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辐射空调技术的基础理论研究和实践 珠海燕通环境科技开发有限公司 严继光 冯霖 摘 要 在舒适性空调系统中，人体的舒适度是空调运行的唯一目标。在传统空调的设计计算中，把空气参数对人体的舒适度的影响看作是主要因素。空气的得热和失热便是空调的冷热负荷。据国外资料介绍，也经我们实验证实，在辐射空调房间，在保持同样舒适度的条件下，室内温度可以提高4K。实践也证明，在辐射空调房间，人体通过对壁面辐射直接交换热量，获得舒适度。而不是辐射板利用显热交换降低空气温度使人体获得舒适度。在国内，很多学者认为，利用辐射板来处理空气的显热，这种认识与辐射传热的机理不符：即在辐射传热过程中空气是被视作透明的。此时房间的空气和辐射板只有少量的对流换热，空气的温度变化是被动的。 目前，大都辐射空调技术存在的问题是没有形成均匀的辐射面积。由于结露的问题，辐射板不得不使用高温水，而无法形成辐射强度。我们的专利技术主要研究的方向就是解决结露和辐射强度的问题。实际运行证实，在系统启动运行时，由于表面温差大，进出水温差达到8℃，每平米的吸热量达200W以上。在珠海炎热的夏季提前启动30分钟，便可达到正常舒适度要求。成功运行的辐射空调系统测试结果证实比传统空调节能近40%。而且都包括30立方米/小时人以上的新风。 显然，辐射空调和对流空调存在着巨大差异，辐射空调技术节能的机理是什么？国内外同行众说纷纭，还需要更多的实验证实。欧洲辐射空调技术在中国遇到了严重的结露问题，国内外同行对此采取了不同的对策，效果也各不相同，但没有从根本上解决问题。依据我们长期的运行实验和测试结果对以上问题进行了对比分析，发现辐射空调的热工计算与传统对流空调具有本质的不同。我们通过实验，希望整理出辐射空调的设计计算原则。本文针对以上问题展开探讨，期望得到同行的指正。 关键词 辐射传热 辐射强度 结露的机理 湿负荷 辐射空调系统的节能机理 1.HYPERLINK /wiki/%E8%BE%90%E5%B0%84%E4%BC%A0%E7%83%AD \l catalog? 辐射空调传热的基本理论和分析? 舒适性空调的实践证??，影响人体舒适度的因素主要是空气温度和辐射强度。传统空调技术主要研究的是各种负荷对空气温度的影响（热负荷），利用对流换热的方式将空气温度参数控制在目标范围之内所耗费的冷量（制冷量）。对影响人体舒适度的辐射影响涉及较少。显而易见，冬季在零℃以下的在室外朝着太阳的一面，人体感受到太阳的辐射，此时人体的舒适感超过了在室内16℃空气温度的环境。也就是说，我们将室内空气从零℃加热到16℃，如果没有辐射作用，人体感觉并不舒适。假如，我们并不加热空气，只是提高壁面的温度，形成辐射强度，却可以获得很好的舒适度。夏季，我们启动汽车空调，汽车内部空间只有大约一个1M3左右，但空调风量却有200 M3/H，显然，空调开启几分钟空气温度已经降下来了，但是人体并没有感觉凉爽。大约20分钟之后，顶棚等表面温度下降，人体才有凉爽的感觉。由此可见，许多场合影响人体舒适度的主要因素是辐射作用，对流作用是次要的。基于以上的分析，笔者将空调的换热方式从主要是对流交换转换成辐射换热的方式，实践和研究取都得了可喜的成果。以下从辐射传热的基本原理来进行分析。 1.1.0辐射传热基本特点 辐射空调和对流空调技术相比，其传热的方式不同，首先，我们要知道辐射传热的以下基本特点： 　　1.1.1、 任何物体，只要温度高于 0 K ，就会不停地向周围空间发出热辐射； 　　1.1.2 、辐射热量交换可以在真空中传播； 　 1.1.3、 辐射传热具有强烈的方向性； 　　1.1.4 、发射辐射能力与传热表面温度的 4 次方有关。 以下结合我们的实验和检测结果将对相关问题展开讨论。 1.2.0 辐射强度； 热辐射的机理可定性地描述如下：当向一物体供给能量时，其中的某些分子和原子被提升到“激发态”，而原子或分子有自发地回到低能态的趋势。此时，能量就以电磁波辐射的形式发射出来。依靠电磁波辐射实现热冷物体间HYPERLINK /wiki/%E7%83%AD%E9%87%8F%E4%BC%A0%E9%80%92 \o 热量传递热量传递的过程，是一种非接触式传热，在真空中也能进行。物体发出的电磁波，理论上是在整个波谱范围内分布的。辐射传热在日常生活中有很多的实例，如微波炉、烤箱是利用热辐射，而家用电冰箱是辐射供冷的最好例子。 1.2.1斯蒂芬（Stefan）－玻尔兹曼（Boltzman）定律　　　任何物体在发出辐射能的同时，也不断吸收周围物体发来的辐射能。一物体辐射出的能量与吸收的能量之差，就是它传递出去的净能量。物体的辐射能力（即单位时间内单位表面向外辐射的能量），随温度的升高增加很快。具体根据斯蒂芬（Stefan）－