辐射供冷空调系统防结露方法的探讨.doc

辐射供冷空调系统防结露方法的探讨【摘 要】结露问题仍然是影响辐射供冷空调系统推广的关键问题之一，本文总结和分析了三中不同的防结露方法，并结合结露过程缓慢，得到了只要控制方法得当，结露是可以避免的。【关键词】辐射供冷空调 防结露 控制方式一、引言辐射供冷是指降低围护结构内表面中一个或多个表面的温度，形成冷辐射面，依靠辐射面与人体、家具及围护结构其余表面的辐射热交换降温的技术方法。近年来辐射供冷空调系统以其高舒适性、节能性、自调节性等优点得到了暖通业界的认可，也在一部分工程上得到应用，但辐射供冷空调系统易结露的特性是阻碍辐射供冷技术的广泛应用的关键问题之一。辐射表面一旦结露，就回形成水渍，不仅影响其美观，还会导致细菌的滋生，影响身体健康，更严重甚至会出现“办公室雨”。近30年，很多国内外专家学者对辐射供冷的结露进行了大量研究，取得了很多成果1-3。因此本文就目前辐射供冷空调系统防结露的方法进行了总结和分析。二、辐射供冷空调的防结露控制方法的分类辐射供冷结露现象和清晨草叶上的露珠形成的过程类似，湿空气接触到了低于其露点温度的表面，进行冷却减湿，析出的水分附着在物体表面。所以要防止辐射表面结露的关键，就是要保证辐射供冷面的温度要高于室内空气的露点温度。防结露的方法分为几大类：（一）辐射面温度的控制；（二）室内露点温度的控制；（三）新技术，新材料的应用。三、辐射面的温度控制辐射面温度的控制就是对对水系统的控制，当辐射面温度低于室内空气的露点温度时，可以减少高温冷水的流量（量调节），也可以将高温冷水的温度升高（质调节），还有两者结合等方式来提高辐射板的温度，将温度提高到室内空气露点温度之上。（一）量调节控制量调节的方法有两种，双位开关（on/off）控制和变流量（variable flow control）控制。双位开关（on/off）控制是保持供水温度与瞬时流量一定，以室内某一设定温度为中间温度，来控制阀门的关开。脉动控制方式（on/off pulse -width modulation），是双位开关控制一种方式。另一种是，是根据室内温度来控制二通阀的开度。双位开关控制设计简单、设备简单，但耗能较流量控制大，且控制不稳定，脉冲控制方式很好的解决室内控制不稳的问题，还减少了投资，同时也减少了耗能，但其控制程序复杂。（二）质调节控制对于水温控制来说，水温跟室外空气温度有简单的线性关系，所以对于水温的控制可根据室外空气温度来调节，称作室外温度补偿调节（outdoor reset control）。该控制方法有一定的提前性，但没有考虑室内因素，所以其调节室温具有不精确性。当然也可以根据室外空气温度并综合室内空气温度来调节水温，称作室外温度补偿控制+室内反馈（outdoor reset with indoor temperature feedback control），此时水温的改变不仅要考虑到室外的空气温度，还考虑室内的得热，例如人体、设备等，该控制方法比仅根据室外空气温度来控制更稳定，但装备复杂，初投资大。供水温度和流量同时控制有室外温度补偿加双位开关控制，具有一定的预见性，还可以减轻室温变化幅度大的缺点。室外温度补偿加脉动控制比加双位控制更加精确，但程序设计较复杂。四、室内露点温度的控制（一）室内除湿设备除湿室内露点温度的控制最简单的方法可通过在室内放置转轮除湿机、溶液除湿等设备进行除湿，维持室内的露点温度始终低于辐射面的温度。其湿过程近似等焓过程。（二）新风设备除湿传统的温度优先控制是先根据湿度传感器的信号把送风温度处理到露点温度，以满足室内湿负荷，然后再根据温度信号加热送风温度。而辐射供冷空调为防止辐射面结露，通常采用湿度优先控制方法，新风根据最大散湿量来计算出新风的露点送风状态点，然后根据排风中来改变新风量。很多设计者认为人员密度大的地方散湿量大容易结露，因而不适合使用辐射供冷系统，文章5提出了单位新风除湿能力?d，为在人员密集空间使用辐射供冷提供了理论基础，并将单位新风除湿能力?d与?d的关系作为是否适合应用辐射供冷空调的标准，见表（1）。 ?d见式（1）：五、对材料的改进结露是由于辐射面的温度高于与其接触的空气的露点温度，可以在辐射顶板下加一层可通过长波的材料例如薄膜6，不仅解决了结露问题，同时也会大大增加供冷量。冷辐射顶板和材料之间的夹层可以是真空也可以是干空气，最好是真空。当夹层是真空时，因为该材料对长波透过率很高，所以材料的温度受辐射换热影响很小，因此材料的温度就与冷却顶板的温度基本无关，材料温度几乎等于室内空气温度。当夹层是干空气时，冷却顶板基本上用导热的方式影响材料的温度，材料温度还与室内空气有关，所以材料温度在冷却顶板温度和外围空气干球温度之间，改变空气夹层的厚度，可以改变材料温度。当冷辐射顶板温度低于室内露点温度时，因为顶板不与室内空气接触而不会结露，图2是该结构示意图：论文7提出了一种“疏导结露”的辐射板模型，为辐射供冷空调系统结露问题的研究提供了新思路，在辐射板表面等间距开微槽道，微槽道的开槽深度从中央向边缘处逐渐降低。露水在毛细作用下首先积聚到微槽道内部，再利用微槽道内表面坡度引流作用，把露水排到辐射板边缘，集中回收，但这种辐射板造价较高。图3就是这种辐射板模型。还有调湿建材建材的应用7，也可以防止结露，在此种空调房间中，能根据水气分压来自动吸湿和放湿。这些材料有高分子树脂凝胶、硅酸盐等。六、总结（一）辐射面温度的控制和室内露点温度的控制能有效的控制辐射面结露。（二）新技术，新材料的应用为辐射供冷防结露提出了新思路。（三）结露是很缓慢的过程，只要控制方法得当，结露是可以避免的。参考文献：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，地板供暖及其发展动向j，暖通空调，1999，29（6）：3538；4金梧凤，余明锡，金光宇，等.地面辐射供暖系统控制方式研究j.建筑热能通风空调，2005，（7）：67-715何婧，沈晋明，寿青云，等.独立新风与辐射供冷系统防结露问题探讨j.暖通空调，2008，38（6）：159-162.6王晋生.加装长波高透过性薄膜的冷却顶板/置换通风系统实验与模拟.d. 上海.同济大学. 20057孔祥雷等.辐射供冷空调结露问题的研究现状及其对策.建筑热能通风空调，2008，27（1）8stanley a mumma. ceili