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1、2 00 7 年 第8 期 虑第巧卷 第1 98期 、 0 名 i n2 0 0 7( l b t a lN o 1 9 8 ， V O1 3 5 ) 建 筑 节俄 . 暖通与设备 H E A l l N GV E N T l l 洁Y 1 0 N 为了 研究地板辐射供冷的热下性能， 测试了北京地区小同 室外气温下地板辐射供冷系统的运行工况， 得到了该系统的制冷量， 地板表面温度， 室内 温度场分布等参数 并巨 把单独地板辐射供冷系统的运行参数与地板辐射供冷一 置换通风复合式系统进 行了 对比， 提出了 将地板辐射供冷与置换通风配合用于夏季空调室内 供冷除湿的新型空调方式， 置换通风系统在近地
2、面处形 成干 燥空气层， 可有效防止夏季热湿天气在地板表面出现结露现象 并昆 使这种新型空调系统条件 卜 地面与室内的换热得到 强化。 通过埋论分析和实验研究指出这是 一 种舒适、 节能的空调方式 关键词， 地板供冷: 置换通风、 新型空调系统: 结露 中图分类号T U 8 3 1 6文献标志码: A文章编号: 1 6 7 3 一 723 7 ( 20的神 8 一 00以03 E 即e ri m e n taI S t u d v Oft h e F I o o r R a d ia ntC o o l i n g S v st e mC o m b i n ed w it h D is p
3、I a c e me n t v e n t i l a t i o n 只 石 N从 切 一， Lll 无 弓 角 9 勺 认 丸 人 6 2 或 lle” ( 1 . Ti anji n U n lv e r s lty ， T i anjm3 0 0D7 2 ， C h i n a ; 2 .B e ij in g Uni v e r s i tyo f C i v i l E 吧n e 即n g and Aic h l te c l l lT e ， B e ij in g l o 0 0 3 7 ， Cbi n a ; 3 N a ll J 。 已 No加日 I Unl v e r
4、s i 砂 ， N 圳I n g 2 1 009 7 ， C b i n a) A b str a ct: T o 以 1记 三 th e t h erm a l c l 田 l a c t 朗st i c s o f n o orradi ant c 加1 1 n g s ) 侣 吐 e m s ， r u 们 n l n g c o n di t o n s offl o o r radl ont c o o li n g s y s te m助dc r d l ff er e 以o ut door始 m p e n 止 口 rew e r e t e s t e d ， a ndthes
5、 e p 岔 咖e t 峨o f c ool i n g q u anti ty ， n oor s u T fa c e 沈 n l p e r a t 山 七 an d l 心oor te 呷er a n ” di 而bu- 时 o n 卿rea cb e v ed 玩日 d d l ti o o . h e at七 阶s fere ffec t oftb e 勿brid 斗 st 阴 w a s c o 呷毗d w i thth a t o f fi oor 功 d i anL c o o l i n g 甲 s t 细， and th c n ew al r c o n d 讯o n
6、ln gs 归c m一 口 加r r adia n t c o o l m gs y s t e moo山 b i 讹d钻t hd j s p l a c e m 助t v e 吐 l la t io nwas p ro P o s e dT I 妞d 马ai r a yer n e art h en o o r fo rmo d 呼d 1 SP l a c e 呻 t ven t 改 城i o n 娜t c m劲 e ffcc t ，ve二y p rev朋t d 妙 。 tt 山 e 脚而c o 0 f t h e 月 。 “诬 及 th e 讹t 朋d h o t w eat her i
