地板辐射供冷暖—置换通风新型空调系统在北京地区的可行性分析

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1、地板辐射供冷暖—置换通风新型空调系统在北京地区的可行性分析摘要：本项目为北京建筑工程学院供热、供燃气、通风空调工程重点实验室开放研究课题：辐射供冷暖—置换通风新型空调系统在北京地区的可行性研究。本文主要介绍了该实验台的系统布置形式，介绍了如何解决地板辐射供冷用于夏季空调时人们所担心的结露问题，指出了置换通风系统的引入，不仅可通过送入干燥的冷空气在冷地板的表面形成一层空气湖，降低冷地板表面的露点温度，提高其供冷能力，同时本身也可以承担一定量的冷负荷。分析了该系统用于北京地区供冷暖的可行性，并对该系统的冬季运行情况做了初步的

2、测试分析，实践证明该系统用于冬季供暖使用效果良好，节省能耗，室内舒适性较好。关键词：辐射供冷暖—置换通风作用温度可行性1引言低温辐射供暖,是一种利用建筑物内部的地面、墙面、顶面或其他表面进行供暖的系统，以地板辐射供暖最为常用。由于其辐射表面积基本上与室内使用面积相同,因此可以均匀地向各处供热,使室内温度均匀。在我国北方地区,低温热水地板辐射供暖方式以其卫生条件高、舒适性好、温度场均匀、便于利用自然能源和节能性冷热源等优点而得到广泛应用。同一套系统如能同时用于夏季供冷，将减少设备初投资，提高其使用效率，而地板供冷暖—置换通

3、风复合空调系统在节能性、舒适性，排出室内有害气体从而改善室内空气品质方面具有其他采暖空调系统不能比拟的优势。地板供冷与置换通风相结合可以根本解决结露问题，但在不同地域、不同气象条件下使用时，设备系统可能有较大差别，必须在当地进行实验研究。为此，我们在北京建工学院校内建造了辐射供冷暖—置换通风新型空调系统实验台，拟对该系统特性进行进一步研究，并进行实测分析，使地板同时供冷的技术和设备进一步成熟，进行推广使用。2实验方案2.1实验条件实验房间位于北京市西直门外北京建筑工程学院校内一幢二层小楼的地面一层,室内使用面积32㎡，建

4、筑面积约35㎡。实验房间东西两面外墙，为37砖墙；南北两面隔墙为24砖墙，隔壁为不采暖房间。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1143），起到单向保温和隔热的作用。管材采用交联聚乙烯管（PEX）管，管径DN16，管间距100㎜，采用双回路布置以尽量均匀地面温度，各回路管长基本一致，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：处于房间一侧，间距200mm；B回路：套在A回路中间形成间距100㎜。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

5、0㎜；A、C回路之间，外侧回路与房间墙壁之间也保持100mm间距，每个回路可通过供回水集水器上的阀门进行开关。地板管填充层为30㎜碎石混凝土，每隔5m见方设伸缩缝，找平层约20㎜，面层装修材料选用导热性能较强的地砖，构造层厚度约70～80㎜。图1地板管布置示意图2.3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，截止阀A关闭，截止阀B打开，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

6、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，将会造成冷地板表面结露。有关4冬季运行情况4.1热泵机组运行参数由于搭建实验台等原因，测试时间主要集中在2004年2月下旬和3月上旬。虽然天气已经转暖，但仍能感到春寒料峭，室内、外温湿度通过清华同方生产的温湿度自记仪采集，每隔半小时自动记录一次。系统中安装了冷热量表、流量计，热泵机组单独加装

7、了电表，用来进行实测、统计和运行控制。热泵机组的耗电量和制热量分别由电表和热表计量，要说明的是，由于机组裕量过大，采用一个有效容积为300升的蓄热水箱进行调节，为避免压缩机频繁开机，设定出水温度上限为45℃，温差调节幅度调至15℃，实际运行中开机与停机的时间比约0.2:1。为此，在实际计算机组的COP时，要扣除水泵的耗电量。测试期间，室外气温大部分时间在6～10℃之间，室外最低温度-2℃，一般最低温度在4～7℃之间。经过多次测量，在连续运行50小时，达到稳定状态后，测得机组平均耗电量约1.04k〕.北京:中国建筑工业出版

8、社