輻射供冷系統-除濕機設備分類(lèi)與設計特點(diǎn)

輻射供冷系統-除濕機設備分類(lèi)與設計特點(diǎn)

　　一、輻射供冷系統除濕機設備分類(lèi)

　　輻射供冷系統與環(huán)境之間的熱交換有輻射和對流兩種形式，根據各自所占總換熱量比例不同，通常將輻射供冷的設備分為輻射式和對流式兩種。此外，對流式供冷還可以進(jìn)一步分為主動(dòng)式冷梁和被動(dòng)式冷梁兩種特殊形式。

　　1.輻射式

　　輻射式進(jìn)一步可分為樓板式和吊頂式。樓板式進(jìn)而可以分為毛細管式和混凝土式。毛細管式一般使用內徑很小的塑料管；塑料管緊密排布，供冷能力比較小，一般為40～65W/m2?；炷潦绞前牙鋬鏊苤苯勇袢敕块g天花板的混凝土中，與建筑圍護結構形成一體，它的供冷能力更小一些，大約30W/m2，一般用于滿(mǎn)足建筑基礎冷負荷。吊頂式具有閉式平滑表面，其輻射換熱一般占總換熱量的60%，對流換熱量占40%。它一般直接懸吊在天花板下方，有時(shí)會(huì )在吊頂板上穿一些小孔，然后在銅盤(pán)管上敷設吸聲墊，起到吸聲的作用。吊頂式在房間垂直方向上溫度波動(dòng)極小，一般在±0.5K以?xún)?。一般不超過(guò)0.1m/s，能提供的冷量不超過(guò)100W/m2。輻射換熱而引起室內空氣的自然對流風(fēng)速很小，室內人員沒(méi)有吹風(fēng)感。輻射式供冷一般應用于冷負荷不太大的場(chǎng)合，如辦公室、學(xué)校、銀行。輻射式供冷還可以用于供熱，但是水平溫度的不均勻性必須控制在3.5K以?xún)?，不允許出現有人的一側過(guò)熱或過(guò)冷的現象。而且房間垂直方向的溫差不容許超過(guò)2K，靠近窗戶(hù)側空氣的溫度降也要控制在容許范圍內。雖然輻射供冷也可以用于供熱，但是效果并沒(méi)有像在供冷中那樣顯著(zhù)，因此一般不用于供熱。

　　2.對流式

　　2.1吊頂式

　　對流式吊頂一般開(kāi)有強化空氣流動(dòng)的縫隙，以增強對流換熱，其對流換熱所占比例在50%以上，有時(shí)甚至可以達到70%。對流式系統在垂直房間高度上的溫差也很小，一般在±2K以?xún)?。對流式供冷最大能夠提供的冷量不超過(guò)150W/m2。與輻射式供冷相比，對流式引起室內空氣流動(dòng)的風(fēng)速稍大，但也不會(huì )超過(guò)0.15m/s。這種供冷方式應用于冷負荷比較大的場(chǎng)所，如商場(chǎng)、超市、博物館和展覽室等場(chǎng)所。

　　2.2冷梁

　　冷梁與環(huán)境之間的熱交換絕大部分是通過(guò)對流進(jìn)行的，對流換熱的比例可以達到90%—95%。冷梁按有無(wú)新風(fēng)通入又可以進(jìn)一步分為主動(dòng)式冷梁和被動(dòng)式冷梁。

　　主動(dòng)式冷梁有新風(fēng)通入，新風(fēng)以極高的速度進(jìn)入冷梁，高速流動(dòng)的新風(fēng)產(chǎn)生負壓，誘導周?chē)諝庖煌M(jìn)入冷梁，與冷梁內的冷盤(pán)管對流換熱降低室內空氣的溫度。主動(dòng)式冷梁出風(fēng)口氣流流速比較高，不能直接布置在工作人員的正上方。根據主動(dòng)式冷梁出風(fēng)口的數目可以分為單側送風(fēng)和雙側送風(fēng)。單側送風(fēng)主要敷設于房間天花板邊緣處；雙側一般布置在天花板中間。這種供冷系統能力比較大,可以達到620W/m。用于冷負荷非常高的場(chǎng)所。

　　被動(dòng)式冷梁與主動(dòng)式冷梁最大的區別在于它沒(méi)有新風(fēng)參與室內的對流換熱，只是室內空氣參與的一個(gè)封閉循環(huán)。被動(dòng)式冷梁下方氣流速度也比較大，與主動(dòng)式冷梁，被動(dòng)式冷梁也不能直接布置在工作人員上方，夏季其下方的風(fēng)速不能超過(guò)0.25m/s，冬季不能超過(guò)0.15m/s。被動(dòng)式冷梁供冷能力可以達到400W/m。

　　被動(dòng)式冷梁則只能在夏天制冷不能在冬天制熱從而不適合應用于熱泵系統。

　　二、輻射供冷的設計特點(diǎn)

　　輻射供冷系統在去除室內負荷的過(guò)程與傳統空調有著(zhù)根本的區別。輻射是把顯熱負荷和潛熱負荷分開(kāi)去除；而傳統空調是把顯熱和潛熱同時(shí)去除。所以二者在設計方面也有著(zhù)很大的差異。

