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、!!堕堡苎三堡堂堕堡主兰垡丝苎—一F一房间各表面的面积。根据角系数的互换性：仍1曩=妒l，。彳玎(卜一2)J(f．2呻6)～房间各表面的有效辐射量，J。=s。喝4+nG。(1—3)大多数室内壁面建筑材料都具有较高的发射率，P，=0，并近似认为各占。相等，s．=s，式(1—3)可以变换为J，=s，西4(1—4)将式(1—2)、式(1—q)代入式(1—1)，得到6焉=∑z4仍，，f=2工程上近似认为式中‰=∑霉／：i=2以各表面所占的面积分额代替该表面对地面的角系数。平均辐射温度霉和空气温度L的共同作用可以反映在作用温度瓦上：，hld七hl。。“一、i一式中以一人体对流换热系数：^，一人

2、体辐射换热系数。当室内空气流速较低时(低于0．2m／s)，平均辐射温度和室内空气温度的差异将小于4℃，此时作用温度近似等于空气温度和平均辐射温度的平均值，这意味着两者对于室内热舒适性的影响是同等重要的。如果地板温度降低5℃，其它表面的温度假定不变，则围护结构相对于室内人体的平均辐射温度将会降低2℃，因为平均辐射温度和空气温度对作用温度的影响是同等的，将地板温度降低2"C就相当于把室内空气的温度降低2℃。即由于辐射作用，人体的实际感受温度会比室内的实际温度降低2℃，从而在相同的热感觉的前提下，和传统空调相比，地板供冷的设计，可以将室内设计温度提高#矽韭室堕垫三堡堂堕堡圭兰垡丝三．——2

3、"C。以北京地区为例，夏季空调室外计算温度为33．2"C，如果室内设计温度为25"C，则计算温差为8"C，按室温升高2"C计算，计算温差为6℃，由建筑围护结构形成的冷负荷仅为常规计算的75％：如果室内计算温度进一步提高，则其冷负荷与常规负荷之比可进一步下降。(2)地板相对于天花板具有更高的角系数采用地板供冷，相对于天花板供冷而言，其对流换热量较小，因此长期以来被认为地板供冷不如天花板供冷有效。对于辐射供冷系统，辐射换热是主要部分，而影响辐射换热的一个重要参数是人体和辐射冷表面之间的角系数。该值的大小取决于人员和冷表面之间的距离以及冷表面的面积。在面积相同时，地板相对于其它冷表面(墙壁

4、、窗户、天花板等)而言对人体有着更高的角系数。对于一个处于6mx6m房间中央的人员，采取站姿时对地板的角系数为0．37，坐姿时对地板的角系数为0．40，与人体对半个房间的角系数0．5进行比较，可以看出其有效性。作为对比，人体对天花板的角系数一般为0．15～O．20，由此可以看到，地板温度降低l℃带来的平均辐射温度的降低相当于把天花板温度降低2．5℃。所以虽然地板供冷系统中，地板与室内空气的对流换热相对于天花板与室内空气的对流换热要小，但是其辐射换热能力的增强却远不止于此。(3)置换通风系统可提高系统的供冷能力一般情况下，地板和房间的换热系数为7．5WI(m2．K)“1。如果地板表面温

5、度为20。C，房间作用温度为28"C(相当于常规空调下室内设计温度26X2～27"C)，地板供冷量为60WIm2，只可满足一般要求。而置换通风系统送入干燥空气降低室内空气露点温度的同时可以保证采用较低的供水温度降低地板温度，当地板温度降到18'C，供冷能力已经可达75Wire2，加上置换通风系统本身也可承担一定的冷负荷(约20∥／研2)，完全可满足一般住宅的要求。需要指出的是，辐射供冷象辐射供暖一样具有“自调节”功能，当室内辐射负荷加大，例如，当日射直射辐射量较大时，房间墙壁内表面温度升高，将大幅度提高地板与房间围护结构其余表面的辐射换热量。此时地板供冷的能力可达100～150矿／Ⅲ

6、2。14地板供冷的热舒适性有关人体热舒适性的研究尽管已开展了几十年，但由于相关因素多，人工环韭塞壁墼三堡兰些堡主堂壁堡兰——境技术和设备的不断发展以及舒适要求的不断提高，至今仍是热门的研究领域。然而对于热舒适性的多数影响因素，认识已比较深刻a但还有一些关键的影响因素，例如气流紊动等方面，不同的研究结论相差还比较大，有些甚至是互相矛盾的，还有待深入研究。目前公认或权威的热舒适标准主要还是国际标准组织ISO、美国国家标准研究院ANSI及美国采暖、制冷、空调工程师协会ASHRAE的一些标准，如ISO7730(ISO，1994)，ISO7726(ISO，1985)，ANSI／ASHRAESt

7、andard55—1992(ASBRAE，1992)，ANSI／ASBRAEStandard62—1989(AShRAE，1989)等。上述标准在一些细目上也不尽相同，大体的热舒适性影响因素和范围为：室内空气温度(或作用温度)冬季≥18(或20)℃，夏季≤26℃；室内相对湿度30％～70％；距地面0．1m与1．1m处(坐姿头、脚)的空气温度差<3℃；地面温度18(或19)～29℃；辐射不对称在5～10K范围内；平均空气流速在0．1～O．3m／s范围内；吹风