冷暖辐射空调的若干理念及合理应用.ppt

* * 冷（暖）辐射空调 的若干理念和合理应用 北京市建筑设计研究院 张锡虎 2009-10-14 冷（暖）辐射空调的理念,最先可能来自欧洲。 这个理念的出发点, 是建筑围护结构的节能问题。 受太阳与地球相对位置变化的影响，会发生春夏秋冬四个季节环境温度变化。 例如:北京年最大温差约可达50℃（从-15℃到35℃）。 但是,人体能适应温度的范围大约为： 较高标准18℃-28℃（温差10℃） 较差标准12℃-32℃（温差20℃） 改善建筑围护结构的热工性能，或者采用自然通风等方法，使室外温度对室内温度波动的影响大幅度减小，缩短依赖人工冷热源进行采暖空调的周期，大大降低空调能耗。 欧洲推出的冷（暖）辐射空调新理念，一定要基于建筑能耗极低的节能建筑。 1）从热舒适性指标看冷（暖）辐射空调的优势 房间的热舒适性并非单一与干球温度有关，还与风速、相对湿度、平均辐射温度、服装热阻和新陈代谢率等因素有关。 《采暖通风与空气调节设计规范》 (GB 50019-2003 ) 预计平均热感觉指数（-1≤ PMV ≤ +1）和预计不满意者的百分数（PPD ≤ 27%）与风速、相对湿度、平均辐射温度、服装热阻和新陈代谢率等因素有关。 例如：当上述因素取下值时 1.0 1.0 新陈代谢率（met） 0.9（厚运动衫、毛线衫） 0.7（单衣） 服装热阻（clo） 与室温相等 比室温高4℃ 平均辐射温度 40% 60% 相对湿度 0.15m/s 0.25m/s 风速 冬季 夏季 16 - 0.72 22℃ + 0.72 26℃ 四级 12 - 0.57 22℃ + 0.57 25℃ 三级 8 - 0.37 23℃ + 0.37 25℃ 二级 5 0 24℃ 0 24℃ 一级 PMV 室温 PMV 室温 PPD % 冬季 夏季 旅游旅馆级别 请特别注意到上表取值中的“平均辐射温度”,即房间各表面的加权平均温度,夏季取比室温高4℃,冬季取与室温相等。 夏季采用辐射供冷时，由于可以降低房间的平均辐射温度，辐射温度每降低1℃, 约相当于室内干球温度降低1℃的平均热感觉指数。 冬季采用辐射供暖时，由于可以提高房间的平均辐射温度，辐射温度每提高1℃, 约相当于室内干球温度提高1℃的平均热感觉指数。 因此，采用辐射供冷或辐射供暖，可以在一定程度上得到节能和改善房间热舒适性效果。 但是，同任何事物一样，辐射供暖特别是辐射供冷也有其一定的局限性。 2）辐射供冷能承担的冷负荷 冷辐射要严格控制冷表面的结露，板面温度应不低于室内设计工况的露点温度（例如不低于20℃），因此只能负担空调房间夏季空调的部分显热负荷。 理论计算公式可采用 ASHRAE handbook： (美国供暖制冷和空调工程师学会手册) ★ 单位面积的总传热量 Q = QF + QL ★ 辐射传热量 TF 辐射体表面平均温度, K TEP 其他表面的加权平均温度, K ★ 对流传热量 地面(或顶板冷辐射） QL＝2.17(tEP － tN)1.31 顶面（或地面冷辐射） QL＝0.14(tEP －tN)1.25 墙面 QL＝1.78(tEP － tN)1.32 tEP 辐射体表面平均温度, ℃ tN 室内空气温度, ℃ 室温 ℃ 相对湿度 ％ 空气露点 温度 ℃ 冷表面 控制温度 ℃ 辐射和对流 热量 W/m2 26 60 18 19 38 50 15 16 52 25 60 17 18 37 50 14 15 51 24 60 16 17 37 50 13 14 51 ? 地面辐射供冷的冷辐射量参考值 但是，冷辐射能够实际吸收的热量，为什么往往会大于上述按照“不结露”原则计算所得到的数值呢？ 这是因为房间的得热量中，有相当一部分（如日射、人体、灯光等）是辐射热，可以直接和冷辐射表面之间进行热交换。 正如“得热”应区别于“负荷”一样。进入房间的辐射热，并不立即转化为使空气温度上升，而是首先被各个壁面所吸收。冷辐射直接进行了这个换热过程。 因此，对于房间冷负荷构成中，有较大比例辐射热的，冷辐射能力会增大。 得热量与冷负荷 房间得热量不同于空调冷负荷。上世纪七十年代以前, 曾将二者混为一谈。 1978年8月20日, 对京西宾馆一间西向会议室测定: 房间最大得热量为 2777kcal/h 空气最大得热量即空调冷负荷为1429kcal/h 空调冷负荷占房间最大得热量的51.46％ 房间得热量中: 对流热直接