摘 要

近年来，基于辐射供冷与独立新风的新型空调系统得到了人们的重视。因其不仅能够节省能源，同时还能达到较高的人体舒适性的优点，吸引着越来越多暖通专业的研究人员对其进行了深入研究。本文针对其应用展开研究。

首先，本文对辐射供冷技术的发展历史进行了描述，同时介绍了国内外研究现状。其中特别是对常见的几种辐射冷板进行了细致的阐述。其次，本文对于吊顶冷辐射板辐射供冷传热这一过程建立了数学模型，并根据数学模型，分析了吊顶冷辐射板的各结构参数对其冷却性能的影响，从而有望针对性地提高辐射顶板的设计。然后，本文以一具体实例对独立新风与吊顶冷辐射板相结合的空调系统进行了设计计算，确定了独立新风与吊顶冷辐射板各自承担的负荷，明确了基于辐射供冷与独立新风的新型空调系统确实能够有效提高供冷能力。最后，阐述了适用于辐射冷却吊顶的几种供水系统并加以分析比较，提出了空调系统的最优控制策略。

关键词：辐射供冷；独立新风；辐射板；结构参数

Abstract

In recent years, the new air-conditioning system based on radiant cooling and independent fresh air has been paid more attention. Because it can not only save energy, but also can achieve the advantages of higher human comfort, attracting more and more HVAC professional researchers conducted in-depth research. This paper studies its application.

Firstly, this paper describes the development history of radiant cooling technology, and introduces the research status at home and abroad. In particular, several common radiation cold plates are described in detail. Secondly, this paper establishes a mathematical model for the process of radiant cooling and heat transfer of the ceiling cooling radiant panel, and analyzes the influence of the structural parameters of the ceiling cooling radiant panel on its cooling performance according to the mathematical model, so as to improve the design of the ceiling cooling radiant panel. Then, with a concrete example, this paper designs and calculates the air-conditioning system that combines independent fresh air and ceiling cooling radiant panel, determines the respective load of independent fresh air and ceiling cooling radiant panel, and makes clear that the new air-conditioning system based on radiant cooling and independent fresh air can effectively improve the cooling capacity. Finally, several water supply systems suitable for radiant cooling ceiling are described and compared. The optimal control strategy of the air conditioning system is proposed.

Key Words：Radiant cooling；DOAS（Dedicated Outdoor Air System）；RCP（Radiant Cooling Panel）；Structural parameter

目 录

第1章 绪论 1

1.1 课题研究背景 1

1.2 文章内容 1

第2章 辐射供冷的历史 3

2.1辐射供冷的历史 3

2.1.1 辐射供冷技术起源和发展 3

2.1.2 辐射冷板国内外研究现状 4

2.2 辐射板的类型 5

2.3 新型辐射冷却顶板 8

2.3.1 荷叶效应 9

2.3.2 “荷叶效应”的应用 9

第3章 辐射冷却吊顶的冷量计算 11

3.1 辐射冷却吊顶的冷量计算 11

3.2 辐射冷板各参数对供冷能力的影响 16

3.3 吊顶冷辐射板经济性应用分析 23

第4章 独立新风与吊顶冷辐射板相结合的空调系统设计计算 24

第5章 辐射冷却吊顶的供水系统形式及控制 28

5.1 辐射冷却吊顶的水系统形式 28

5.2 辐射冷却吊顶水系统的控制 30

5.2.1 控制对象 30

5.2.2 控制方法 30

5.2.3“CRCP DOAS”系统控制步骤 32

第6章 结论 34

参考文献 35

致 谢 37

第1章 绪论

1.1 课题研究背景

随着当前社会的不断发展和如今人民生活水平的不断提高，人民对建筑生活的舒适性也有了更高的要求。空调已经成为我们日常生活中不可分割的一部分。随着空调建筑的不断普及，对空调进行节能能够帮助降低能源消耗和减少环境污染，符合当前建设美好家园的要求。而人民对环境的舒适性要求越高，就会导致更大的能源消耗。所以，能够同时达到舒适性要求和经济节能要求的暖通空调设计已经成为当今暖通空调专业的主要研究方向。

自20世纪80年代起，辐射供冷技术开始在欧洲得以应用。然而，根据舒适和健康的要求，必须提供新鲜空气、引入新鲜空气，以此确保房间内的空气品质。同时，当处于高温高湿气候区时应用辐射供冷技术，辐射面结露可能性很大。因此，有人建议：将辐射供冷系统与独立新风系统结合（dedicated outdoor air system，DOAS）以消除潜在的热负荷，从而通风、除湿并防止辐射表面的冷凝。

跟传统的供冷系统相比：辐射供冷结合独立新风系统的辐射管中冷水温度较高，这就为地下水，地源热泵，蒸发冷却等可再生或低品位能源技术的利用，提供了有利的条件；减少了送风供冷热湿联合处理所造成的能源浪费；能够实现室内温湿度的独立控制和调节。

尽管辐射换热加独立新风系统具有诸多优点，但其实际推广却并不像想象中的样子。

因为存在：1）系统的负荷计算不易；2）辐射金属吊顶的表面易出现结露现象；3）辐射末端的供冷能力难以确定；4）系统的初投资较高等限制因素。

随着研究的深入，为应对以上问题，美国暖通界又提出了独立新风与辐射吊顶相结合的空调系统（CRCP DOAS），并计划在该空调系统中加入全热回收技术，使得该空调系统成为了美国最有发展潜力的空调形式。

而当前我国关于独立新风与辐射吊顶相结合的空调系统技术并不成熟，需要向技术发达的欧洲国家借鉴。所以在此之前的研究十分必要。

1.2 文章内容

本文以国内自制的新型金属辐射板作为研究对象，对基于辐射供冷与独立新风的新型空调系统进行研究，总体内容如下：

1. 辐射供冷的历史和辐射板的类型。本文对辐射供冷技术的发展历史进行了描述，同时介绍了国内外研究现状。其中特别是对常见的几种辐射冷板进行了细致的阐述。其中特别介绍了我国新型辐射冷却吊顶。跟传统采用传统辐射板水管与板面采用导热胶粘连的方法不同，这种整体型的新型辐射板选择直接由两块铝板通过冲轧工艺做成。它的优势是，不仅简化了生产过程，而且提高了整体传热系数。其独特之处在于对辐射板表面进行疏水膜处理，从根本上消除了冷凝水产生的可能性。

2.辐射冷却吊顶的冷量计算和辐射板冷量模拟。这一章通过建立吊顶冷辐射板辐射供冷传热过程的数学模型，从而对吊顶冷辐射板的各参数对其冷却性能的影响进行分析。

3.独立新风与吊顶冷辐射板相结合的空调系统设计计算。这一章主要分析独立新风与吊顶冷辐射板相结合的空调系统的设计计算过程，从而确定独立新风与吊顶冷辐射板各自承担的负荷。

4.辐射冷却吊顶系统水系统形式及控制。由于辐射供冷系统的应用在技术上的核心主要是供水系统的设计和控制，所以这一章主要对适用于辐射冷却吊顶的几种水系统进行了归纳和分析，提出合理适用的空调系统控制策略。合理的供水系统设计不仅要考虑到一次投资的问题，还得把控住空调系统的运行费用。只有在两者之间找到最佳平衡才是最优设计。另一方面，供水系统的核心问题是在辐射板表面出现的结露现象。要解决这一问题，必须从辐射板的供水系统和辐射吊顶的供、回水阀门的控制入手。

第2章 辐射供冷的历史