地板辐射供冷结露问题的理论研究
基于虚拟自然冷源的地板辐射与地道风协同供冷特性试验研究
基于虚拟自然冷源的地板辐射与地道风协同供冷特性试验研究随着全球气候变暖问题的日益突出，人们对于高效节能的建筑供冷系统的需求也越来越迫切。
在这种背景下，基于虚拟自然冷源的地板辐射与地道风协同供冷成为一种备受关注的新型供冷方式。
为了探究这种供冷方式的特性，本文进行了一系列试验研究。
首先，我们建立了地板辐射与地道风协同供冷的实验模型。
该模型由地板辐射系统、地道风系统以及供冷控制系统组成。
地板辐射系统采用了虚拟自然冷源，利用地下土壤中的低温资源进行供冷。
地道风系统则通过地下风道将室外新鲜空气引入室内，实现空气的循环与通风。
供冷控制系统则根据室内温度和湿度调节地板辐射和地道风的供冷量。
接下来，我们进行了一系列供冷特性的试验。
首先，我们对地板辐射系统进行了温度分布的测试。
结果显示，地板辐射系统能够实现较为均匀的温度分布，有效地提高了室内空间的舒适度。
同时，我们还对地道风系统的通风效果进行了测试。
实验结果表明，地道风系统能够有效地引入新鲜空气，改善室内空气质量。
此外，我们还对地板辐射与地道风协同供冷的节能效果进行了评估。
实验结果显示，与传统的空调系统相比，基于虚拟自然冷源的地板辐射与地道风协同供冷系统能够显著降低能耗，实现高效节能。
综上所述，本文对基于虚拟自然冷源的地板辐射与地道风协同供冷特性进行了试验研究。
通过建立实验模型和进行一系列试验，我们验证了该供冷方式的优势。
该供冷方式不仅能够提高室内空间的舒适度，还能够实现高效节能。
因此，基于虚拟自然冷源的地板辐射与地道风协同供冷系统具有广阔的应用前景，并有望成为未来建筑节能领域的重要发展方向。
辐射制冷系统防结露措施研究
多种防结露措施已经被研究
并应用于实践中，如提高系 统温度、降低环境湿度、表
2
面涂层处理、优化系统设计
和智能控制策略等
这些措施可以单独或结合使 用，以适应不同的应用场景
3
和需求
然而，目前对于辐射制冷系
4
统防结露措施的研究还存在
一些挑战和问题
例如，如何提高防结露涂层
5
的稳定性和耐久性、如何实 现智能控制策略的可靠性和
5. 智能控制策略
采用智能控制策略可 以防止结露。例如， 通过传感器监测系统 的温度和湿度，当湿 度过高时自动启动除 湿设备；通过调节系 统的运行参数，如冷 却剂流量和温度，来 控制系统的温度和湿 度
防结露措施
第4部分 结论与展望
结论与展望
防止辐射制冷系统结露对于
提高其性能和寿命具有重要
1
意义
3. 表面涂层处 理
在辐射制冷系统的表 面涂覆一层防结露涂 层，可以降低水蒸气 在表面的凝结速率， 从而减少结露的发生 。这种涂层通常由疏 水材料组成，可以降 低水蒸气与表面的接 触角，使水滴更容易 滑落
防结露措施
防结露措施
4. 优化系统设 计
优化辐射制冷系统的 设计也可以防止结露 。例如，优化系统的 热管布局和冷却剂流 动路径，提高系统的 冷却效率；优化系统 的表面结构，减少水 滴在表面的附着面积
实时性等
未来的研究需要进一步探索
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和创新，以解决这些问题并
推动辐射制冷技术的进一步
发展
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1. 提高系统温度
提高辐射制冷系统的 温度可以防止结露。 一种方法是增加系统 的冷却能力，使系统 的温度始终高于环境 湿度对应的露点温度 。另一种方法是采用 热管技术等手段对系 统进行加热，提高系 统的温度
地板辐射供冷除湿问题探索
2 除湿机组容量的确定 除湿机需要负担的负荷包括消除启动湿负荷和人体散
