面而言,均有其它管材无法比拟的优点。但由于混凝土楼板具有较大的蓄热能力,可利用该辐射板实现蓄能。
夏季17~18℃水通入埋管内,冷却楼板,楼板与周围内壁主要通过辐射形式换热,抵消室内室外的热源。保证室内维持在舒适的环境温度。冬季通入30/28℃。也只利用2度温差来向室内辐射热量,其均匀的温度创造了最佳的舒适环境。
2、 吊顶式辐射系统
吊顶式辐射系统中埋管固定在吊顶的上侧,吊顶可为金属、塑料、石膏板材等,埋管为钢管、铜管、塑料管或者下文的毛细管。冬夏季进回水工况与天棚埋管相同,但吊顶无蓄热蓄冷功能。金属辐射面板一般采用铝做材料,重量轻而导热性能好,表面具有微穿孔以消除噪音和增强传热,背面使用U型塑料弯管作为循环水通道。金属辐射板的主要优点是美观大方、易于与装修配合,可以直接作为吊顶装饰面使用,适合作为较高档的办公楼的空调选择。
金属制作的辐射吊顶对负荷的变化反应较快,在夏季通冷水之后很快降温,通过辐射与围护结构其他表面进行热交换,使围护结构降温。水温与吊顶表面的温差相比天棚埋管方式较小。金属冷吊顶单元是以金属为主要材料的模块化辐射板产品,适合安装于各种常用规格的金属顶棚板内,也可用于开放式系统或是和龙骨式吊顶相结合。金属冷板单元单位面积供冷功率大,运行成本低。而且金属冷板单元质量大,耗费金属多,价格偏高,表面温度不均匀。
3、 毛细管辐射系统
在自然界中,植物的叶脉和人体皮肤下的血管都是毛细管的自然存在形式,它们都是通过管内流体来调节机体自身的温度与周围环境平衡的成功范例。水是
一种高效的传热介质,它的传热速度比空气快1000倍,毛细管平面系统就是利用水作为介质的一种辐射式空调末端系统。和常规的对流式空调系统相比,毛细管系统主要是通过辐射方式进行换热(毛细管辐射顶板系统夏季供水温度为18-20℃,冬季系统供水温度为28-30℃),而辐射传热的最大优点是:在室内没有吹风感、没有空气流动带来的噪音,创造了健康的室内环境。毛细管辐射系统较常规空调系统具有较好的舒适性、较高的制冷能力,与土壤热泵机组配套使用更可极大降低维护费用和系统的能耗。
这种格栅由排放比较密集的毛细管状水管组成( capillary system),其产品以德国生产的KaRo为代表,其水管直径约为1.6mm (1/16 inch),水管之间间隔约12.7mm(1/2inch),这种冷却格栅可以施工于墙壁和吊顶辐射供冷/供暖。管内的水流速度较慢,大约在0.1~0.2m/s,因此系统运行时的噪声较低,同时这种格栅的表面积大,所以温度分布比较均匀,而且布置灵活,适用于新建和改造项目,它对冷负荷变化的反应时间介于金属辐射板和混凝土辐射板之间。
毛细管是一种新型的材料,其材质为聚丙烯,聚丙烯共聚物是一种高分子物质,具有很强的忍耐能力、硬度和抗张强度。毛细管网栅产品具有高延展性,抵抗能力强。如果设计和安装准确,寿命周期可超过50周年。管道平滑无孔,表面不存在粗糙物质,这样可减少壁面阻力,减少压力损失。通常毛细管管径在3.0-6.5mm之间,壁厚在0.5-1mm之间,集管管径在16-20mm之间,壁厚在2.0-3.5mm之间。系统运行压力4-20bar。毛细管网宽幅一般在1.2m以内,长度最长可达6m。一般需要根据建筑各房间的尺寸和设计长度,由工厂定做。毛细管组集管之间采用专用设备热熔对接。毛细管平面辐射供暖/制冷系统末端是将毛细管组网水平敷设在房间的顶棚上、墙壁上或者地面。
顶棚常见的工艺是将PP-R毛细管敷设在顶部混凝土楼板下,用导热型灰泥石膏砂浆固定,并压入玻纤网格布后用砂浆抹平,解决了毛细管系统与室内顶板精装修同时施工的难题。毛细管的安装也可以采用冷吊顶方式,代替传统的塑料管和金属管。
在夏季将冷水通入埋在砂浆中的PP-R毛细管里,冷水在夏季供水温度为18℃,回水温度为20℃。在冬
季,毛细管内供水温度为30℃左右,通过2℃温差来向室内辐射热量,其均匀的温度创造了最佳的舒适环境。
4、 置换新风系统
置换通风系统原理
该系统是将室内的空气系统当作一个单独体系,仅仅为了人体的健康舒适卫生而与传统的依赖空气流动来采暖制冷的系统脱离,为此送风只是保证空气质量。传统的机械通风系统因为存在空气的交叉污染的可能以及能耗噪音过大,所以需要一种能够克服传统新风的不利因素又能满足人们健康卫生需要的空气系统,置换通风就是能够完全解决上述问题的一种目前在国际上流行的健康空气解决方案。