7、n s 咖m er，a nd t h e h 以 t 由 s feT e 日 飞 c t b e 彻e e n th e 月 的r andSP朗e w a s e nhanc e dT h e t h e o re t i c a l a n d 饮P 明m en场 1 踢 s u ll s 互ndi c a tet h a t th e l ybr idsy s L e mo f fl o o r r 日 1 1 1 皿t c ool 后n g com b in e d 帕t h di 印1 旷 e 呵 t v e n t 俪o n i s c o m fo州 习 b l e and c f
8、fec t l vel n 洲 m m e r K e 丫 wo rds : fl o o r ra d la n t c 啪l i n g ; d l sP I 即 emenL v e l d i l at i o n ; n e w山 r c 即di t l onl n g s yS l e m ; d e w 0 引言 随着地板低温辐射供暖在我国北方地区住宅建 筑中的应用日 益广泛， 地板供冷的可行性得到越来越 多的关注。同一套系统如能用于夏季供冷， 将减少设 备初投资， 提高其使用率。目 前对地板供冷的担心主 要是结露问题、 热舒适性问题和冷负荷问题， 而将地 板供冷与置换通风相结合则
9、可以发挥两个系统的优 势， 解决上述问题。地板辐射供冷暖一置换通风将为 住宅建筑提供又一种新型的空调 方式。 置换通风系统向室内送入经过冷却除湿的干燥 冷空气，山于其密度较大而沉淀在冷地板的表面， 形 成 一 层空气层，从而阻止热湿空气与冷地板直接接 触， 降低了冷地板表而的露点温度， 能够保证足够低 收稿日期: 2 006-1 2 一 19 基 金 项目 :北 京 门 一 羹 点 实 验 室开 放 基金 团 目 仪 F 2 0 o 6 09 ) 资 助 的供水温度， 提高了冷地板的供冷能力。 同时， 置换通 风系统本身也可以 承担一部分冷负荷 与地板辐射供 冷系统相结合， 则可达到较高的舒适
10、性要求。 再者， 对 于人们所关心的热舒适性问题， 有研究表明， 把地板 温度控制在 1820 的范围内，在夏季不会产生脚 冷的感觉， 与置换通风系统相结合， 则可以承担室内 的全部冷负荷。 1 试验介绍 为使地板供冷技术进一步成熟， 我们在北京建筑 工程学院校内建造了辐射供冷暖一置换通风新型空 调系统实验台， 对该系统特性进行了实测分析。 1 . 1 测试房间 实验房间 位于北京市西直门外北京建筑丁程学院 校内 一幢二 层小 楼的 地面 一 层， 室内使 用面 积3 2 m 2 ， 建筑面积约35时。实验房间东西两面外墙， 为3 7 砖 勺 万方数据 墙; 南北两面隔墙为24 砖墙， 隔壁为
11、不采暖房间。窗 户为单层玻璃钢窗。经过负荷计算， 得到实验房间的 总 冷负 荷为1 14w / 11 2 湿负 荷为。 ， 56k g 今 ， 潜热负荷 为610 w。 冷地板所担负的负荷全部为显冷负荷， 计划 为4 2 W/耐， 风机盘管所需担负的冷负荷为2 3k w， 其 中潜热负荷为6 10w。 1 2 地板管布置形式 竹底铺设高 效保 温材料( 采用4 0 m m厚聚苯乙 烯 加铝箔， 密度 之20k 创 m 今 ， 起到单向 保 温和隔 热的 作 用。 管材 采 用交 联 聚乙 烯管 (P E x ) ， 管 径D 卜 1 6 ， 管间 距 100 mm ， 采用双回路布置以尽量均匀
12、地面温度， 各回 路管长基木一致， 长度为90m左右， 以便阻力平衡， 水 量均匀。 分4 个回路铺设 ( 见图1)A回 路: 位于 房间 一 侧， 间距2 00m l l 二 ; B回路: 套在A回路中问形成间距 10 O m m 。 C回 路: 同A回路， 位于房间另一侧; D回路: 同B回路， 套在C中间形成间 距10 o m m ; A 、 C回 路之 间， 外侧回路与房间墙壁之间也保持 100 m m间距， 每 个回路可通过供回水集水器上 的阀门进行开关。 地板 竹填充层为30m m碎石混凝土，每隔s m见方设伸 缩缝， 找平层约20ITun ， 面层装修材料选用导热性能 较强的地砖
