輻射供冷空調(diào)系統(tǒng)防結(jié)露方法的探討.doc

輻射供冷空調(diào)系統(tǒng)防結(jié)露方法的探討【摘 要】結(jié)露問題仍然是影響輻射供冷空調(diào)系統(tǒng)推廣的關(guān)鍵問題之一，本文總結(jié)和分析了三中不同的防結(jié)露方法，并結(jié)合結(jié)露過程緩慢，得到了只要控制方法得當(dāng)，結(jié)露是可以避免的?！娟P(guān)鍵詞】輻射供冷空調(diào) 防結(jié)露 控制方式一、引言輻射供冷是指降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面中一個(gè)或多個(gè)表面的溫度，形成冷輻射面，依靠輻射面與人體、家具及圍護(hù)結(jié)構(gòu)其余表面的輻射熱交換降溫的技術(shù)方法。近年來輻射供冷空調(diào)系統(tǒng)以其高舒適性、節(jié)能性、自調(diào)節(jié)性等優(yōu)點(diǎn)得到了暖通業(yè)界的認(rèn)可，也在一部分工程上得到應(yīng)用，但輻射供冷空調(diào)系統(tǒng)易結(jié)露的特性是阻礙輻射供冷技術(shù)的廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵問題之一。輻射表面一旦結(jié)露，就回形成水漬，不僅影響其美觀，還會(huì)導(dǎo)致細(xì)菌的滋生，影響身體健康，更嚴(yán)重甚至?xí)霈F(xiàn)“辦公室雨”。近30年，很多國內(nèi)外專家學(xué)者對(duì)輻射供冷的結(jié)露進(jìn)行了大量研究，取得了很多成果1-3。因此本文就目前輻射供冷空調(diào)系統(tǒng)防結(jié)露的方法進(jìn)行了總結(jié)和分析。二、輻射供冷空調(diào)的防結(jié)露控制方法的分類輻射供冷結(jié)露現(xiàn)象和清晨草葉上的露珠形成的過程類似，濕空氣接觸到了低于其露點(diǎn)溫度的表面，進(jìn)行冷卻減濕，析出的水分附著在物體表面。所以要防止輻射表面結(jié)露的關(guān)鍵，就是要保證輻射供冷面的溫度要高于室內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度。防結(jié)露的方法分為幾大類：（一）輻射面溫度的控制；（二）室內(nèi)露點(diǎn)溫度的控制；（三）新技術(shù)，新材料的應(yīng)用。三、輻射面的溫度控制輻射面溫度的控制就是對(duì)對(duì)水系統(tǒng)的控制，當(dāng)輻射面溫度低于室內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度時(shí)，可以減少高溫冷水的流量（量調(diào)節(jié)），也可以將高溫冷水的溫度升高（質(zhì)調(diào)節(jié)），還有兩者結(jié)合等方式來提高輻射板的溫度，將溫度提高到室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度之上。（一）量調(diào)節(jié)控制量調(diào)節(jié)的方法有兩種，雙位開關(guān)（on/off）控制和變流量（variable flow control）控制。雙位開關(guān)（on/off）控制是保持供水溫度與瞬時(shí)流量一定，以室內(nèi)某一設(shè)定溫度為中間溫度，來控制閥門的關(guān)開。脈動(dòng)控制方式（on/off pulse -width modulation），是雙位開關(guān)控制一種方式。另一種是，是根據(jù)室內(nèi)溫度來控制二通閥的開度。雙位開關(guān)控制設(shè)計(jì)簡單、設(shè)備簡單，但耗能較流量控制大，且控制不穩(wěn)定，脈沖控制方式很好的解決室內(nèi)控制不穩(wěn)的問題，還減少了投資，同時(shí)也減少了耗能，但其控制程序復(fù)雜。（二）質(zhì)調(diào)節(jié)控制對(duì)于水溫控制來說，水溫跟室外空氣溫度有簡單的線性關(guān)系，所以對(duì)于水溫的控制可根據(jù)室外空氣溫度來調(diào)節(jié)，稱作室外溫度補(bǔ)償調(diào)節(jié)（outdoor reset control）。該控制方法有一定的提前性，但沒有考慮室內(nèi)因素，所以其調(diào)節(jié)室溫具有不精確性。當(dāng)然也可以根據(jù)室外空氣溫度并綜合室內(nèi)空氣溫度來調(diào)節(jié)水溫，稱作室外溫度補(bǔ)償控制+室內(nèi)反饋（outdoor reset with indoor temperature feedback control），此時(shí)水溫的改變不僅要考慮到室外的空氣溫度，還考慮室內(nèi)的得熱，例如人體、設(shè)備等，該控制方法比僅根據(jù)室外空氣溫度來控制更穩(wěn)定，但裝備復(fù)雜，初投資大。供水溫度和流量同時(shí)控制有室外溫度補(bǔ)償加雙位開關(guān)控制，具有一定的預(yù)見性，還可以減輕室溫變化幅度大的缺點(diǎn)。室外溫度補(bǔ)償加脈動(dòng)控制比加雙位控制更加精確，但程序設(shè)計(jì)較復(fù)雜。