湿负荷所需的冷量 ,以及新风冷负荷和地板供冷冷量不足 的部分等 。除湿机组可采用风机盘管或其他空调机组 ,笔 者利用 Excel 软件编制了不同室内设计温度下根据除湿量 和机组处理焓差确定除湿机组容量的选用表 。表 3 为不同 机组处理焓差下除湿机组容量的选择表 。从表 3 中可见 , 机组处理焓差越大 ,送风量就越小 ,所需制冷容量也就越 小 。从控制一次投资的角度出发 ,在送风温差满足规范要 求的前提下 ,可以尽量选用处理焓差大的除湿机组 。
对于初始状态的室内空气露点 ,可根据各城市气象资 料推算的最热月平均露点 (见表 1) 决定 。 1. 3 启动过程时间
单位时间启动湿负荷的确定 ,应考虑地板表面降温速
☆ 黄奕 ,男 ,1968 年 6 月生 ,大学 ,学士 ,在读在职硕士研究 生 ,讲师 310012 浙江省杭州市古荡嘉绿苑南 5 幢 1 602 (0571) 88483516
表 2 不同地板表面温度下控制室内 相对湿度和启动湿负荷
地板表面温度 tb/ ℃
18
19
20
21
22
控制露点 tl/ ℃
17
18
19
20ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
21
室内设计温度/ ℃
28
28
28
28
28
室内相对湿度/ %
51
55
58
62
65
室外露点/ ℃
24. 8 24. 8 24. 8 24. 8 24. 8
启动时间/ h
本文将地板辐射供冷系统启动至地板表面温度达到设 计温度的过程中 ,为消除室内空气含湿量超过设计状态空 气含湿量的那部分湿负荷称为启动湿负荷 。显然 ,地板辐 射供冷启动阶段的总湿负荷包括启动湿负荷和人体散湿等
冷暖两用辐射地面结露分析
当地板盘管管径为20mm，管间距为200mm，填充层厚度为50mm时，不同室内露点温度和冷热负荷比条件下，地板内部结露曲线如图3所示。
图3不同室内露点温度和冷热负荷比
地板内部结露曲线
根据图3，随着室内露点温度的升高（室内散湿量和室外相对湿度提高），要保证地板内部不结露，房间的冷热负荷比就应越小。也就是，当室内人员密度大、室外相对湿度时，冷暖地板可承担的冷负荷就会降低。当房间的冷热负荷比为1.5时，在以上地板结构条件，要保证地板内部不结露，房间的露点温度就要求在16℃以上。
将式5、6代入式4，可获得盘管内平均水温与单位面积地板供冷量、室内空调温度、盘管管径、间距、填充层厚度等因素的定量关系。因盘管壁热阻相对于填充层可忽略，可近似认为盘管内水温等于盘管外壁温度。在其他参数不同组合条件下，利用式4计算出盘管平均运行水温 ，并与 比较；若前者小于后者，则地板内部结露，否则不结露。
15mm石灰水泥沙浆
0.93
120mm预制钢筋混凝土楼
0.044
30mm聚苯乙烯泡沫
0.044
不同厚度碎石混凝土填充层
0.93
20mm水泥沙浆找平层
0.93
面结露计算
当房间换气次数为1，人员密度为0.067人/m2，不同室外相对湿度和冷热负荷比房间内地板表面结露曲线如图1所示。图中曲线以上区域不结露（下同）。
四、实例分析
以一间卧室为例，根据文献[4]中关于地板辐射采暖室内温度的确定方法，现确定夏季室内温度为27℃，采暖面积热指标为40W/m2，在表3-1所示的地板材料热物理性能情况下，计算不同冷负荷、不同地板结构时，地板表面及内部不结露的条件。
表3-1地板材料热物理参数
地板结构层材料
地源水为冷源的地板辐射供冷方式设计问题的探讨
水温度tg=20℃,回水温度tg=15℃,2．4地板辐射供冷优缺点：2．4．1优点：充分利用地源水温供冷，减少制冷机容量，夏季直接采用地源能量，既环抱，又节能。
2．4．2缺点：地板表面温度低与空气露点温度时。
地板表面结露。
由于受露点温度影响，地板表面温度受限制，也限制了地板供冷的供冷能力。
