建筑热能通风空调杂志社_建筑热能通风空调杂志社审稿

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       作为建筑热能通风空调杂志社话题的专家，我对这个问题集合感到非常兴奋。我会按顺序逐一回答每个问题，并尽量提供全面而准确的信息，以便为大家带来更多的启发和思考。

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2.邓启红的介绍

3.地下水源热泵空调系统的变频控制？

4.北京某干休所大温差高温水源热泵供暖项目

5.制冷方面杂志 大家给介绍几种

6.邓启红的学术兼职

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       暖通专业的核心期刊有——《暖通空调》《太阳能学报》《建筑科学》《流体机械》《制冷学报》《土木建筑与环境工程》等等；

       其他一般的期刊就比较多了像《制冷与空调》（北京的，四川的）《建筑热能通风空调》《建筑节能》《节能技术》《供热与制冷》《山西建筑》等等；

       还有一类就是一些名校的学报（不在列举），也是值得参考的！！

邓启红的介绍

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地下水源热泵空调系统的变频控制？

       邓启红，男，中南大学“升华学者”特聘教授、博士生导师。全国优秀博士学位论文获得者（2005年）、2005年入选教育部新世纪优秀人才支持计划。中国能源学会常务理事、中国环境科学学会室内环境与健康分会理事、中国制冷学会学术工作委员会委员中国能源研究会热力学及工程应用专业委员会委员。现任中国能源学会常务理事、中国环境学会室内环境与健康分会理事、中国制冷学会学术工作委员会委员、中国能源研究会热力学及工程应用专业委员会委员、《建筑热能通风空调》期刊编委、国际期刊《Journal of the IEST》编委。

北京某干休所大温差高温水源热泵供暖项目

       本文针对湖南某宾馆采用的地下水源热泵中央空调系统的运行现状，根据其自身特点提出对该系统空调水泵进行变频控制节能改造的建议和方案，并采用当量峰值小时数法从节能性和静态回收期两方面详细论证了该改造方案的可行性。结果证明，该改造方案在保证不低于热泵机组对水量的最低要求的同时，根据负荷的变化自动调节水泵的流量，节能效果显著，静态回收期短，是切实可行的。

       关键字：地下水源热泵 变频控制 节约能源1 引言

       集中式中央空调系统在为人们营造舒适环境的同时也带来了能耗问题，如何既满足空调舒适度，又最大限度的节约能源，已日益为人们所关注。目前空调系统设计和水泵等设备选型均是按最不利工况进行的，且留有一定的裕量。由于季节、昼夜和用户负荷的变化，实际空调热负载在绝大部分时间内远比设计负载低，空调系统多数时间是在部分负荷下运行。而运行情况是空调水泵一年四季长期在额定工况下工作，只能通过节流来降低水流量满足负荷的要求，使得水泵大部分功耗消耗在克服节流阀阻力上，浪费了水泵运行的输送能量。一般空调水泵的耗电量约占总空调系统耗电量的20-30%，故节约低负载时水系统的输送能量，对降低整个空调系统能耗具有重要的意义。

       本文针对湖南某宾馆采用的地下水源热泵系统，根据其运行现状提出对该系统的空调水泵进行闭环自动变频控制节能改造，从节能性和静态回收期等方面论证了该改造方案是切实可行的。

       2 空调系统概况

       该宾馆位于长江中下游地区的湖南省西北部的澧县，作者于2003年1月至3月对该宾馆地源热泵系统的冬季运行工况进行了测试，测试结果整理如表1。由于宾馆的入住率、室外气温变化、人员活动内容等原因，该系统基本上是在设计负荷80%及以下运行，其中运行于设计负荷的60%以下的就占有63.48%。显然根据满负荷状态选取的热泵机组、水泵等设备让其在部分负荷下长期连续运行，设备大部分时间处于低效率工作状态。该系统热泵机组一大一小并联运行，制热量分别为100KW、40KW；两台的并联热水循环泵型号相同，其铭牌额定功率均为2.2KW；深井泵铭牌额定功率为7.5KW（系统图如图1所示），且所有水泵均定流量运行，始终处于工频状态下运转。当机组处于部分负荷运行时，常常通过关小管路上的阀门来调节供水量，造成了极大的能源浪费，因此我们有必要对该空调系统进行一下改进。3 改造方案的提出

