辐射供冷及地源热泵系统探讨

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1、辐射供冷及地源热泵系统探讨【】木文论述了低温辐射供冷方式的特点及辐射供冷设计的关键问题一一除湿，分析了不同的除湿方式，并结合辐射供冷系统要求的冷热源温度较常规空调方式的不同，选择地源热泵系统作为辐射供冷供暖系统的冷热源。【关键词】辐射供冷；除湿；地源热泵!/•■、刖目在自然界中，植物的叶脉或人的皮下组织利用充满液体的毛细管进行散热，由于毛细管换热的速度极快，换热效率高，因此利用毛细管散热对室内环境温度进行调节的空调方式就出现了，也就是目前市场上流行的低温辐射供冷供暖系统。首先被应用的是低温辐射供暖系统，

2、也就是我们通常所说的地板采暖系统。随着低温辐射供暖技术的推广使用，人们很自然地想到辐射供暖系统也可以用于辐射供冷，因此低温辐射供冷技术就成了一种新技术被推广使用。1.辐射供冷辐射供冷是通过降低空调IX围护结构中的一个或者几个表面的温度，形成冷辐射面，通过辐射的方式与人体、家具等进行热交换进行降温的技术。由于辐射供冷系统中辐射传热所占份额在50%以上，采用辐射供冷时室内温度比传统空调系统可提高1〜2°C即可保证人体的舒适性［1］。福射供冷具有节能、舒适低污染等优点。根据空气的物理特性，如果换热表面的温度低

3、于空气的湿球温度，冷却表面将会结露，所以采用辐射供冷时辐射面表面的温度不能低于空气的露点。如果不对房间进行除湿除湿，随着房间余湿的增加，房间的含湿量就会增加，当房间的温度保持不变时，相对湿度就会增加，露点温度就会提高。当辐射表面温度低于空气露点温度时就会结露，所以如果采用辐射供冷，首先解决的问题就是除湿。1.除湿系统通过上面的论述，我们可以发现,采用辐射供冷系统必须配备除湿系统，如何除湿己经选择何种除湿方式称为辐射供冷系统的重点，以下对不冋的除湿方式进行论述，以讨论其优缺点。2.1常规冷冻除湿常规冷冻除

4、湿系统，空气在冷却过程中，随着温度下降，当冷却设备盘管表面温度低于空气露点温度时，空气中的水汽就会凝结在上面，这是一个从等湿减焓到减湿减焓的连续过程。冷却除湿是最常用的除湿过程。下面通过举例论述常规冷冻除湿系统的除湿过程，分析其除湿过程的缺点并提出一种新式除湿系统。我们首先假设一个房间：建筑功能为办公室；室内设计温度为25°C；室内设计相对湿度为60%；面积500m2;层高3m；则房间的冷负荷及湿负荷如下：围护结构冷指标为40W/m2；照明指标为20w/m2；人员为0.1人/m2。房间的总余热和余湿如下

5、：围护结构冷负荷：40*500=20kW照明冷负荷：20*500=10kW人员冷负荷：0.1*500X61=3.05kW余热总计：33.05kW余湿=人员散湿量：0.1*500X109=5.45Kg/h新风量：0.1X500X30=1500m3/h常规的冷冻除湿系统就是通过对送入室内的新风进行降温除湿，通过含湿量低的新风来稀释室内的余湿，以维持室内空气的湿球温度，避免结露。在焓湿图上可以查到室内空气的含湿量为：11.87g/kg•干空气通过室内余湿量和新风量可以得到送入室内新风的含湿量：采用冷

6、冻除湿，新风处理的最终状态点可以从焓湿图上查出，新风终状态点为:干球温度：13°C湿球温度：12.5°C含湿量:8.84g/kg•干空气熔:35.45kJ/kg•干空气图1新风处理过程及除湿过程2.2余热增温型除湿由上面新风处理过程及送入室内的除湿过程可以知道，冷冻除湿主要依靠低温的冷冻水对新风进行降温，使新风达到露点析出凝结水来除湿，由此导致了送入室内的新风温度很低(13°C),所以常规的低温除湿系统有如下缺点：(1)送风温度低，舒适度差；(2)为将新风处理到指定的干度，除湿设备盘

7、管增多，阻力大，导致除湿设备庞大；(3)冷冻除湿需要的冷冻水温度低，制冷机效率低，运行费用高；因此，在此介绍另外一种除湿方式，并对这种除湿设备进行简单的分析.下图为预热增温型除湿设备的工作原理图，可以看出，此设备将常规除湿机的冷却盘管分成了如下几部分：(1)预冷盘管，利用冷却水对进入机器的新风进行预冷，降低新风的温度，属于等湿降温过程；(2)蒸发器，此除湿设备内置独立的小型压缩机，因为冷媒直接蒸发，温度低，较少的换热面积即可达到除湿的效果，属于除湿降温过程；(3)冷凝器，经过蒸发器的新风温度低，利用冷凝

8、余热可以将送风温度提高，属于等湿升温过程；图2余热增温型除湿工作原理示意图(4＞热湿室外空气先经冷却盘管初步降温除湿，再进入蒸发器进一步冷却除湿，干冷空气通过风冷冷凝器等湿升温后，经挡水板由风机送入室内。(5)低温低压的制冷剂在蒸发器内吸收新风的热量，压缩机将气态的制冷工质压缩到高压，分为两路，-•路经水冷冷凝器冷却后进入风冷冷凝器继续冷却，液态工质进入干燥过滤器、膨胀阀减压降温；另一路经热气旁通阀进入蒸发器入

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10、，与膨胀阀出U的气液两相