毛细管网辐射供热供冷系统特性分析与工程应用探讨

发表时间:2020/6/10   来源:《基层建设》2020年第5期   作者:柴国钰
[导读] 摘要:随着人们生活水平的提高,对生活居住环境也提出了很高的要求。
        天津天华北方建筑设计有限公司  天津市  300000
        摘要:随着人们生活水平的提高,对生活居住环境也提出了很高的要求。从供热制冷需求来看,一方面需要满足人们正常生活所需,另一方面又要兼顾节能环保的性能,为此对技术要求很高,需要不断研究新的技术手段和新的设备。传统地板辐射供暖可以提供良好舒适的居住环境,但是传统辐射供冷方式目前还存在一些争议,因此本文提出了毛细管网辐射供热供冷系统方案,对该系统的设计和应用进行研讨分析,并做出客观的技术评价。
        关键词:毛细管网;辐射供热供冷系统;特性分析;工程应用
        1毛细管网辐射供热供冷系统简介
        1.1工作原理
        毛细管网辐射供热供冷系统是众多供热供冷系统中的一种新的形式,是利用结构体表毛细管内流动的液体来传递热量,从而使机体自身温度得到调节,实现和周边环境温度的平衡。该系统的工作原理是,模拟植物叶脉与人体毛细血管,构建毛细管网,其表面和室内温差较小,能实现和人体以及周边环境有效热交换,具有换热效率高、有效调节室内温度的作用。
        1.2毛细管网构成
        毛细管网由两根供回水联管和若干个毛细管构成,各个毛细管连接形成不同面积的网栅,网栅的长宽应根据房间的长宽合理设置。毛细管网的原材料使用的PP- R或PE-RT管材,主管和毛细管间采用热熔连接,利用网栅耐高温、耐高压、耐腐蚀和换热均匀的特点,使毛细管网辐射供热供冷系统稳定运行,而且毛细管网的结构布置合理、性能良好、安装方便、运行高效节能、舒适环保,满足人们对供热供冷的需要,也实现了节能环保的目标。
        1.3毛细管网安装形式
        毛细管网供热供冷系统安装形式一般是安装在吊顶、地面或墙壁上,有隐蔽式安装和半隐蔽式安装两种,隐蔽式安装是将管网安装在围护结构内,外面则使用饰面封闭或和结构结合。隐蔽式安装是直接将管网设置在维护结构外,且不喝维护结构结合,只在外面用格栅修饰。当然,具体按章形式还要和建筑工程整体结构、建筑设备联系起来,不同的供热供冷方式有其自身的适用范围和条件,在其连接时对于安装加固的要求、安装的厚度等也有不同的要求。
        2毛细管网辐射供热供冷系统综合分析
        2.1热交换状况分析
        毛细管网内部流动边界层较大,所以毛细管网换热面积大,换热效率高,换热效果较好,可充分利用低品位能量来实现良好的换热效果,并可通过和其结合的建筑结构本身储存的能量对表面温度进行合理调整,起到提高局部对流换热效果的作用。
        2.2辐射供热供冷舒适度分析
        毛细管网辐射供热供冷和其他任何一种辐射供热供冷系统一样,都必须满足人体舒适度的要求,所以管网内可流动温度较低的热水使散热表面温度变得均匀,使室内辐射热量更加舒适好。在辐射供冷时人体的舒适度还会受到环境、衣服和所在的位置、个人的主观感受影响,所以还需要通过大量的模拟仿真试验来证明该辐射方式效果要比传统辐射方式更好。通过大量实验证明,辐射供冷和管敷设供热一样都可以营造良好舒适的温度环境,但受到位置、人体主观感受影响,一般来说在空气流动较好且房间高度不高的场所辐射供热效果较好。
        2.3毛细管网辐射供热供冷系统和传统模式比较
        和传统辐射供热供冷方式相比,毛细管网辐射供热供冷系统部对于环境的要求不高,能营造良好舒适的居住环境,此外由于该系统设备的占地不大且灵活,没有太大噪音产生,也不存在细菌滋生源,为此能提供舒适的环境,且具有传热效率好、有效净化空间、利用低品位能源的优势,比如利用水为冷热媒介进行热量传递可降低输送能量损耗,还能利用分集水器进行水量的合理配置,制作隐形散热器镶嵌在地板或空调设备内,不仅节省了空间、取得了良好的节能环保效果,而且还不会对建筑外观产生影响。
        但是,毛细管网供热供冷系统也会因为辐射体表面温度低于室内露点温度而产生不利影响,为此必须保证该系统在干燥环境下运行,尤其在冬天要注意对外表面的清理和防护,避免出现结露现象而影响供热系统的热量传输。对于大型建筑,对供热供冷的负荷要求较大,若在高湿环境下工作就无法起到理想的效果,必须和新风系统结合起来对室内除湿,降低室内湿负荷,弥补毛细管网辐射供冷系统处理热湿负荷能力不足的问题。


