毛细管顶板辐射空调应用中一些问题的探讨

2020-09-14 12:24:19 《中国房地产业·上旬》 2020年9期

王辛新

【摘要】本文针对毛细管顶板辐射空调应用中一些问题,结合理论实践,在简要阐述毛细管顶板辐射空调工作原理和结构组成的基础上,分析了此种空调的特点,并探讨了在具体应用中存在的一些问题。分析结果表明,毛细管顶板辐射空调是一种全新的空调系统,对设计应用有严格要求,为保证应用效果,需要结合工程特性,从温湿度独立控制、窗台新风处理机、冷热源使用三个方面同时入手,可有效提升毛细管顶板辐射空调的应用效果。希望通过本文的探讨分析,对提升毛细管顶板辐射空调的应用效果有一定参考和借鉴。

【关键词】毛细管;顶板辐射空调;温湿独立控制;冷热源

1、毛细管顶板辐射空调的运行原理和组成

毛细管顶板辐射空调和传统空调有本质的区别,不再选用氟利昂制冷,而是用水作为冷媒和热媒,置换通风系统则承担着独立通风换气的功能,可大幅度提升室内空气质量,解决室内全部的潜热负荷和湿负荷,同时也承担部分显热负荷。其余的显热负荷则全部由毛细管辐射顶板来承担。换热方式也和传统空调有本质区别,以辐射换热为主,通过辐射和对流来完成换热。

2、毛细管顶板辐射空调的特点

2.1结构特点

毛细管顶板辐射空调的结构特点主要表现为集分水式结构,换热面积非常大,毛细管直径小,管壁薄导热性能显著,换热均匀,是目前空调领域比较高效的换热器【1】。

2.2 材料特點

在毛细管顶板辐射空调制造中,常用PPR和EPRT等可热塑性塑料作为主要原材料,通过热熔的方式就能成型,在加工制作不会形成污染物。而且具有耐热、耐压、耐腐蚀的特点,在很多恶劣的环境中也可以良好应用。

2.3使用特点

毛细管顶板辐射空调和传统空调相同相比,最为显著的使用特点是薄、柔、轻,安装起来非常方便,覆盖层也比较薄,铺装面积非常大。可综合利用很多低品位能源,使用起来节能又舒适。此外,还可提供较高的水温实现制冷效果,较低的水温实现供暖效果;末端无需损耗电能;室内温度场均匀并且无吹风感。

3、毛细管顶板辐射空调应用中的一些问题

3.1温湿度独立控制问题

在应用毛细管顶板辐射空调时,为防止发生毛细管辐射表明结露问题,必须严格控制冷冻水的水温,最低不应低于16℃。毛细管顶板辐射空调按照方式不同,供冷的能力也存在一定区别,通常在80W/㎡左右,常用的方案有两种,一种是风机盘管做辅助制冷末端。另一种,提高围护结构参数及窗户气密性,降低室内负荷。二者相比,前者应用的成本较低,通过合理布置空调就能实现。后者则要在施工进行调整,涉及到的内容比较多,工序更加复杂。为更好的解决毛细管顶板辐射空调制冷能力不足的问题,在炎热的夏季,可选择风机盘管作为夏季辅助制冷末端。在应有的制冷能力范围中,温度和湿度控制是相对独立的两套控制系统。潜热处理系统则由新风机处理机组、送风末端等装置共同组成,主要机理是通过相对干燥风来去除室内湿气。常用的除湿方法有三种,一种的冷凝除湿,一种是转轮除湿,另一种是溶液除湿。无论哪种除湿方法都应满足室内除湿的需求,需要结合具体情况合理选择。目前应用最广泛的是7℃冷凝除湿。将其应用到毛细管顶板辐射空调温湿度独立控制系统中,通过低温冷冻水可直接处理室外新风,高温冷冻水则被输送末端毛细管来处理室内显热,从而保证室内空气干爽宜人。

3.2窗台新风处理机问题

随着人们生活水平的不断提升,对生活和办公环境提出了更高的要求,对空调系统提出了更高的要求。但目前建筑工程设计标准中,对新风量的要求主要是针对公共建筑的空间提出的,目前市面上很多新风处理系统,也主要是适用于公共建筑的主要空间【2】。主要由:箱体、吊架、风机、电动控制阀、水盘管等共同组成,风量在1000~1500m?/h之间,在应用时需要提前预留出足够的安装空间,无法单独使用。而毛细管顶板辐射空调则对此种新风量的要求比较小,如果吊顶没有安装位置,则可以在房间中单独使用,通过新风换气机就可以将室外新风直接引入到室内,虽然可在一定程度改善室内空气质量,但新风换气并不具有对来自室外新风独立处理的能力,冷负荷、湿负荷等都需要房间空调系统进行合理解决,影响室内人们的舒适性。为解决此类问题,在毛细管顶板辐射空调上可设置独立新风系统进行集中处理,可通过窗台式的房间新风处理机组来对室外的新风进行集中处理。室外的新风先经过全热交换器和排风进行全热交换之后,进入表冷器进行冷却除湿,最后再通过显热交换器进行湿加热之后满足送风要求送入室内。

3.3冷热源的使用问题

毛细管顶板辐射空调系统在运行中使用了高温冷冻水,这一特性就决定了毛细管顶板辐射空调能够和多种冷热源联合使用,比如:我国西北部地区,可以选择蒸发冷却制冷,或者将地源热泵作为高温冷冻水。华北地区则可以利用地源热泵作为上高温冷冻水和低温热水的冷热源。此高温冷冻水和低温冷冻水之外,在应用毛细管顶板辐射空调时还可以采用太阳能吸收式制冷、风冷热泵、冰蓄冷等,作为毛细管顶板辐射空调运行中必需的高温冷水。可结合区域地质情况、能源设施及气候条件的不同,选择成本低、运行费用低的冷热源系统,降低毛细管顶板辐射空调运行成本,获得更大的经济效益。

3.4毛细管系统在公共建筑中的应用可能性

在公共建筑中应用地暖+风机盘管系统+毛细管辐射管网的空调末端系统,虽然在建设的前期,可能会增加一些投资,但此种空调结构形式,非常符合夏季人体“温足而凉顶”的生理舒适性。在具体应用过程中,可将毛细管系统和地源热泵相互结合,制冷和制热系数在3.5~5.5之间,和传统空气源热泵相比,可高出40%左右,其运行费用也仅仅普通中央空调的50%~60%,具有良好的应用可能性,值得大范围推广。

结语:

综上所述,本文结合理论实践,探讨了毛细管顶板辐射空调应用中一些问题,探讨结果表明,毛细管顶板辐射空调作为一种全新的空调系统,在节能、舒适性、自动化等方面有显著优势。但在具体应用过程中,需要结合工程特性,重视湿度独立控制、窗台新风处理机、冷热源使用等问题,可大幅度提升应用效果,值得高度重视。

参考文献:

[1]何中凯,焦家海,王得水.毛细管网辐射空调系统供冷能力优化与应用研究[J].建设科技,2018,371(21):70-74+82.

[2]侯波,梁珍.U型毛细管网辐射顶板传热性能的数值模拟分析[J].建筑热能通风空调,2019,38(04):26-29.