1广州高顺空气净化科技有限公司 广东省 广州市511495
2广东申菱环境系统股份有限公司 广东省 佛山市528313
摘要：以空气作为能量载体，孔板作为辐射末端对室内进行温度调节;陶红霞等人提出了一种毛细管辐射空调系统，通过将围护结构的表面设置在一定温度形成冷热辐射面，以辐射换热的方式进行供暖制冷;辐射空调系统通过加热(冷却)辐射末端，使其表面温度升高(降低)以辐射、对流方式调节室内空气。
关键词：墙体辐射；换热空调系统；设计；模拟
1几何模型
当系统开始运行时，首先经湿度独立控制空调机组处理后所形成的新风，由进风口I送入通风夹层I内;其中部分新风直接由底层送风口送入室内，对室内进行湿度调节;而剩余新风，则由各个楼层的送风口送入各个楼层室内进行湿度调节，送风量分别由各层相对应的湿度调节阀进行控制。同时，经温度独立控制空调机组处理后所形成的冷或热空气由进风口Ⅱ送入通风夹层Ⅱ内;其中部分冷或热空气直接由底层补风口进入到辐射换热夹层内，进入辐射换热夹层内的冷或热空气以对流换热方式将能量传递给辐射板，承担室内冷或热负荷;对流换热后的冷或热空气与该层顶部回风口的回风混合，经通风口送入上方的楼层辐射换热夹层内，实现对各个楼层房间的温度调节;若上方的楼层辐射换热夹层内的冷或热空气不足时，可从通风夹层Ⅱ内进行补充，补充风量由该层补风口所设的风量调节阀进行控制，实现能量的梯级利用。
2案例计算与辐射板表面温度选取
2.1案例模型
(1)辐射板表面的温度为t0;(2)内墙壁、地板和天花板表面温度相同均为t1;(3)辐射板所靠外墙内表面温度为t2;(4)辐射板所在外墙为换热面，热量通过辐射板与室内及外界进行交换，定义为稳态传热，其余墙均设为绝热表面。
2.2案例计算
2.2.1制热工况
实例模型的热负荷。以江西省赣州市20m2的办公房间为例进行设计计算，令图1中的l=5m，b=4m，h=3m。按照办公类型冬季采暖热负荷指标设定采暖热指标为50w/m2，室内空气设计温度为18℃，则房间的热负荷为1kW，翅片自然对流换热量可根据估算值计算。
图1空间模型示意图
2.2.2制冷工况
其他项换热量。辐射板表面温度为7℃便可以满足制冷需求，且辐射板的表面温度低于室内空气露点温度24．88℃。若减小结露对换热的影响，可改变表面的亲水特性，在辐射表面及翅片表面喷涂一层特殊的材料，以降低结露对辐射的影响。
3数值模拟结果与分析
在模拟计算中，只做冬季状况下的模拟对比分析，设定传统空调系统送风速度为0．5m/s，温度为20℃;设定辐射换热空调系统辐射板温度为38℃，进风口温度为20℃，风速为0．5m/s;其他设定为室内温度18℃，外墙3℃，地板、顶板、内墙温度均为18℃。选取离地面高1．5m(此时为室内人们坐姿下头部所处高度)和高0．15m(此时为室内人们坐姿下脚踝所处高度为温度敏感区)两处的高度水平面作为温度场与速度场的比较平面。
3.1两种系统在距离地面1．5m处的温度场模拟分析
辐射换热空调系统只有在辐射板处温度场等温线较为稀疏，每条等温线间的落差几乎很小，整个区域的温度场无波动现象，室内空气温度均匀;而传统的空调系统温度场等温线分布相对不均匀，区域温度有明显变化。两种系统水平面的大部分区域温度保持在20℃左右，满足规定的冬季室内温度18℃～25℃要求。
3.2两种系统在距离地面0．15m处的温度场模拟分析
由图2、图3可以看出:两种系统温度变化较均匀，但传统空调系统的温度较辐射换热空调系统的温度低1℃～2℃。
图2辐射换热空调系统z=0．15m温度场
图3传统空调系统z=0．15m温度场
3.3两种系统在距离地面1．5m处的速度场模拟分析
由图4、图5可以看出:辐射换热空调系统的速度变化较均匀，而传统空调系统速度变化有一部分分层现象。但总体都维持在0．05m/s左右。
图5传统换热空调系统z=1．5m速度场
3.4两种系统在距离地面0．15m处的速度场模拟分析
由图6、图7可以看出:辐射换热空调系统的速度在此高度上有送风口，因此可以看到射流现象，但中心区域无吹风感影响，传统空调系统速度中间部分有速度分层现象。
结论
本文所设计的墙体辐射换热空调系统，辐射板在辐射换热夹层侧的表面上合理设置换热翅片，换热性能好，安装高度达到人员活动区域，在保证清洁卫生、高舒适度的同时，减少了辐射空调的热损失，实现了建筑室内温湿度的独立控制。
参考文献：
［1］陶红霞，翁文兵，刘峰．毛细管辐射空调系统简介及设计要点分析［J］．建筑节能，2016，37(9):29－31．
［2］苏夺，陆琼文．辐射空调方式及其发展方向［J］．发电与空调，2017，24(5):26－30．
论文作者:黎嘉伟1,徐鹏华2
论文发表刊物:《科技新时代》2018年7期
论文发表时间:2018/9/21
标签：换热论文; 空调系统论文; 温度论文; 夹层论文; 室内论文; 两种论文; 速度论文; 《科技新时代》2018年7期论文;