13、， 构造层厚度约70一80n l l 拍 。 分 集 水 器 开， 来自 机组的冷水首先经过风机盘管， 温度升高后 再与 冷地板的回水相混合， 作为冷地板的供水。由于 湿负荷全部要由风机盘管承担， 所以风机盘管的进水 温度要求较低， 大约在7 左右， 如考虑温升为5 ， 则风机盘管的出水温度在12左右，这个温度若直 接供地板管， 温度仍然太低， 大大低于北京地区的夏 季露点温度， 将会造成冷地板农面结露。有关文献推 荐地板供冷的水温为 18一20 ，所以风机盘管的出 水要与冷地板的回水混合后再供给冷地板， 通过设定 地板管供水温度来控制二通阀混水量。 冬季直接送水 至地板管， 此时截止阀B关闭
14、， 截止阀A打开。冬季 运行不需要混水时， 二级水泵关闭 2 夏季运行试验结果 在夏季运行测试中， 以单独的 地板供冷情况下的 室内温度场分布为对照， 重点研究热湿天气下 的辐射 供冷一置换通风新型空调 系统的室内温度场分布。F 面是对不同的室外温度 卜 的 室内 温度场的 测试结果。 2004年8 月7 日 室外 天气晴， 测得室外最高 温度 为31.2 ， 8: 30一17:0 0 期间， 室外空气相对湿度70% 左右， 17 : 00 以后室外空气的相对湿度高 达70%以 上。 8月8日2 0 刃 0 停机， 停机时室内温度2 7 之 至第二 天8 : 30开机时， 室内温升不到1 。
15、在8 ;3 0 分开启热泵，出水温度设定值为14， 供回水温差7 ， 风机盘管系统未开， 测得室外温度、 地板表面温度以及室内 温度场随时间的变化见图3 。 下瓜歹 瘟 屋二 二 地面平均 于O O m 房rLlj中心线- 今 卜 -01 mes ， 卜 es l lm 一1 7拍 - - 卜 2 2m 异一侧蟾 图 1 地板管布1示意图 1 .3 冬夏季空 调处理方案 采用空气源热泵作为本系统的 冷热源， 因 其便于 利用自 然能源， 制热效率大于 1 ， 具有节能优势， 合理 使用， 可减少能耗和运行费。 本系统的流程图见图2 ， 夏季制冷、 除湿运行时， 截L 卜 阀A关闭， 截止阀B打
16、 9 : 0 0 1 0 : 0 0 1 : 0 01 2 : 0 0 1 3 : 0 01 4 : 0 01 5 : 0 0 1 6 : 0 01 7 : 叨 1 8 : 0 0 时间爪 毛通阀 ，1 截 止 阀 叫截 止 阀 B风 机 盘 管 一级水泵 热 泵一一 杯一 一 系统流程图 图3 室内温度场分布 另外测得: 试验操作开始之前， 房间在1 . l m高度 处温度为26，0 ， 相对湿度为584 %， g h以后， 室内 1 1 m高度处的温度为252，根对湿度为752 %。 。 . 01m处，覆盖在地面的空气层干球温度为233， 相对湿度为78. 1 % ， 相应的露点温度为1
17、9 2。 由图3 可知: 当室外温度不很高， 相对湿度比较 :5 万方数据 大， 室内负荷小是太大时， 单独的地板供冷系统是闺 以满足室内温度要求的，但是房间的相对湿度较大， 人 体的舒适性不是太好。 这时人在房InJ内 静坐感觉还 可以， 但稍为活动就会感到很闷热。 于 18: 00打开风机盘管除湿， 把风机盘管的进水 温度调到6 ， 15m in后，房问的相对湿度下降约 20%， 降到了55% 左右， 感觉很舒适， 关闭 风机盘管 可知在室外空气温度较高，在相对湿度较大的情况 下， 地板辐射供冷结合风机盘管除湿的复合式空调系 统的空调效果还是相当不错的 2004年 8 月8口 室外天气晴，
18、测得室外最高温 度为364， 8: 00一22二 00， 相对湿度50%到82. 1 %， 当 天的 天气情况温度高， 相对湿度大 感觉很闷 热( 北 京 夏季空调室外设计参数:温度332，相对湿度 61% ， 露点 温度242 ) 。 8 :30分开启热泵机组时， 室 内1 1 m高度处温度为2 6 . 5 ， 经过一夜后室内 温度 上升不到2 ， 相对湿度为718 %， 室内湿度太大， 感 觉很闷。 开启热泵， 出水温度设定值为14， 供回水温差 7 ， 地板符两个回路全开， 供水流量 1 住 s l/ m ill， 风机 盘管系统末开， 测得室外温度、 地板表面温度以及室 内 温度场随时
19、间的变化见图4 瓦 1熹 外温度 于地面平均 O 01 m 一卜 - 11mes 州 卜 - 17mse es 卜 - 22m 层较低的空气层使得地面温度下降， 从而提高了冷地 板的供冷能力 3 结论 ( 1) 室外温度不高( 30 ) 时， 室内负荷较小， 地 板供冷系统可以将室内 温度降到合适值， 但是房间相 对湿度较大， 影响人体的舒适性; 增开置换通风系统 后， 由于房间负荷小， 室内温度下降至合适值较快 (2)室外温 度较高 ( 30) 时， 室内 负荷较大， 地 板供冷系统使得地面温度降到22 以下，此时地农 面与其他围护结构内衣面具有一定的温差 室内空间 的降温效果才比较显著。对