如果室外新风不能很好地除湿而送入室内，会增加室内相对湿度和含湿量，提高了室内露点温度。
为达到室内不结露，送入室内的空气必须做除湿除理，并要求所送空气能够吸收室内多于是量，已达到室内地板不结露。
由于地板供冷时，辐射热量占50%,对流热量占50%,在夏季会造成靠近地板的室内下部区域过冷，温度梯度过大。
如果供冷能力不足，会造成工作区域有热感。
由于室内温度的波动，非24h连续运行，室内温度波动，室内在相同相对湿度下的露点温度就波动，在供冷初期，由于室内温度较高，露点温度也较高，则地板供冷表面温度不能太低，否则会结露。
因此地板供冷的供水温度在开始供冷时温度是逐渐降低的，并与室内温度同步降低，避免室内地面结露。
2．5地板供冷表面温度计算：地板供冷室内平均风速：V=0.2m/s,由于平均辐射温度和室内温度相差不大，作用温度：to=1/2(ta+tr)t r平均辐射温度t a室内空气温度，此式表明室内空气温度与平均辐射温度对于室内热舒适度的影响是同等重要的空调室内参数房间名称冬季夏季温度相对湿度温度相对湿度办公18--20℃<40%25--27℃40—60%大厅16—18℃<40%26--28℃40—60%为保证夏季不结露辐射供冷地板温度要高于空气露点1—1.5℃,冬季地板辐射供热公式：qr=0.15{[(tp+460)/100]4+[(ts+460)/100][(tp+460)/100]4}夏季地板辐射供冷公式：qr=0.15{[(tp+460)/100]4+[(ts+460)/100][(tp+460)/100]4}tp冷热辐射表面温度ts冷热辐射表面之外的其余维护结构表面的面积加权平均温度应该指出，由于维护结构内表面温度不均匀，内表面不规则，辐射能力不均匀。
地板辐射供暖问题的分析
地板辐射供暖问题的分析0.简介地板辐射采暖技术是目前国际上较为先进的供暖技术，符合现代人的生活要求，发达国家已普遍使用，目前在我国随着塑料高科技工业的飞速发展，及我国新规范的出台，使低温热水地板辐射采暖技术在我国北方地区广泛推广使用。
近些年来,随着人们对环境舒适度要求的提高和对能源节约的要求,人们对地板辐射供暖的意义有了更深刻的认识,尤其是近几年适用于低温热水地板辐射供暖的管材愈来愈多且质量的进一步提高,使地板采暖在我国有了更多的应用并逐步得到推广。
但是,由于低温热水地板辐射采暖是近些年不断应用于工程的供热方式,尚存在一些问题有待进一步解决。
1.低温热水地板辐射采暖的优势1.1节约能源,减少环境污染首先,低温热水地板辐射采暖主要依靠辐射换热,其辐射换热量占总换热量的50%-60%,因而其室内作用温度比采用散热器要高1—2℃。
也就是说,在相同的舒适度条件下,低温热水地板辐射采暖的室内设计温度要比散热器采暖的室内设计温度底1—2℃。
在通常情况下，住宅室内采暖温度每降低1℃，可以节约燃料10%。
标准明确指出,低温热水地板辐射供暖热负荷计算宜将室内计算温度降低2℃,或取常规对流供热方式计算热负荷的90-95%。
其次,低温热水地板辐射供暖供水温度较低(一般不超过60℃),因此热水加热时消耗的能量以及管网传送热水时的损耗较少。
1.2室内热舒适性好,卫生保健低温热水地板辐射采暖提高了室内平均辐射温度,减少了对人体的冷辐射，使人体辐射散热量大量减少,从而提高了人体舒适感。
从室温沿高度的分布来看,室内地表温度均匀,室温自下而上递减,给人以脚暖头凉的良好感觉,符合了“温足凉顶”的中医健身理论,能改善人体血液循环,促进人体新陈代谢。
由于混凝土热容量大,采用间歇供暖时温差波动小（约为2℃左右）,短时间开窗通风对室温影响也不明显,并且室温比散热器要低,室内空气就不那么干燥。