　　1.輻射供冷與獨立新風(fēng)系統結合

　　輻射供冷不能去除室內的潛熱負荷，所以潛熱負荷必須采用其它手段去除。另外，根據室內空氣品質(zhì)和正壓排風(fēng)的要求必須向房間供給新風(fēng)，因此可以利用獨立新風(fēng)來(lái)承擔室內的潛熱負荷。

　　2.送風(fēng)方式的選擇

　　在送風(fēng)方式的選擇上，從原則上來(lái)說(shuō)，輻射供冷可以和任意一種送風(fēng)方式相結合。但是考慮到送風(fēng)還必須要保證室內有良好的熱舒適性，不能有強烈的吹風(fēng)感，而且要盡量節約能耗的要求，一般選擇天花板頂送風(fēng)方式。

　　天花板頂送風(fēng)方式的主要優(yōu)點(diǎn)在于一方面頂送風(fēng)設計、施工和維修的技術(shù)都比較成熟，與輻射供冷相匹配的獨立新風(fēng)可以直接選取和全空氣系統相似的空調機組。而且全空氣系統送風(fēng)溫差可以選的略大(8℃～12℃)，再配合使用具有高吸入性的旋流風(fēng)口，這樣經(jīng)過(guò)冷卻除濕后的新風(fēng)可以不經(jīng)過(guò)再熱直接送入房間，人員不會(huì )有吹風(fēng)感，既保證了舒適性又節約了能耗；另一方面，頂送風(fēng)可以加強輻射供冷板表面附近空氣的擾動(dòng)，強化了換熱，可以提高輻射供冷板的供冷量。

　　置換通風(fēng)有時(shí)也可以與輻射供冷相匹配，它的換氣效率、能量利用效率都高于天花板頂送空氣系統。但是由于置換通風(fēng)要求的送風(fēng)溫差不宜大，一般要控制在3℃以?xún)?。如若使用置換通風(fēng)與輻射供冷相匹配，必須要對新風(fēng)進(jìn)行再熱，雖然獲得了較高的空氣質(zhì)量，但是浪費了能源，總體來(lái)說(shuō)效果不如天花板頂送方式。

　　3.除濕方式的選擇

　　輻射供冷要求獨立新風(fēng)系統必須把室內的全部潛熱負荷(濕負荷)去除，要求送風(fēng)的含濕量必須足夠小。對比過(guò)同樣的一間房間采用全空氣系統和輻射供冷系統加頂送獨立新風(fēng)系統，全空氣系統送風(fēng)溫度17.2℃，含濕量11.8g/kg，而輻射供冷要求送風(fēng)溫度為14.2℃，含濕量9.7g/kg，輻射供冷的送風(fēng)溫度和含濕量要更低。在我國北方地區，一般采用6℃冷凍水冷卻除濕能夠完全滿(mǎn)足輻射供冷系統新風(fēng)的要求。若對送風(fēng)溫度有嚴格要求，則必須對新風(fēng)進(jìn)行再熱，但是這樣做不利于節能。

　　另外的一種除濕方法就是利用轉輪除濕機，適用于送風(fēng)溫度比較高，而相對濕度比較低的場(chǎng)合。這樣的除濕系統COP值在0.6～1之間，性能主要受轉輪除濕機和熱交換器的影響。該系統的運行費用和常規的空調持平或略高，而且在初投資方面要高于常規的空調系統，因此使用前需要進(jìn)行綜合的經(jīng)濟性分析。

　　4.輻射供冷水系統

　　輻射供冷水系統比較復雜，主要體現在水系統要提供兩組不同溫度的冷凍水來(lái)滿(mǎn)足需要。輻射供冷系統的冷凍水溫一般在15℃～20℃之間，一般我們可以通過(guò)以下3種方案設計水系統。

　　方案一：輻射供冷和獨立新風(fēng)共享一套水系統。水系統分兩路，一套供給獨立新風(fēng)系統另一套供給輻射供冷系統，輻射供冷所需水溫較高，通過(guò)板式換熱器制得。該種系統設計簡(jiǎn)單，易于控制。

　　方案二：冷凍機出來(lái)的冷凍水先對獨立新風(fēng)系統進(jìn)行處理后再供給輻射供冷系統。一般處理過(guò)新風(fēng)的冷凍水為12℃，低于輻射供冷對冷凍水溫的要求，所以要在輻射供冷回水處裝三通，以便調節輻射供冷的水溫。這樣的設計相當于利用了冷凍水兩次，充分利用了其吸收熱量的能力，能夠有效的降低冷量損失。

　　方案三：為獨立新風(fēng)和輻射供冷各設一套冷凍水系統。獨立新風(fēng)系統和輻射供冷系統的水溫要求相差比較大，這樣設計有很強的針對性，可以降低系統能耗。但是這樣的設計初投資比較大。由于輻射供冷系統對冷凍水的要求比較高，這就給尋找替代冷源使用留下了空間。在過(guò)渡季節可以使用冷卻塔為輻射供冷系統提供冷源。在地下水資源豐富、溫度比較低的地區，也可以利用地下水直接供冷。這樣就凸顯了輻射供冷的節能潛力。對水系統的控制也是水系統設計很重要的環(huán)節。為了防止結露，需要在供冷系統的輻射板表面布置結露感應裝置。一旦輻射板附近空氣達到飽和就立即切斷冷凍水的供給；亦可改變通過(guò)三通閥回水的流量來(lái)改變冷凍水水溫。