       热泵主机、深井泵和热水循环泵是宾馆中央空调系统的主要组成部分，耗电量大。由图2可以看出，在该空调系统中，热泵机组的功耗占整个空调系统能耗的65%，深井泵和热水循环泵分别为24%和11%，因此要节省整个空调系统的能耗，除大力减少热泵机组的能耗以外，减少空调水泵的能耗也是一个重要方面。

       该系统的地源热泵机组本身即具有能量自动调节功能，可以在不改变制热工况的前提下，改变压缩机的输气量进而改变供液量来调节冷凝器的产热量。同时，这又为水系统的变流量运行提供了基本条件。

       对于空调水泵而言，由于水泵处于定流量运行，在部分负荷状态下常常只能通过调节管路上的水阀开度来改变水流量；同时因电机转速不可调，电机只能工作在开和停两种状态，即使当热负荷很小时，也必须至少开一台，电机轴上的输出功率远大于实际负荷的需要，从而造成不必要的能源浪费。根据水泵的相似律，水泵的流量、扬程、功率具有如下关系：

       （1）

       式中Q, H, N, n分别为水泵的流量、扬程、轴功率和转速。

       从式（1）可以看出水泵的扬程与水泵流量的平方成正比，轴功率与流量的立方成正比，而流量又与转速成正比。由此可见当电机的转速稍有下降，电机的耗电量就会大幅度下降，节能效果显著。水泵的变频调速装置就是通过调节水泵的转速以使水泵流量随负荷变化而变化，达到节能目的。

       4 水泵变频调速工作原理及其控制方案

       4.1 水泵变频调速原理

       水泵功率、流速、流量、扬程之间具有式（1）所示关系，又由于交流异步电动机的转速与电源频率之间的关系为：

       （2）

       式中n，f，S，P分别为电机的转速，供电电源频率，转差率，电机极对数。

       由式（2）可知，当转差率变化不大时转速正比于电源频率，只要能平滑调节电源频率，就能平滑调节电机转速。1水泵变频调速就是通过改变电源频率来调节水泵转速的一种方法。采用变频技术结合合理的自控方案，对水泵进行变流量调节，不仅避免了采用阀门调节造成的浪费，而且还极大的提高控制和调节精度。同时采用变频调速对电机实现软启动，无冲击杂声，还可以延长电机的使用寿命。

       4.2 深井泵变频调速控制方案

       对于深井泵来说，由于深井水温度常年保持不变，维持在18.5℃左右，我们以深井水回水温度为控制参数即可控制井水的进出口温差。如图3所示，现采用温度传感器、变频器、PID回路调节器组成闭环控制系统，按照5～7℃的温差指标，深井水回水温度控制在T℃（例如冬季12℃，夏季25℃），使深井水泵的转速相应于热负载的变化而变化。以冬季为例，当负荷增加时，深井水回水温度降低，温度传感器将温度信号（4～20mA）反馈至PID回路调节器中，PID调节器根据温度设定值和温度反馈值的偏差进行PID运算，然后输入给变频器一个提高电机运转频率的信号，加大水泵转速和流量，直到温度与设定值一致；反之负荷降低时，减小频率，降低水泵转速和流量。当水泵运行频率降到控制仪表设定的低限值时，变频器停止频率的继续降低，以满足主机对流量的要求，对主机起到保护作用。

       4.3 热水循环泵变频调速控制方案

       由于该热水循环系统由两台型号相同的水泵并联运行，为了实现两台水泵电机转速连续可调，使得水泵电机转速根据实际热负载的大小而设定，进而节约能源；同时也为了节省变频器等设备的初投资，作者拟采用一定一变形式，即只有一台水泵配备变频器作调速运行，另一台仍为定速运行。控制系统主要由内置PID的变频器、PLC可编程控制器、压差变送器、主接触器等构成，如图4所示，变频器和PLC控制器作为系统控制的核心部件，以末端最不利环路压差为反馈信号，时刻跟踪着该信号与设定值（可取0.1Mpa）的偏差变化情况，经过变频器内置的PID调节器运算，利用PLC控制器实现水泵变频与工频的切换，自动控制水泵投入台数和电机的转速，实现闭环控制，自动调整恒压差变量供水。