        3毛细管网辐射供热供冷系统的应用和发展
        3.1辐射供热供冷系统的技术依据
        毛细管网辐射供热供冷系统的技术依据包括设计依据、验收依据和工艺要求依据。在该系统施工前,必须对技术资料进行查询,了解该系统的工作原理、技术结构、安装要求等。但是由于毛细管网辐射供热供冷系统是近几年才出现的新的辐射供热供冷形式,又所以还没有权威的设计依据、施工和质量验收依据。现在部分厂家和房地产开发商对该系统技术规则进行单方面宣传,无法取得人们的信任,而工程设计人员在设计时若无参考依据也容易出现设计失误而影响后期施工。所以,必须加快毛细管网辐射供热供冷系统和产品标准、应用技术规则的制定和完善,随着工作的进展,对于促进毛细管网辐射供热供冷技术的发展具有重要作用。
        3.2毛细管网辐射供热供冷系统的设计
        1)压力设计
        为保证系统正常运行,毛细管网需要结合具体工作环境和温度要求科学计算压力值,且为保证在不同压力下毛细管网的正常运行,还需要选择相对应等级的毛细管,避免毛细管规格不适应压力所需而出现破裂。
        2)散热量设计
        根据不同室温条件进行散热量的设计,但一般和供回水平均温度以及室内温度差有关,另外也受到建筑覆盖物的影响,所以整体系统的散热量设计需要综合考虑这些因素。
        3)供回水温度设计
        供回水温度需进行科学计算后得出,避免较大温差影响系统运行,在室内的不同位置应根据位置要求科学确定供回水的温度,比如房屋顶或墙面供回水温度控制在35℃以下,温差控制在5℃。
        4)连接设计
        毛细管的连接应根据具体建筑环境进行设计,可采用串联或并联的方式,其中串联方式下毛细管中的水流先生从一组流出然后进入下一组毛细管,可增加供回水流经毛细管支管长度来增加水流的阻力,满足温度控制的需要。
        5)对循环水质要求
        毛细管网中的毛细管内径较小,所以对水质要求较高,为避免毛细管堵塞,应进行系统隔离设置,即将毛细管网辐射供热供冷系统内的管路和其他系统隔离开来,同时对管路系统自身进行控制,选择符合技术标准的耐腐蚀性材料。此外在供水干管上设置过滤器,这也是避免水质受影响而造成管道堵塞、影响系统稳定运行的有效手段。
        3.2毛细管网辐射供热供冷产品发展现状
        从毛细管网辐射供热供冷技术发展情况来看,已经实现了大规模的生产,同时通过了国家空调和净化设备标准委员会组织专家的审核,以及原建设部组织的科技成果评估,为该系统产品的批量生产、生产成本和使用成本的降低以及系统应用奠定了良好基础。或
        3.3毛细管网辐射供热供冷系统的应用和发展
        这些年来,有不少建筑开始使用毛细管网辐射供热供冷系统代替传统底地板辐射供热,不少示范工程也取得了理想的应用成效,也有不少房地产公司将毛细管网系统和绿色节能建筑设计结合起来,逐渐打开了毛细管网辐射供热供冷技术应用的市场。在未来,随着对毛细管网辐射供热供冷技术的研究和系统设计与应用的推广,将有效降低建筑工程整体成本,为人们提供舒适理想的居住环境。
        4结语
        综上所述,随着人们对生活居住环境要求的提高,对供热供冷也提出了更高的要求。为在满足日常供热供冷所需的基础上又能起到节能环保、节约成本干净卫生、舒适高效的作用,采用毛细管网辐射供热供冷系统,利用其安装方便、运行高效稳定和节能环保、舒适安全的优势,可在大部分建筑供热供冷系统设计中推广应用。
        参考文献
        [1]汤达.谈毛细管网低温辐射供暖供冷系统[J].工程技术,2016(08):42-42.
        [2]李妍,许彬,贾军华.毛细管网抹灰安装供冷能力分析[J].暖通空调,2017(01):97-102.
        [3]郑丽丽.不同铺设材料和铺设方式对毛细管网辐射系统热舒适性的影响研究[D].2017.
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