20、于北京地区， 夏季室内空 气露点温度通常在20 左右， 因此， 风机盘管通风系 统也应开启， 风量越大， 除湿效果越明显。 山于人体的 舒适性要求， 地面温度也不能过低， 地表面温度应保 持在2 介 一 22 范围内。 (3 ) 风机盘管通风系统通过送入干燥新风， 可有效 地降低室内空气的相对湿度，相应降低其露点温度， 同时送风在地板表面形成的空气层可有效防止地板 与室外渗入的热湿空气直接接触， 从而大大降低在地 板衣面发生结露的可能性， 也使得在人体舒适度要求 不高的房间内，地板供水温度有可能进 一 步降低， 满 足负荷较大房间的需求。 (4 ) 由于首 先冷却房问田护结构， 地板供冷/ 置
21、换 通风复合式空调系统相对于传统空调具有较大的蓄 冷量， 因而室内温度场比较稳定， 短暂的开门开窗对 其影响较小。 护护 寻 竺 尹 尹沪尹、产 尹 尹汽尹 尹 扩尹 时间 /h 图4 室内温度场分布 另外测得: 室内空气的相对湿度始终在70%以 上 风机盘管不开启时 地而温度降低不多， 房间内的温度 达不到理想效果， 人 在室内 感觉比 较闷 热。 至19 : 30室 内1 . l m高度处的温度为265，相刘湿度达到了 7 4 %， 把热泵的出水温度设定为6 ， 供回 水温差6 ， 开启风机盘管， 10m in后室内空气的相对湿度降低了 1 20/0 ， Z o m m左右室内空气的 相对
22、湿度降低了2 0% 以 上， 顿时 感觉凉爽起来。 由 图4 可以 看出， 1 4: 00一19 :4 0， 地面温度基本保持不变， 1940一20:00开启风机盘管 进行通风除湿， 由于送风温度较低， 地面温度也降低 较多， 可见， 风机盘管通风除湿系统在地面形成了 参考文献: 1 1 王 子 介地 板 供 暖 及 真 发 展 动向 l暖 通 空 调 ， 1 9 ， 9 ( 6)37 一 氏 ( wA N Gz 了 一 le F I o o r H eati n g a n d l t s F u 加 此T rend s汇 J H V &A C ， 1 9 9 ， ( 6 ) : 3 7 一
23、 4 0) 2 T . 杨y ana 即， c t a ! S t m P l i fi edB o dyM o d e l fo r E v a lt 胜 a l l 昭The rn a l 肋- d t 阴t E n v i 旧皿引 l t i n a R 耐元a n t C o o 贡 i n g S P a c e J B u 【 I d l n g andEnv l ro n - ment ， 2 0 0 1 ， 6 : 8 0 1 一 8 0 8 t 3 S GH o d d er， c t a lr 卜 e nllalC omfo rt n C h l n 翻C e l l i
24、n g 川 l d D i ， p a e - Inen t V ent i lat lo n E nv ron m e n l s : 讹r i c a l 助d i a n t T e l l ll 】 e ra 切 reA s 卿眼t ry E I化 以 5 J E n e r g ) and B u i l d i n g s ， 1 9 9 8 2 7 : 1 6 7 一 1 7 3 4 KK l t 日 g a 低 N翔m o d a ， e t a l E flecto f l l uml d l 吐 y a n d s m a l l Air M o v e - 1 拙n t
25、o n T h e rma l C o m fo lt u n d e r a R adi ant C ( o li n g C e l li n g b y s u 句 e c t 川 e Expen m en压 I J J E n e r gya n d B u i ldi n 邵1 9 9 9 ，3 0 : 1 8 5 一 1 9 3 卯铡蝎 作者 简介任 艳 莉 ( 1 9 70 )女 天 津人， 博 士。 单位地址: 北京西城区展览馆路1 号 北京建筑工程学院 城建系重点 实 验 室 (l 阅 刚 联系方式: 巨 涌a i l :r env l2 003 触s o h u c o m 包 万方数据