置换通风就是将所有房间的新风都从房间下部送出,新风以非常低的速度和略低于室内温度的温度流入房间。低温,就是依靠空气的密度差来实现新风的自动流动,不用依赖风机的动力。低速就是不产生明
显的气流,避免气流产生的对人体体表微循环的不利影响。这样新风从房间的底部慢慢地充满整个房间。人体和其他室内热荷载加热新风,就会产生上升的气流,尤其是人体呼吸排出的污浊空气因为温度高而上升快,最后到达房间的顶部,在那里最终进入卫生间排风道再排出。由于毛细管承担了室内的采暖和制冷工作,因此室内只需要提供人体健康需求的新鲜空气无需空气再循环,使居住者不必担心家人因通风不良而感染疾病,确保居住者在不适宜开窗通风的时刻,依然能够
呼吸到新鲜而安全的空气。也彻底解决了传统空调系统中新鲜空气和污浊空气混合使用的弊病,大大消减了疾病交叉传染的可能性。
系统构成及流程
新风机房(设在地下室)内设全热交换新风机组。室外新鲜空气首先经新风机房通过能量回收装置与室内排风进行热交换,经加热 (冷却)送入室内。
室内末端系统:分房间送风,卫生间排风;
机房:新风、排风集中处理;采用全热交换方式;过渡季直接采用室外新风; 系统特点:
集中新风处理;全年新风供应;全热交换方式。
三、 天棚辐射+置换新风系统的技术要点
天棚辐射系统+置换新风系统属于热湿单独处理的技术。它的特点之一是室内湿度的处理方式与传统空调完全不同。
天棚辐射系统+置换新风系统突破了传统空调模式,该系统需暖通专业与建筑专业密切协调。系统的技术要点要从四个方面进行分析:天棚埋管系统设计、置换新风系统设计、建筑结构热工设计、冷热源设计。 1、 天棚辐射系统设计
1.1、 天棚辐射原理与承担的负荷
夏季天棚辐射系统能承担多少冷负荷关系到建筑的热工设计、置换新风设计,这是天棚辐射系统设计的重要依据,估算小了,可能会造成建筑、空调系统的成本的急剧上升;估算大了,空调系统可能运行不起来,一般估算值为30-45W/m2。
夏季天棚辐射系统能承担多少冷负荷在业界一直在争论之中。实际项目中,上下楼层之间不用保温,同时楼板与周围的外墙内墙间也不保温,天棚通过导热与辐射与其他内壁换热,天棚、外墙、内墙、地板的温度都较低,这使系统的换热过程完全与通常意义的单辐射面的天棚辐射不同了,房间中天棚、四壁与地板都成了辐射面。传统天棚辐射系统原理模型是单辐射面,这些计算模型过多的简化,其计算的方法有局限性。因此天棚辐射能承担的负荷需重新计算。
我们公司对天棚辐射系统有全方位且较为深入的理解,收集了大量成功项
目的运行测试数据,建立了更符合实际情况的天棚辐射计算模型,可对天棚辐射系统承担负荷能力进行精确的计算。 1.2、 天棚辐射原理与室内高舒适性的关系
? 辐射换热对舒适性的意义
使用天棚辐射系统的房间,人体舒适性不再以室内气温为评价目标,而要以辐射作用温度作为评价指标,即所谓的体感温度(举例说,冬季室外气温很低,但在阳光下人体感觉却很舒适),辐射作用温度是考虑围护结构与室内空气温度的综合影响。
人体热平衡主要是新陈代谢、人体做功、蒸发、对流、辐射几个方面。其中辐射的比例高低与人的舒适性有很大的关系。辐射比例适当增大,能提高人体的舒适性。人体舒适性可采用PMV-PPD指标进行定量分析。
辐射可改变因为置换新风带来的室内温度分层,使室内空气分布更均匀。增加人体舒适性。
由于混凝土辐射板及建筑结构的蓄冷蓄热作用使得室温对于负荷变化的波动极小,即使空调系统关闭获室内人数突增也不会出现室温的明显升高。
? 置换新风对舒适性的意义
置换新风技术依据的是净化空调技术,该通风方式可保证室内空气及时的更换,下送风在地面形成空气湖,从地板逐步向上扩散,把室内空气从长到下逐步送到排放口。置换效果评级指标为空气龄。
天棚辐射系统+置换新风的室内舒适性可定量分析,本公司根据实测数据,采用CFD技术模拟室内温度场分布、垂直方向空气温差,室内空气置换效果,采用室内舒适指标PMV-PPD,置换效果指标空气龄进行定量分析。 1.3、 天棚辐射系统的蓄热蓄冷性与节能性
从某种意义上来讲,天棚辐射系统与建筑的围护结构是一个蓄冷蓄热装置,外保温是一个蓄冷装置的封壳。天棚埋管中冷热水循环,把冷量与热量储存在这个装置中。使围护结构内壁温度保持一个温度,为人体提供一个辐射环境,提高人体舒适度。在实际运行中,启动时间与恢复时间是重要的参数,我们可以数值分析软件对这个蓄热蓄冷装置进行非稳态模拟,计算出启动时间与恢复时间。
楼板辐射供冷系统之所以节能,其主要体现在对冷源设备安装容量的降低