       当系统负荷较小时，只需一台电机工作在低于工频状态下即可满足要求时，PLC利用变频器软启动一台水泵，根据压差变送器反馈来的信号（0～10V）自动调节运行频率。当热负荷增大时，变频器输出频率接近工频而管网压差仍达不到设定值，为了保证系统不频繁切换水泵，延时一段时间，若压差仍低于设定值时，则PLC将当前工作的变频泵切换至工频50HZ状态下运行，关断变频器，再由变频器从0HZ软启动下一台水泵，并根据偏差变化情况及时利用变频器调整到对应流量需要的频率，实现一台变频一台工频双泵供水。反之，当负荷降低时，变频器工作在基本频率时，如果出口流量仍然很大，供水压差高于设定值，同样延时一段时间后，若压差仍然很高，此时再由PLC关掉工频控制方式的水泵，只由剩下的单泵变频供水。无论系统是单泵变频运行还是双泵一定一变运行，均能实现末端恒压差供水。切换示意图如图5所示。

       5 水泵变频节能计算

       5.1 变频节能计算方法

       本文参照文献4、5的算法，采用当量峰值小时数法计算空调运行期间的能耗，夏季当量小时数τ夏，冬季当量小时数τ冬，空调系统全年运行小时数t。设水泵的铭牌额定功率为N（KW），在未采用变频技术的情况下，空调水泵的全年耗电量Q1为：

       Q1＝N-t ，KWh （3）

       而采用变频调速后全年用电量Q2为：

       Q2=N-（τ夏+τ冬），KWh （4）

       则全年可节省的电量为

       ΔQ＝Q1-Q2=N-t-N-（τ夏+τ冬），KWh （5）

       静态投资回收期 n＝，年 （6）

       式中 M0 - 分别为采用变频技术增加的初投资，元

       M1 - 每年节省的运行费用（主要是能源费用），元

       湖南省商业用电电价为0.98元/度。宾馆全年以冬、夏两季6个月运行计算，每天平均运行18个小时（6:00-24:00），文献5的当量湿球温度小时数的数据公式是针对上海地区得出，由于湖南省和上海气候条件相差不大，因此本文也近似采用此公式

       τ夏＝3097.32-102.16tns τ冬＝567.37+36.43 tns （7）

       tns- 室内设计湿球温度值 这里夏季取tns ＝20.3℃；冬季取tns ＝12.3℃。

       代入式（7）得：τ夏＝1023.4h，τ冬＝1015.5h

       5.2 深井泵节能效果分析

       深井泵铭牌额定功率N=7.5KW，一台，拟选富士FRN7.5G11S-4CX变频器一台，市场报价6410元，加上其它外围设备共计总投资为M0=7000元。将其数据代入上式（5）、（6）中得：

       ΔQ＝Q1-Q2＝7.5*6*30*18-7.5（1023.4+1015.5）＝9008.25KWh

       折合成人民币每年可节约电费M1=9008.25*0.98＝8828元，节能效果显著。

       静态投资回收期n＝==0.79年，9个半月即可回收初投资。

       5.3 热水循环泵节能效果分析

       热水循环泵铭牌额定功率N=2.2KW，两台，拟选富士FRN2.2G11S-4CX变频器一台，市场报价3920元，三菱FX2N-16MR-001 PLC可编程控制器一台，市场报价3080元，加上其它外围设备共计总投资为M0′=8000元。将其数据代入上式（5）、（6）中得：

       ΔQ′＝＝2.2*2*30*6*18-2.2*2（1023.4+1015.5）＝5284.4KWh

       折合成人民币每年可节约电费M1′=5284.4*0.98＝5179元，节能效果显著。

       静态投资回收期n′＝==1.5年，一年半即可回收初投资。

       6 结论

       综上所述，根据地下水源热泵中央空调系统的运行特点，提出采用变频控制装置对系统进行改造，在保证不低于热泵机组对水量的最低要求，自动调节水泵流量以满足负荷的变化，节能效果显著，静态回收期短，具有一定的可行性。

       参考文献

       （1） 龙有新. 第十二届全国暖通空调技术信息网大会文集. 北京：中国建材工业出版社. 2003. 185～189

       （2） 韩焱青. 武汉化工学院学报，2000，22（4）：70～73

       （3） 张戟 龚固丰.计算机与自动化，1999，18（4）：18～19

       （4） 钱锋 郑中磊. 建筑热能通风空调，2002，21（5）：51～52

       （5） 陈沛霖 岳孝方. 空调与制冷技术手册. 上海：同济大学出版社，1991

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制冷方面杂志 大家给介绍几种

       董明 王涛 孟富春 李思雄

       （北京清源世纪科技有限公司）

       摘要：介绍了北京某干休所燃煤锅炉改造项目，采用大温差高温水源热泵从15℃浅层地下水中提取热量，输出70℃高温热水进行供暖，从而达到“节能、环保”和节约运行费用的目的。

