉到舒适。由于风冷热泵机组采用回水温度控制的方式，系统回水温度低于风冷热泵的保护温度时，主机自动停机。15：04分时发现主机已经停机，不能进行测试新风机关闭后，辐射吊顶板单独运行时系统工况变化情况。因此，在低温辐射空调系统中，风冷热泵应采用冷水出水温度的控制方式。
本项目空调系统能满足使用要求，但从数据中发现，在测试小时数内，房间体感舒适，室内温度为27.1℃，相对湿度56.9% RH，满足 《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》中辐射供冷空调的室内设计舒适度要求。
系统运行4小时内，供回水平均温差为2.51℃，流量为1.5m3/h 冷负荷由公式：
Q=L×△T/0.86得出，Q=4.37kW，冷负荷指标为161.8W/m2，4小时消耗的总功率为5.22KW·h，系统SCOP为3.22W/W。
2.2 某办公楼低温辐射空调改造工程
本项目位于广东省深圳市，低温辐射改造空调面积为387m2。室内设计按照根据美国ASHRAE舒适度标准55-2010测试，达到夏季室内空调温度25℃，相对湿度60% RH，CO2浓度1000PPM以下，冬季室内温度18℃。
本项目实际安装2台变频风冷涡旋热泵机组，单台装机冷/热容量为
19.8/20.8kW，制冷/热功率为：6.7/6.6kW，夏季制冷工况冷水供回水
温度为7/12℃，冬季制热工况热水供回水温度45/40℃。选用一台深度除湿新风机，高/低档风量为3000/2000m3/h。选取其中一个会议室进行测试，会议室面积为23m2，会议室辐射板面积为房间面积的62.6%，辐射板采用两个回路供水见图2所示，新风系统采用两个Φ150mm的圆形风口，本测试选取其中一个回路进行测试。
图2 会议室辐射空调平面图表
新风系统控制逻辑为根据各个区域的CO2浓度变化和室内相对湿度变化，调节比例积分阀的开度，新风机的风速档位自动变化，新风机的送风参数随之变化，以控制环境空气品质。
因使用单位开机设定空调开启时间为6点34分，笔者早上7点22分进入测试房间时系统已经运行了一段时间，采用红外温度仪，测得辐射板温度为24.6℃，关闭本房间辐射空调系统，测试房间室内负荷主要为人员8人，LED灯6盏。于8点18分时重新开启本房间辐射空调系统，记录系统典型变化如表5所示。此时室外温度30.3℃，相对湿度77.8%RH，房间内温度为25.9℃，相对湿度69%RH，辐射板面平均温度为25.8℃，系统运行一小时后辐射板温度下降至19℃，此时房间温度为24.5℃，相对湿度60.4%RH，测试人员表示舒适性良好。
5 辐射空调测试数据
在下午13：06时，测试人员从室外回到测试房间，一段时间后，人员在房间内感觉到比较闷，此时新风机未根据室内浓度变化自动加大新风量，测试人员通过控制面板手动调节新风至高档。14：30时，有偏瘦的测试人员感到偏冷，此时房间温度为23.1℃，相对湿度为53.7%RH，因此，导致人员感到偏冷的原因可能是由于房间温度过低以及辐射板及墙体持续对人体辐射换热作用所致。
由公式L=V×A，得出单个新风口的最大风量为100m3/h，房间的总新风量为200m3/h，与常规空调系统相比新风量偏大。房间室内温度过低的原因可能是新风量送风量过大或送风温度过低导致。
通过测试，让笔者对低温辐射空调系统有了更加深刻的了解，为以后工程设计积累了经验。关于低温辐射空调系统中存在的问题，后续将与设备厂家进行探讨。文中有不尽合理之处，敬请各位批评指正。
3 结语
通过两个项目的测试，笔者认为低温辐射空调系统的特点及设计时需关注的问题如下：
（1）系统采用常规7/12℃冷水供回水温度运行，可以与常规系统合用，无需单独设置一套冷源系统。
（2）通过某种特殊材料保证板面温度高于露点温度，系统在运行中辐射板没有出现结露现象。
（3）测试房间内因无空调设备噪音，声环境品质良好。
（4）辐射板及墙体具有一定的蓄冷能力，在系统关闭一段时间后，房间内仍能感到舒适，在运行管理中可以提前一段时间关闭系统，节约运行成本。
（5）低温辐射空调系统需提前一小时开启降低房间的温、湿度，设计时新风机组应设置回风工况，在系统运行初始阶段进行快速除湿，降低房间温、湿度，防止辐射板出现滴露现象。
（6）新风自动控制系统没有根据室内CO2 浓度和房间相对湿度来调节比例积分阀的开度及新风机的送风温度及含湿量。在满足人员室内CO2 浓度和房间相对湿度的情况下应提高新风温度及含湿量。
参考文献：
[1]实用供热空调设计手册/陆耀庆主编.—2版.北京：中国建筑工业出版社出版，2008
[2]公共场所辐射热测定方法.GB/T18204.17-2000
[3]GB500736-2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范
[4]赵义荣主编.简明空调设计手册.北京：中国建筑工业出版社，1998
论文作者:林文升,吴大农
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/24
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