輻射供冷及地源熱泵系統(tǒng)探討

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1、輻射供冷及地源熱泵系統(tǒng)探討【】木文論述了低溫輻射供冷方式的特點及輻射供冷設(shè)計的關(guān)鍵問題一一除濕，分析了不同的除濕方式，并結(jié)合輻射供冷系統(tǒng)要求的冷熱源溫度較常規(guī)空調(diào)方式的不同，選擇地源熱泵系統(tǒng)作為輻射供冷供暖系統(tǒng)的冷熱源?！娟P(guān)鍵詞】輻射供冷；除濕；地源熱泵!/?■、刖目在自然界中，植物的葉脈或人的皮下組織利用充滿液體的毛細管進行散熱，由于毛細管換熱的速度極快，換熱效率高，因此利用毛細管散熱對室內(nèi)環(huán)境溫度進行調(diào)節(jié)的空調(diào)方式就出現(xiàn)了，也就是目前市場上流行的低溫輻射供冷供暖系統(tǒng)。首先被應(yīng)用的是低溫輻射供暖系統(tǒng)，

2、也就是我們通常所說的地板采暖系統(tǒng)。隨著低溫輻射供暖技術(shù)的推廣使用，人們很自然地想到輻射供暖系統(tǒng)也可以用于輻射供冷，因此低溫輻射供冷技術(shù)就成了一種新技術(shù)被推廣使用。1.輻射供冷輻射供冷是通過降低空調(diào)IX圍護結(jié)構(gòu)中的一個或者幾個表面的溫度，形成冷輻射面，通過輻射的方式與人體、家具等進行熱交換進行降溫的技術(shù)。由于輻射供冷系統(tǒng)中輻射傳熱所占份額在50%以上，采用輻射供冷時室內(nèi)溫度比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)可提高1?2°C即可保證人體的舒適性［1］。福射供冷具有節(jié)能、舒適低污染等優(yōu)點。根據(jù)空氣的物理特性，如果換熱表面的溫度低

3、于空氣的濕球溫度，冷卻表面將會結(jié)露，所以采用輻射供冷時輻射面表面的溫度不能低于空氣的露點。如果不對房間進行除濕除濕，隨著房間余濕的增加，房間的含濕量就會增加，當房間的溫度保持不變時，相對濕度就會增加，露點溫度就會提高。當輻射表面溫度低于空氣露點溫度時就會結(jié)露，所以如果采用輻射供冷，首先解決的問題就是除濕。1.除濕系統(tǒng)通過上面的論述，我們可以發(fā)現(xiàn),采用輻射供冷系統(tǒng)必須配備除濕系統(tǒng)，如何除濕己經(jīng)選擇何種除濕方式稱為輻射供冷系統(tǒng)的重點，以下對不冋的除濕方式進行論述，以討論其優(yōu)缺點。2.1常規(guī)冷凍除濕常規(guī)冷凍除

4、濕系統(tǒng)，空氣在冷卻過程中，隨著溫度下降，當冷卻設(shè)備盤管表面溫度低于空氣露點溫度時，空氣中的水汽就會凝結(jié)在上面，這是一個從等濕減焓到減濕減焓的連續(xù)過程。冷卻除濕是最常用的除濕過程。下面通過舉例論述常規(guī)冷凍除濕系統(tǒng)的除濕過程，分析其除濕過程的缺點并提出一種新式除濕系統(tǒng)。我們首先假設(shè)一個房間：建筑功能為辦公室；室內(nèi)設(shè)計溫度為25°C；室內(nèi)設(shè)計相對濕度為60%；面積500m2;層高3m；則房間的冷負荷及濕負荷如下：圍護結(jié)構(gòu)冷指標為40W/m2；照明指標為20w/m2；人員為0.1人/m2。房間的總余熱和余濕如下

5、：圍護結(jié)構(gòu)冷負荷：40*500=20kW照明冷負荷：20*500=10kW人員冷負荷：0.1*500X61=3.05kW余熱總計：33.05kW余濕=人員散濕量：0.1*500X109=5.45Kg/h新風(fēng)量：0.1X500X30=1500m3/h常規(guī)的冷凍除濕系統(tǒng)就是通過對送入室內(nèi)的新風(fēng)進行降溫除濕，通過含濕量低的新風(fēng)來稀釋室內(nèi)的余濕，以維持室內(nèi)空氣的濕球溫度，避免結(jié)露。在焓濕圖上可以查到室內(nèi)空氣的含濕量為：11.87g/kg•干空氣通過室內(nèi)余濕量和新風(fēng)量可以得到送入室內(nèi)新風(fēng)的含濕量：采用冷

6、凍除濕，新風(fēng)處理的最終狀態(tài)點可以從焓濕圖上查出，新風(fēng)終狀態(tài)點為:干球溫度：13°C濕球溫度：12.5°C含濕量:8.84g/kg•干空氣熔:35.45kJ/kg•干空氣圖1新風(fēng)處理過程及除濕過程2.2余熱增溫型除濕由上面新風(fēng)處理過程及送入室內(nèi)的除濕過程可以知道，冷凍除濕主要依靠低溫的冷凍水對新風(fēng)進行降溫，使新風(fēng)達到露點析出凝結(jié)水來除濕，由此導(dǎo)致了送入室內(nèi)的新風(fēng)溫度很低(13°C),所以常規(guī)的低溫除濕系統(tǒng)有如下缺點：(1)送風(fēng)溫度低，舒適度差；(2)為將新風(fēng)處理到指定的干度，除濕設(shè)備盤

7、管增多，阻力大，導(dǎo)致除濕設(shè)備龐大；(3)冷凍除濕需要的冷凍水溫度低，制冷機效率低，運行費用高；因此，在此介紹另外一種除濕方式，并對這種除濕設(shè)備進行簡單的分析.下圖為預(yù)熱增溫型除濕設(shè)備的工作原理圖，可以看出，此設(shè)備將常規(guī)除濕機的冷卻盤管分成了如下幾部分：(1)預(yù)冷盤管，利用冷卻水對進入機器的新風(fēng)進行預(yù)冷，降低新風(fēng)的溫度，屬于等濕降溫過程；(2)蒸發(fā)器，此除濕設(shè)備內(nèi)置獨立的小型壓縮機，因為冷媒直接蒸發(fā)，溫度低，較少的換熱面積即可達到除濕的效果，屬于除濕降溫過程；(3)冷凝器，經(jīng)過蒸發(fā)器的新風(fēng)溫度低，利用冷凝

8、余熱可以將送風(fēng)溫度提高，屬于等濕升溫過程；圖2余熱增溫型除濕工作原理示意圖(4＞熱濕室外空氣先經(jīng)冷卻盤管初步降溫除濕，再進入蒸發(fā)器進一步冷卻除濕，干冷空氣通過風(fēng)冷冷凝器等濕升溫后，經(jīng)擋水板由風(fēng)機送入室內(nèi)。(5)低溫低壓的制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)吸收新風(fēng)的熱量，壓縮機將氣態(tài)的制冷工質(zhì)壓縮到高壓，分為兩路，-?路經(jīng)水冷冷凝器冷卻后進入風(fēng)冷冷凝器繼續(xù)冷卻，液態(tài)工質(zhì)進入干燥過濾器、膨脹閥減壓降溫；另一路經(jīng)熱氣旁通閥進入蒸發(fā)器入

9、_

10、，與膨脹閥出U的氣液兩相