       1 项目简介

       北京某干休所位于北京西郊风景宜人的万泉河畔，建筑面积25000m2。原先采用燃煤锅炉供暖，污染严重，而且因为锅炉老化，效率降低，远端用户供暖效果差。根据北京市“蓝天工程”规划，须拆除燃煤锅炉，改用清洁能源供暖。同时因为该项目末端为暖气片系统，居民为离休的高级干部，室内温度必须保证在22℃以上，供水温度须在70℃以上。

       根据该区地下水情况良好，设计打浅水井2 口，采用大温差高温水源热泵从15℃浅层地下水中提取热量，输出70℃高温热水进行供暖。

       2 负荷计算

       冬季，室外计算参数为：干球温度－9.0℃，相对湿度58%，大气压力1020.4 kPa。室内设计温度22℃，室内相对湿度≤55%。采用规范为《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ19?87）。甲方提供的负荷计算数据。单位负荷：55W/m2，总负荷：1375kW。

       3 地下水抽、灌系统设计

       项目地点位于万泉河畔，地质条件较好，约100m以上为第四系永定河冲洪积物，其岩性以砂粘、砂卵砾石、漂石等为主（表1）；100m以下为第四系泥砾层。

       表1 地层剖面岩性表

       根据区域水文地质条件结合周边现有浅层水井情况分析，该区第四系孔隙水为潜水，含水层岩性为砂卵砾石，颗粒粗，厚度较大，富水条件较好，其补给来源主要为大气降水及永定河河水补给，水位埋深约15～20m。单井出水量可达120m3/h，水温约15℃左右。本项目拟凿抽水井1口、回灌井1口。

       抽、灌井布置：根据抽、灌井的目的、要求和当地水文地质条件及项目现有占地面积的大小，拟布置抽水井、回灌井各1口，井间距50m左右，符合抽、灌井的布置要求。

       3.1 抽、灌井单井设计

       该地区第四系古河道沉积，地层富水性较好，预凿井取水目的层可确定为第四系漂卵砾石层。回灌井设计与抽水井相同。其设计方案见表2。抽、灌水井采用冲击钻机施工。

       表2 抽、灌井设计方案

       3.2 井口及井口装置

       井室为阀井结构，井口采用法兰装置。

       3.3 室外管网系统

       抽水井、回灌井与站房间需分别铺设供、回水管线。管径273mm，管线总长为120m。

       4 机房内工艺方案

       根据项目的实际情况，提出如下工艺方案：① 采用浅井水作为大温差高温水源热泵的热源；② 供暖系统采用散热器末端方式；冬季供暖系统供水温度为：70℃，回水温度为：55℃；井水供水温度：15℃，井水回水温度：8℃。

       如图1所示，冬季严寒期（30 天左右），热泵全部开启输出70℃高温热水以满足老干部的供暖需求，初、末寒期根据室外温度变化调低供暖供水温度。

       图1 大温差高温水源热泵循环系统

       QYHP?880 GD大温差高温水源热泵，采用清华大学开发的高温制冷剂HTR02，可以在热源水温度只有15℃条件下，输出70～75℃高温热水供暖，非常适合北方地区采用暖气片末端的老供暖系统的改造，是具有“高温、高效、环保、节能”特点的新型高温水源热泵设备。该机组在15/70℃工况下，制热量651kW，输入电功率238kW，在15/63℃工况下，制热量715kW，输入电功率230kW［2］。总制热量1366kW，可以满足项目需求。

       5 设备及工程清单

       5.1 机房内系统（表3）

       表3 机房内系统

       （以上设备仅含机房内设备和管道工程，不含电力增容、机房土建、机房外工程。）

       5.2 机房外系统

       机房外系统是2 眼深度各100m 的水井，分别安装了潜水泵和井口装置，建2 处泵房。

       6 运行费用分析

       冬季供暖期130天，因采用热泵按照北京市电采暖优惠电价：低谷8 小时0.2 元/kW·h，其余时间按照居民生活用电0.48元/kW·h。

       供暖期大温差高温水源热泵平均COP按照3.2考虑，供暖期平均负荷按照31.82W/m2［3］，总耗电为：31.82×25000×24×130 ÷ 1000 ÷ 3.2＝775612kW·h，平均为0.3 元kW·h，实际运行中主要负荷在低谷时段，按照白天折合满负荷12 小时折算出平均电价），则水源热泵电费为：23.27万元。循环水泵及潜井泵耗电为60×24×130＝187200kW·h，费用为：5.61万元。