1.3初投资不高,维护费用低随着化学建材的科研水平和生产水平的迅速发展,国内多数厂家可以大批量生产合格的PB、PEX、PPR、XPAP等适用于地板采暖系统的管材,并有配套的阀门、接头、卡钉等零部件,以及地暖系统使用的铝箔纸、分集水器、保温板等也有大批量的生产,这些使得地板采暖系统的初投资已经低于中档散热器系统。
冷暖两用辐射地面结露分析
三、地板内部结露分析
地板内部温度最低部位应为盘管外壁面。因此，若此处不结露，可认为地板内部其他部位也不会产生结露现象。
由于辐射地板下部一般都铺设发泡聚苯乙烯板做为绝热层，而该材料也具有良好的隔汽性能，因此，可视为地板填充层只存在向上与室内空气的传湿。而若要求地板内部不结露，则意味不存在地板表面向内部的水蒸气迁移，即地板内部只有相对湿度差，而无含湿量差。因此，地板内盘管的外壁面处的含湿量可视为与地板表面处相等，其对应的露点温度也相等。
可见，若盘管外壁面温度小于前述的室内空气露点温度 ，即可保证盘管外壁面处不结露。
而盘管外壁面温度受单位面积地板供冷量、室内空调温度、地板传热当量热阻等影响，根据文献[3]，单位面积地板供冷量为：
（4）
式中， 、 分别为盘管内平均水温和辐射地板传热当量热阻，℃、 。
根据文献[3]，辐射地板传热热阻 为：
（2）
其中， 、 分Βιβλιοθήκη 为房间体积和换气次数， 、 。对于既定的空调房间，当室内人员数和室外计算参数确定后，房间相对湿度可由式1-1计算得出。
取空调房间室内温度为室内空调计算温度，根据前述得出的室内相对湿度，查 图可得出对应的露点温度 。
（二）地板表面温度
供冷地板的表面温度由单位地板面积供冷量决定。对于既定房间，其冷负荷一定，则地板表面温度 为：
关键词：冷暖辐射地面、露点温度、地板结构、结露
地板辐射制冷的原理、存在的问题及与其他空调形式的对比
地板辐射制冷的原理、存在的问题及与其他空调形式的对比地板辐射制冷是辐射供暖一种延伸，近年被人断提出，其基本原理：地板制冷是把冷水送入地板下的盘管，通过塑造较低的地板表面，利用物体间的辐射热交换达到制冷空间的目的。
其根本原理是：平衡人体散热，人体的冷暖主要取决于人体新陈代谢产生的热量能否顺利的散失，通过人体和冷表面的辐射换热可以增加散热速度，从而决定了人的冷暖感觉，达到地板制冷的基本目的。
但存在一些问题需要克服：1、夏季如果用地板辐射管道作为制冷交换器比较麻烦，自然对流无法进行，顶棚辐射一般在22度，但地板辐射为保证效果，必须将温度设置较低，同时必须降低室内湿度，保证在露点温度内，这工程效果很难完美，存在设计缺陷了！2、地板辐射制冷和地板辐射采暖从人体的感觉上来说辐射制冷就很不合理，而辐射采暖就相对合理！人体的反应：冷的时候是从脚开始冷的，这时候用地板辐射采暖就很好，而热的时候，一般是从胸部或是背部上身这一块先热的，如果采用辐射制冷的话，冷空气一般都是停留在人的下半身，这与人体的舒适感有悖。
3、控制在露点温度比较难，但可以将地下水经过地暖后，将回水和进水混水，达到设定的露点温度以上，但是实际操作有很大困难，床下和柜子下，易结露，会腐烂，散冷面减少，室内温度降的很少，另外必须有除湿或通风配合才行，所以地板辐射采暖系统在夏季制冷，基本都是失败的工程。
把地板制冷应用与空调环境调节的实际工程特别注意的几点：1、低温地板表面或者周围表面的温度控制，辐射换热的温度测定应该是基于物体之间的黑球温度，物体的黑球温度和物体本身以及物体组成物质的性质（发射率和吸收绿有很大关系，以及物体的表面粗糙、形状等）；2、控制人体周围的气流场--风速，风速是影响人体感觉的另外一个重要因素；3、空气的性质，主要是指湿度方面，空气的相对湿度影响着人体的散热以及露点问题。
建议可以采用天花辐辐射制冷形式，下附示意图：单纯依靠盘管的辐射或是对流来实现温度的调节，而是配合建筑上的高节能材料及措施来共同实现一年四季的恒温恒湿效果，是一种高舒适度的住宅环境的营造。