淺談毛細管在輻射空調系統中的應用

【摘要】本文介紹了以毛細管為末端的低溫輻射空調系統的特點， 對其布置形式、冷卻性能特點、系統組成和設計等方面進行了介紹和分析。

【關鍵詞】毛細管;輻射供冷;地源熱泵

毛細管不僅在節流裝置中有很好的應用效果，而且在新的輻射供冷技術方面也有很好的發揮，本論文主要分析毛細管輻射供冷空調系統方面的應用。

毛細管輻射空調系統一種新型空調末端系統形式，它是一種隱形空調，一般安裝在地面、墻體或天花板內，通過把圍護結構的一個或多個表面控制在一定溫度，形成冷熱輻射面，依靠輻射面與人體、家具及其余圍護結構表面的輻射熱交換進行供暖制冷。毛細管輻射空調系統是以毛細管席為主要傳熱裝置，以水為熱媒，與冷熱源、水循環系統、新風調濕系統和自控系統構成以冷、熱輻射為主要特征的供冷、供暖空調系統。

系統工作原理如圖1[2]所示。毛細管末端示意圖如圖2[1]所示。

毛細管是輻射供冷供熱管的一種，利用充滿水的毛細管進行換熱，類似于自然界中植物的葉脈和人體皮膚下的血管，由外徑為3.5～5.0mm（壁厚0.9mm左右）的毛細管和外徑20mm（壁厚2mm）的供回水主管構成毛細管席[3]。毛細管席寬度范圍600～1200mm，長度范圍1～12m，具體尺寸可根據安裝需要定制，且安裝方式靈活，管路和席子之間通過熱熔或快速接頭連接。

毛細管輻射供冷空調系統在節能、環保、熱舒適性及使用壽命等方面具有顯著的優勢。毛細管輻射空調彌補了傳統空調中以對流散熱為主的不利因素，主要通過輻射方式供冷供熱，熱輻射交換面積大，室內溫度變化速度快、分布均勻，無溫度死角，室內無吹風感，無風機噪音，新風系統能有效改善室內空氣質量，降低室內CO2濃度，并提供人體所必需的新風量，種種措施使毛細管輻射空調能實現最佳的舒適度。同時毛細管席有極大的散熱表面積，熱交換效率很高。采暖時只需要系統內的水溫達到28～32℃，制冷時只需要系統內水溫達到16～18℃，作用溫度可降低1～2℃，毛細管席表面與室內空氣溫差小可以有效節能[4]。通常認為輻射供冷系統比常規空調系統節能28%～40%，毛細管系統可以和常規制冷機及鍋爐組合使用，也可以與地源熱泵系統直接配套，與后者組合可達到最佳的節能效果，約70%左右。

但并不是說毛細管輻射空調系統沒有任何的缺點。結露這是在使用毛細管輻射系統時首先要考慮的問題。當冷輻射表面的溫度低于室內空氣露點溫度的時候，就會產生結露現象。一般通過配置新風系統除濕來解決這個問題，新風系統是毛細管輻射空調系統的必須組成部分，利用新風控制室內露點始終低于冷輻射表面的溫度。

毛細管輻射空調系統在設計時首先要考慮其冷熱源和新風系統。毛細管輻射末端可與各種高效冷熱源配套使用，其中與地源熱泵結合節能效果最好。冷熱水源由主站房提供至毛細管平面末端，由毛細管末端向室內輻射冷熱量，實現夏季供冷、冬季供熱的目的。夏季供回水溫度范圍在15～20℃之間，溫差以2～3℃為宜;冬季供回水溫度的范圍在28～35℃之間，溫差以4～5℃為宜[3]。毛細管輻射空調系統可結合輔助通風系統運行，也可單獨運行，但不帶輔助通風的系統運行時會導致系統性能下降或者運行受限，所以，最常用的設計是輻射末端和通風系統相結合。通風有窗戶通風和獨立新風輸送兩種方式，現在一般采用獨立新風系統，除了滿足人體所必需的新風量外，還可以除濕，避免輻射板表面溫度低于房間空氣露點溫度而產生的結露現象。同時毛細管輻射空調系統是建立在穩定的建筑熱環境與系統相對長期、穩定運行的基礎上，毛細管的單位面積制冷量受表面溫度限制，即空調效果與建筑結構保溫、遮陽性能需要密切相關。

到目前為止，我國已經有不少工程嘗試應用了毛細管輻射空調技術，經過工程實踐證明效果良好。隨著毛細管網的國產化及大規模生產大大降低了生產和使用成本，為這項新技術的大面積推廣應用提供可能。目前，毛細管網產品通過了住房和城鄉建設部科技發展促進中心的科技成果評估，得到建設部科技發展促進中心、住宅產業化中心的大力推廣，得到了北京市科委的創新基金支持，并已經在“國奧村”這種國家重點工程中應用，已經完成和正在進行大量示范工程[3]。可以預見毛細管輻射空調系統將以其舒適、節能、安裝方便、節約空間、環保等諸多優點成為未來高舒適性空調的主要發展方向。

參考文獻：

[1]王志毅.毛細管網平面輻射式空調系統特點及市場前景[J].供熱制冷，2008（7）：21.

[2]馬玉奇，劉學來等.海御國際公寓輻射頂板系統設計[J].制冷與空調，2008，22（3）：98-100.

[3]普來福.毛細管網改變人類未來生活[J].住宅產業，2008（12）：72-74.

[4]任杰，蘭海，周井明.毛細管網平面輻射空調系統應用與推廣[J].供熱制冷，2008（6）：27-29.

作者簡介：

文婕，性別：女，出生年月：1988.08，最高學歷：大學本科，畢業于河北工程大學，職稱：工程師，現就職于山東省城建設計院，暖通空調設計。