       以上总费用为：28.88万元，平均每平方米为：11.55元/m2。

       该项目于2005年11月10日正式投入运行，并于12月22日通过验收。

       项目投入实际运行后根据热泵机房的值班记录，2005年11月15日～12月30 日45天的机房耗电量平均为：每天使用低谷电1946kW·h，使用平价电3867kW·h，热泵机房平均每天电费2245元，按照此平均值计算，则130天供暖期需要支出电费29.18万元，与分析的基本吻合。

       7 结论

       以15℃地下水作为热源采用QYHP?GD大温差高温水源热泵输出70～75℃高温热水供暖，具有运行费用低，不排放任何污染，无安全隐患，自动化运行等优点，十分适合采用暖气片的老燃煤锅炉供暖系统的改造。

       参考文献

       ［1］建设工程常用数据系列手册编写组.暖通空调常用数据手册.北京：中国建筑工业出版社，2002

       ［2］李先瑞，郎四维.水源热泵——一种经济、节能、可靠的空调能源方式．建筑热能通风空调．1999.No.1

邓启红的学术兼职

       到这里看 目前国内空调及制冷类杂志都有详细介绍/Plus/QikAn/qikan.asp

       1、《中国制冷空调》刊期: 双月

       创办日期: 1990年

       主办单位: 中国制冷空调工业协会、中国科学技术交流中心

       主编: 吴利平

       编辑部主任: 董丽萍

       通信地址: 北京市宣武区广安门南街6号广安大厦北楼7层 (100053)

       电话: 010-83560062、83510099-621/623/632/633

       传真: 010-83560060

       2、《制冷》期刊（季刊）创刊于 1982 年，是由广东省制冷学会联合河南省、云南省、福建省、广西区制冷学会主办，国内外公开发行的制冷空调专业科技期刊（国内刊号CN44—1220/TB，国际刊号ISSN1005—9180），是《中国学术期刊（光盘版）》首批成员刊物，连续两届荣获广东省优秀科学技术期刊奖。至今已出版80期，主管单位为广东省科学技术协会。 详细咨询：/Plus/QikAn/qikan_index.asp?qishuid=69

       《西部制冷·空调与暖通》 陕西省西安市太乙路169号陕西省制冷学会 029-82215963

       《暖通空调》 北京西直门外车公庄大街19号 010-68363186

       《建筑热能通风空调》 湖南省长沙市湖南大学土木工程学院 0731-5643018

       《洁净与空调技术》 北京市万寿路27号北京307信箱邮编 010－68207513

       《制冷与空调》 北京市宣武区广安门南街6号广安大厦北楼7层 010-83560062

       《制冷》 广州市东山庙前西街48号 020－87674286

       《制冷与空调》（四川） 四川成都二环路北一段 西南交通大学出版社 028－87634937

       《中国建设信息供热制冷》 北京市石景山依翠园19-1-303 010－68635190

       《暖通制冷设备》 北京市朝阳区广顺南大街21号蓝色家园A座1203室 010-64773625

       《制冷学报》 北京市海淀区阜石路67号银都大厦10层 010－68434683

       《清洗世界》 北京市顺义区空港开发B区安详路5号 010-80485240

       《制冷空调与电力机械》 上海市控江路1688号903室 021-65049733

       《机电信息-中央空调市场》 南京市中华路420号创业大厦609室 025-52312965

       《建筑节能》 辽宁省沈阳市和平区光荣街65号 024-62123875

       《中国建筑材料及设备索引-暖… 北京市海淀区木樨地茂林居17号楼4层 010-51710564

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       《暖通与水设备》 北京市朝阳区安华西里一区13号楼求实饭店213室 010-84241736

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       《制冷商情》 长沙市湘春路75号金地大厦801室 0731-4313411

