浅谈毛细管在辐射空调系统中的应用

【摘要】本文介绍了以毛细管为末端的低温辐射空调系统的特点， 对其布置形式、冷却性能特点、系统组成和设计等方面进行了介绍和分析。

【关键词】毛细管;辐射供冷;地源热泵

毛细管不仅在节流装置中有很好的应用效果，而且在新的辐射供冷技术方面也有很好的发挥，本论文主要分析毛细管辐射供冷空调系统方面的应用。

毛细管辐射空调系统一种新型空调末端系统形式，它是一种隐形空调，一般安装在地面、墙体或天花板内，通过把围护结构的一个或多个表面控制在一定温度，形成冷热辐射面，依靠辐射面与人体、家具及其余围护结构表面的辐射热交换进行供暖制冷。毛细管辐射空调系统是以毛细管席为主要传热装置，以水为热媒，与冷热源、水循环系统、新风调湿系统和自控系统构成以冷、热辐射为主要特征的供冷、供暖空调系统。

系统工作原理如图1[2]所示。毛细管末端示意图如图2[1]所示。

毛细管是辐射供冷供热管的一种，利用充满水的毛细管进行换热，类似于自然界中植物的叶脉和人体皮肤下的血管，由外径为3.5～5.0mm（壁厚0.9mm左右）的毛细管和外径20mm（壁厚2mm）的供回水主管构成毛细管席[3]。毛细管席宽度范围600～1200mm，长度范围1～12m，具体尺寸可根据安装需要定制，且安装方式灵活，管路和席子之间通过热熔或快速接头连接。

毛细管辐射供冷空调系统在节能、环保、热舒适性及使用寿命等方面具有显著的优势。毛细管辐射空调弥补了传统空调中以对流散热为主的不利因素，主要通过辐射方式供冷供热，热辐射交换面积大，室内温度变化速度快、分布均匀，无温度死角，室内无吹风感，无风机噪音，新风系统能有效改善室内空气质量，降低室内CO2浓度，并提供人体所必需的新风量，种种措施使毛细管辐射空调能实现最佳的舒适度。同时毛细管席有极大的散热表面积，热交换效率很高。采暖时只需要系统内的水温达到28～32℃，制冷时只需要系统内水温达到16～18℃，作用温度可降低1～2℃，毛细管席表面与室内空气温差小可以有效节能[4]。通常认为辐射供冷系统比常规空调系统节能28%～40%，毛细管系统可以和常规制冷机及锅炉组合使用，也可以与地源热泵系统直接配套，与后者组合可达到最佳的节能效果，约70%左右。

但并不是说毛细管辐射空调系统没有任何的缺点。结露这是在使用毛细管辐射系统时首先要考虑的问题。当冷辐射表面的温度低于室内空气露点温度的时候，就会产生结露现象。一般通过配置新风系统除湿来解决这个问题，新风系统是毛细管辐射空调系统的必须组成部分，利用新风控制室内露点始终低于冷辐射表面的温度。

毛细管辐射空调系统在设计时首先要考虑其冷热源和新风系统。毛细管辐射末端可与各种高效冷热源配套使用，其中与地源热泵结合节能效果最好。冷热水源由主站房提供至毛细管平面末端，由毛细管末端向室内辐射冷热量，实现夏季供冷、冬季供热的目的。夏季供回水温度范围在15～20℃之间，温差以2～3℃为宜;冬季供回水温度的范围在28～35℃之间，温差以4～5℃为宜[3]。毛细管辐射空调系统可结合辅助通风系统运行，也可单独运行，但不带辅助通风的系统运行时会导致系统性能下降或者运行受限，所以，最常用的设计是辐射末端和通风系统相结合。通风有窗户通风和独立新风输送两种方式，现在一般采用独立新风系统，除了满足人体所必需的新风量外，还可以除湿，避免辐射板表面温度低于房间空气露点温度而产生的结露现象。同时毛细管辐射空调系统是建立在稳定的建筑热环境与系统相对长期、稳定运行的基础上，毛细管的单位面积制冷量受表面温度限制，即空调效果与建筑结构保温、遮阳性能需要密切相关。

到目前为止，我国已经有不少工程尝试应用了毛细管辐射空调技术，经过工程实践证明效果良好。隨着毛细管网的国产化及大规模生产大大降低了生产和使用成本，为这项新技术的大面积推广应用提供可能。目前，毛细管网产品通过了住房和城乡建设部科技发展促进中心的科技成果评估，得到建设部科技发展促进中心、住宅产业化中心的大力推广，得到了北京市科委的创新基金支持，并已经在“国奥村”这种国家重点工程中应用，已经完成和正在进行大量示范工程[3]。可以预见毛细管辐射空调系统将以其舒适、节能、安装方便、节约空间、环保等诸多优点成为未来高舒适性空调的主要发展方向。

参考文献：

[1]王志毅.毛细管网平面辐射式空调系统特点及市场前景[J].供热制冷，2008（7）：21.

[2]马玉奇，刘学来等.海御国际公寓辐射顶板系统设计[J].制冷与空调，2008，22（3）：98-100.

[3]普来福.毛细管网改变人类未来生活[J].住宅产业，2008（12）：72-74.

[4]任杰，兰海，周井明.毛细管网平面辐射空调系统应用与推广[J].供热制冷，2008（6）：27-29.

作者简介：

文婕，性别：女，出生年月：1988.08，最高学历：大学本科，毕业于河北工程大学，职称：工程师，现就职于山东省城建设计院，暖通空调设计。