混凝土天棚辐射供冷的应用探讨

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1、混凝土天棚辐射供冷的应用探讨http://www.dnyk.com.cn·2011-02-1015:55:04中房集团新技术中心有限公司齐政新     摘要：介绍了天棚混凝土辐射供冷的优势；分析了混凝土辐射供冷中天棚最大允许换热能力和室内空气参数的关系、天棚辐射换热量的比例；分析了新风除湿对混凝土天棚供冷的影响以及利用冷却塔进行天棚供冷的可行性。得出的结论对工程实际有很好的指导作用。关键词：混凝土辐射供冷结露冷却塔供冷埋管 引言混凝土天棚辐射供冷是一项新的空调技术，其常和通风系统配合使用，可以达到室内较高的热舒适程度。其工作原

2、理是将塑管（如PB、PEX、PE-RT、铝塑复合管等）直接预埋于楼板的结构层中，或者使用敷设的毛细管网，夏季管中通入11℃～20℃的冷水，依靠管中冷水与混凝土天棚的换热，使整个天棚表面达到需要的理想温度。天棚和室内的换热主要依靠辐射来完成，这样，可以保证室内较高的热舒适程度，同时在一定程度上可以节约能量。系统的结构形式如图1所示。1混凝土辐射供冷的优势混凝土辐射供冷技术和传统的全空气与风机盘管系统相比，有着自身的特点和优势，这主要体现在以下几方面：(1)由于将管路（毛细管）直接预埋在建筑结构中，不占用室内空间，避免了全空气系统

3、所需要的较大的空间，同时和传统空调方式相比，初投资也低。(2)依靠天棚与室内的辐射换热，配以室内卫生要求的新风系统，柔和地达到所需的舒适效果，避免了风机盘管过大的噪音和凝结水排放的困扰。 (3)室内的舒适性得到很大提升。由于换热主要以辐射的方式进行，室内空气的流动较弱，人没有吹风感，室内的温度比较均匀，温度梯度小，在相同的室内空气温度条件下，平均辐射温度低，这样人的舒适性比传统的空调方式更佳。辐射供冷房间的室内空气温度分布如图2所示。(4)混凝土辐射供冷可以充分利用天然冷源，并能提高冷机的运行效率。由于辐射供冷主要防止天棚表面

4、结露，而且表面温度过低也不利于提高室内的舒适性水平，所以对于辐射供冷的天棚表面温度，一般控制在比室内露点温度高2℃。室内的露点温度根据室温和室内相对湿度可以得到相应的数值，如表1所示。对于民用建筑舒适性空调，房间温度在24℃～28℃之间，相对湿度在40%～70%之间，由此可见露点温度的范围。由表1可见，以25℃，50%的相对湿度计算，露点温度为13.7℃，这样天棚表面温度要控制在16℃左右，这样，如果室内的冷负荷在100W/?以下，需要的冷水供水温度在12.3℃就能满足供冷的要求。如果室内温度和相对湿度提高，冷水温度还可以提高

5、。在这样的冷水供水温度下，可以充分利用天然冷源（江、河湖泊水，土壤冷量），也可以提高热泵机组或者冷水机组的COP，还可能利用冷却塔供冷或者太阳能空调系统，使空调系统的能源消耗得到极大的降低。(5)混凝土系统可以对管路释放的冷量进行蓄存，使室内的空气参数的波动较小，同时在一定程度上可以减少系统的峰值负荷。所以,混凝土辐射供冷系统特别适合于宾馆、写字楼、高档住宅、冷负荷不是很大的公共建筑中，而且如果稍加设备，就可以实现冬季供暖，形成全年运行的冷暖空调系统。这样，不但可以提高室内的舒适性水平，也可以减少初投资和运行费。 2混凝土天棚

6、辐射供冷应用的技术探讨2.1楼板换热能力分析混凝土天棚辐射供冷系统的换热能力，与天棚表面温度、室内空气温度等因素有关，从热力学的理论分析，其与地板辐射采暖系统的换热能力相似。所以,按照欧洲标准EN1264，天棚的换热能力可以按照下式确定：式中：q-为单位面积天棚换热量（w/m2）t-为周围空气的温度         （℃）tsup-为天棚表面的温度       （℃）如果按照天棚表面温度控制在露点温度高2℃，则天棚表面的最大允许换热能力按照上式可以得到表2的数值。图3较直观地表明了天棚最大允许换热能力（供冷能力）和室内空气参数

7、的相互关系。由图3可以看出，天棚表面的最大允许换热能力对相对湿度相当敏感，在相同的室内温度情况下，天棚表面的最大允许换热能力随着相对湿度的升高快速下降，而对于相同的相对湿度，室内空气干球温度对天棚的最大允许换热能力几乎没有影响。由此可以看出，对于混凝土天棚辐射供冷系统，控制室内空气的相对湿度是相当重要的，而且合理选用适当的室内相对湿度，对于系统的最大供冷能力有着很大的影响。例如，对于25℃的室内空气干球温度，如果室内相对湿度为50%，则天棚的最大允许换热能力比60%相对湿度的最大允许换热能力高48%。所以，如果建筑物的单位面积

8、冷负荷较大，要想完全利用天棚来实现供冷，只有在较小的室内相对湿度状态下才能实现，这样则在一定程度上加大了除湿的要求。前面所述的天棚表面的换热能力，是在保证天棚表面温度比露点温度高2℃情况下的最大允许换热能力，此换热能力是和露点温度,也就是天棚表面允许最低温度密切相关的，要想获