探索：辐射空调系统

近年来，随着节能环保意识的增强和人们对舒适性要求的提高，辐射空调系统逐步投入使用。但辐射空调系统的设计特点还未被广大从业人员认知。本文将针对辐射空调系统的几个问题进行相关阐述，以利于辐射空调技术的推广和使用。

辐射吊顶可以分为：埋管式，毛细管式，预制组装式，整体式等几类。本文主要讨论的是金属板辐射吊顶。

一、金属辐射吊顶的构造

金属管通过焊接、镶嵌、粘结、紧固等方式与一定模数的金属板相固定而预制成辐射板，φ10mm的铜管嵌在铝制底座上，底座粘在金属吊顶板上。如：600mm×1200mm。优点：金属板吊顶，平整、美观。铝制平顶辐射板的背面，必须覆盖一定厚度的绝热材料，一方面减少向上传热，另一方面可达到吸声(通过穿孔铝板)的效果。金属辐射吊顶与空调水管支管相连，夏季通冷水，冬季通热水，以实现对房间内的供冷和供热功能。

图1 金属辐射板构造图

二、辐射空调系统的特点

采用辐射吊顶+新风的空调系统，可以实现温湿度独立控制，运行能耗比传统的风机盘管+新风系统和全空气系统低。

可以利用较低温度的热水(35℃～32℃)供热，较高温度的冷水(16℃～19℃)供冷，提高冷水机组的能效比，可以提高整个系统的能源利用率。

无运转部件，无机械运转及振动噪声。无冷凝水，室内空气品质好。

空调区无需动力电源，安装简便，维护费用低。

辐射换热和对流换热比例接近于人体辐射散热和对流散热的比例，人体感觉会更舒适。

理论计算和实验都证明，使用辐射吊顶+新风系统的房间，室内空气温度比使用对流空调的房间温度夏季高（冬季低）2～3℃时，也可以达到同样的热舒适度。这样，可有效减少空调系统的建筑冷（热）负荷，有利于空调系统实现整体节能。

辐射吊顶依靠辐射换热，不依靠空气，不依靠室内空气流动。人体在辐射空调房间内，同时接受多方向的辐射，和普通的对流空调技术相比，要直接和快速。冬季辐射采暖，通过直接加热人体、地板等固体壁面，舒适度高；辐射过程不加热空气，对室内空气湿度影响小。而采用风机盘管加热空气，使室内空气干燥，造成室内上热下冷，舒适度差。

考虑到省去原装饰吊顶，辐射吊顶的造价低于VAV空调系统的末端装置(风机动力箱)；采用温湿度独立控制，控制系统的造价也会低于VAV空调系统。

采用全新风系统而取消了回风系统，将污染物和病菌扩散的可能性降到了最低，避免了夏季风机盘管内的凝水可能引起的细菌、病毒污染。

金属板辐射吊顶，更容易和灯光照明、消防喷头配合，新风出口和排风口更容易布置。

三、辐射吊顶应用中的问题

3.1 用于人员密度较大的场所

通常，办公楼、商场、宾馆一类的民用建筑，室内的散湿量与人员数成正比，而系统的新风量取值也与人数成正比。因此，人员密度大的场所，其单位新风量负担的除湿量通常不会比人员密度小的场所大。当会议室等场所人均新风量较小时，可以采用较低的送风含湿量来达到消除室内余湿量的要求（参见表1）。

单位新风量的去湿能力w可按下式计算：

w=1.25(d_n-d_o)g/m³

式中：d_o--送风含湿量，g/kg；d_n—室内含湿量，g/kg。

表1 单位新风量的去湿能力 单位：g/m³

假定每人每小时散湿量为102g/h(办公室工作，室温25℃)，当室内空气含湿12.0.g/kg，送风的含湿量6.0～9.0g/kg时，除湿所需的新风量在13.5～27.2m³/h.人范围内。

设计时，也可适当加大人均送风量，以确保系统安全、稳定运行。

3.2 冷负荷分配及供冷能力  

辐射吊顶+新风空调系统冷负荷计算时，需要分别计算：新风负荷，室内显热负荷，室内潜热负荷。

新风机组的冷量不等于系统的新风冷负荷，辐射吊顶的冷量也不等于室内的显热冷负荷。

新风机组的冷量等于新风冷负荷、室内潜热冷负荷和由室内温度与送风温度之差形成的显热冷量（1.01G_w（t_nt_o））之和。

辐射吊顶的供冷量等于室内显热冷负荷与新风提供的显热冷量之差。

例如，新风量30m³/h.p；人员密度8m²/p；新风冷负荷41W/m²（室内26℃，60%）；新风耗冷量65W/m²（送风温度15℃）；新风供冷量24W/m²（其中显热14W/m²）。当办公大楼外区的空调冷负荷为120W/m²时，辐射吊顶只需提供55W/m²的冷量。

金属辐射板可以提供的制冷量76～88W/m²；办公区辐射板面积占比为72%时，即可满足55W/m²，可满足上述需求。

3.3 室内人员密度增加时的结露可能性分析

参照假设办公室人员密度7m²/人，人均新风量30m³/h，辐射板的吊顶覆盖率为50%，即辐射板的人均占有面积为3.5m²；人员为极轻劳动，25℃时的人均散湿量为102g/h；室内只有人员散湿；辐射冷吊顶的表面温度接近均匀一致，不同点可能存在的温差小于3℃。

当人员密度为设计值的2倍时，增加的人员产生的水蒸气分布在人均3.5m²的辐射板上，1h后的厚度为26μm。也就是说，一个人的散湿量要在辐射吊顶上形成与人头发直径相同的冷凝厚度（17～18μm）至少需要40min。

办公室的人员密度增加一倍的持续时间一般不会超过上述假设，如果出现上述情况，也有足够的时间，通过自动控制系统增大送风量，快速消除结露的危险。从文献中还可以进一步了解到，辐射板表面的温度比室内空气露点低8℃，持续8.5h，并没有形成大到足够滴落的水滴。

四、结论

4.1 辐射吊顶（冷梁）+新风空调系统的具有系统节能、室内环境舒适的优点，值得推广应用。

4.2 辐射吊顶+新风空调系统比冷梁+新风空调系统的优点更突出，应用范围更广。

4.3 辐射吊顶+新风空调系统可以用于人员密度较大的场所，其供冷能力可以满足我国办公建筑的需求，新风可以不必采用复杂的液体除湿系统。

4.4 送入足够的经过深度除湿的新风，室内维持足够的正压，阻止室外潮湿空气侵入，配合有效的自动控制系统，就可以可靠地防止冷吊顶结露。

4.5 采用简化的防止辐射吊顶结露的控制措施，可以大大提高系统的稳定性和可靠性。

版权声明：本文参考《辐射空调系统简介》，作者邹雷琴，由制冷空调换热器技术联盟编辑整理，转载请注明来源。