四、室內(nèi)露點(diǎn)溫度的控制（一）室內(nèi)除濕設(shè)備除濕室內(nèi)露點(diǎn)溫度的控制最簡單的方法可通過在室內(nèi)放置轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)、溶液除濕等設(shè)備進(jìn)行除濕，維持室內(nèi)的露點(diǎn)溫度始終低于輻射面的溫度。其濕過程近似等焓過程。（二）新風(fēng)設(shè)備除濕傳統(tǒng)的溫度優(yōu)先控制是先根據(jù)濕度傳感器的信號(hào)把送風(fēng)溫度處理到露點(diǎn)溫度，以滿足室內(nèi)濕負(fù)荷，然后再根據(jù)溫度信號(hào)加熱送風(fēng)溫度。而輻射供冷空調(diào)為防止輻射面結(jié)露，通常采用濕度優(yōu)先控制方法，新風(fēng)根據(jù)最大散濕量來計(jì)算出新風(fēng)的露點(diǎn)送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)，然后根據(jù)排風(fēng)中來改變新風(fēng)量。很多設(shè)計(jì)者認(rèn)為人員密度大的地方散濕量大容易結(jié)露，因而不適合使用輻射供冷系統(tǒng)，文章5提出了單位新風(fēng)除濕能力?d，為在人員密集空間使用輻射供冷提供了理論基礎(chǔ)，并將單位新風(fēng)除濕能力?d與?d的關(guān)系作為是否適合應(yīng)用輻射供冷空調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)，見表（1）。 ?d見式（1）：五、對(duì)材料的改進(jìn)結(jié)露是由于輻射面的溫度高于與其接觸的空氣的露點(diǎn)溫度，可以在輻射頂板下加一層可通過長波的材料例如薄膜6，不僅解決了結(jié)露問題，同時(shí)也會(huì)大大增加供冷量。冷輻射頂板和材料之間的夾層可以是真空也可以是干空氣，最好是真空。當(dāng)夾層是真空時(shí)，因?yàn)樵摬牧蠈?duì)長波透過率很高，所以材料的溫度受輻射換熱影響很小，因此材料的溫度就與冷卻頂板的溫度基本無關(guān)，材料溫度幾乎等于室內(nèi)空氣溫度。當(dāng)夾層是干空氣時(shí)，冷卻頂板基本上用導(dǎo)熱的方式影響材料的溫度，材料溫度還與室內(nèi)空氣有關(guān)，所以材料溫度在冷卻頂板溫度和外圍空氣干球溫度之間，改變空氣夾層的厚度，可以改變材料溫度。當(dāng)冷輻射頂板溫度低于室內(nèi)露點(diǎn)溫度時(shí)，因?yàn)轫敯宀慌c室內(nèi)空氣接觸而不會(huì)結(jié)露，圖2是該結(jié)構(gòu)示意圖：論文7提出了一種“疏導(dǎo)結(jié)露”的輻射板模型，為輻射供冷空調(diào)系統(tǒng)結(jié)露問題的研究提供了新思路，在輻射板表面等間距開微槽道，微槽道的開槽深度從中央向邊緣處逐漸降低。露水在毛細(xì)作用下首先積聚到微槽道內(nèi)部，再利用微槽道內(nèi)表面坡度引流作用，把露水排到輻射板邊緣，集中回收，但這種輻射板造價(jià)較高。圖3就是這種輻射板模型。還有調(diào)濕建材建材的應(yīng)用7，也可以防止結(jié)露，在此種空調(diào)房間中，能根據(jù)水氣分壓來自動(dòng)吸濕和放濕。這些材料有高分子樹脂凝膠、硅酸鹽等。六、總結(jié)（一）輻射面溫度的控制和室內(nèi)露點(diǎn)溫度的控制能有效的控制輻射面結(jié)露。（二）新技術(shù)，新材料的應(yīng)用為輻射供冷防結(jié)露提出了新思路。（三）結(jié)露是很緩慢的過程，只要控制方法得當(dāng)，結(jié)露是可以避免的。參考文獻(xiàn)：1s.j.rees，j.j.mcguirk，p.haves，numerical investigation of transient buoyant flow in a room with a displacement ventilation and chilled ceiling systemj，international journal of heat and mass transfer，2001，44：30673080；2stanley a. mumm，chilled ceilings in parallel with dedicated outdoor air system，addressing the concerns of condensation，and cost j ，ashrae trans，2002，108（2）：260290；3王子介，地板供暖及其發(fā)展動(dòng)向j，暖通空調(diào)，1999，29（6）：3538；4金梧鳳，余明錫，金光宇，等.地面輻射供暖系統(tǒng)控制方式研究j.建筑熱能通風(fēng)空調(diào)，2005，（7）：67-715何婧，沈晉明，壽青云，等.獨(dú)立新風(fēng)與輻射供冷系統(tǒng)防結(jié)露問題探討j.暖通空調(diào)，2008，38（6）：159-162.6王晉生.加裝長波高透過性薄膜的冷卻頂板/置換通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與模擬.d. 上海.同濟(jì)大學(xué). 20057孔祥雷等.輻射供冷空調(diào)結(jié)露問題的研究現(xiàn)狀及其對(duì)策.建筑熱能通風(fēng)空調(diào)，2008，27（1）8stanley a mumma. ceili