地板供冷研究和认识的新进展？

       第九届国际建筑模拟会议 (Building Simulation 2005, Canada) 国际学术委员会 委员

       第十届国际建筑模拟会议 (Building Simulation 2007, China) 国际学术委员会 委员

       第五届国际暖通空调会议 (ISHVAC 2007, China) 国际学术委员会 委员

       第四届国际居民建筑能源与环境研讨会 (IWEERB 2007, China) 国际学术委员会 委员

       建筑与环境可持续发展国际会议 (SDBE 2007,China) 国际学术委员会 委员

       中国室内空气质量国际学术研讨会 (IAQ 2007, China) 组织委员会 副主席

       第五届居民建筑能源与环境国际会议 (EERB2008, China) 组织委员会 委员

       第三届人工环境与公共健康国际会议 (BEPH2008, China) 组织委员会 委员

       中国建筑学会期刊《建筑热能通风空调》 编审委员会 委员

       国际期刊《Journal of the IEST》 编审委员会 委员

       学术服务与任职

       国际学术会议Building Simulation 2005（加拿大）

       Building Simulation 2007

       Building Simulation 2009（英国）

       International Workshop on Energy and Environment in Residential Buildings (IWEERB)2007

       International Symposium on Heating, Ventilating and Air Conditioning (ISHVAC) 2007、ISHVAC 2009、

       International Conference on Sustainable Development of Building and Environment (SDBE) 2007等国际学术委员会委员。

       2007年在中南大学负责组织与举办了“室内空气质量”（IAQ2007）国际学术研讨会。

       《建筑热能通风空调》编审委员会委员；《Journal of the IEST》编审委员会委员。

制冷界杂志是什么类型的杂志？

       随着地板供暖的迅速推广，地板辐射供冷的可行性备受关注。本文对国内地板辐射供冷研究和应用状况进行了简要总结回顾，对地板辐射供冷-置换通风复合系统的供冷量、防结露措施、新风与卫生条件、舒适性等作了总结介绍。加上置换通风系统本身也可承担一定的冷负荷，完全可以满足一般建筑的要求。经减湿处理的置换通风系统的存在可以防止结露。有助于提高室内舒适度。辐射供冷除了较高的舒适性以外，另一显著优点是在人睡眠时，摘要：随着地板供暖的迅速推广，地板辐射供冷的可行性备受关注。本文对国内地板辐射供冷研究和应用状况进行了简要总结回顾，对地板辐射供冷-置换通风复合系统的供冷量、防结露措施、新风与卫生条件、舒适性等作了总结介绍。加上置换通风系统本身也可承担一定的冷负荷，完全可以满足一般建筑的要求。经减湿处理的置换通风系统的存在可以防止结露。有助于提高室内舒适度。辐射供冷除了较高的舒适性以外，另一显著优点是在人睡眠时，免除了吹冷风之忧。

       1 引言

       地板供暖因其节能、舒适、不占用室内使用面积等突出特点，已在北方地区居住建筑中获得大面积使用。在夏热冬冷地区，特别是上海、浙江等地，应用也日见增长。如该系统同时用于夏季供冷，将减少设备初投资，提高使用率，同时为住宅空调添加了一种全新的方式。顶板辐射供冷在欧洲已有较长的使用历史，在一定的条件下，使用效果良好。地板供冷在上世纪90年代以前，被绝大多数人认为不可行，其原因主要有这样几点：（1）对结露问题的疑虑；（2）认为在舒适性方面，有悖于“脚暖头冷”的要求；（3）认为冷表面在下，对流传热弱，冷量会大大小于顶板供冷。直至上世纪90年代末，欧洲开始进行理论和实际应用的探讨[1]～[3].国内近年来也加快了研究和应用的进程。研究分析和实践证明，上述担心有些是通过一定技术措施可以解决的问题，有些则是惯性思维或缺乏深入研究而造成的误解。

       2 国内的初步研究和应用

       1998年，笔者馔写论文，介绍我们在法国所做的工作以及欧洲（主要是法国）地板供冷的应用和发展简况[3].此后，我们与企业合作，在北方进行了地板供冷的理论探讨和实验研究[4].2001年起，得到南京师范大学的资助，开始在南京进行了地板供冷的实验研究，探讨这项技术在炎热、高湿度地区可行性。我们建造了实验室进行了地板供冷-置换通风的实验研究，在样板住宅进行了空气源热泵带地板供冷暖系统的实测研究，对地板的供冷能力、防结露措施、舒适性、实际应用效果、能耗、模拟计算方法等进行了较为系统、全面的研究和探讨[5]～[11].2000年起，我们为威海中医院病房大楼（建筑面积 126000㎡）设计了地板供冷暖-置换通风的复合空调系统，由于资金紧张，工程停了近两年，目前尚在施工中，所以还无法了解实际使用效果。2002年底又得到吴元玮先生为主任的评委会的全票支持，获得立项资助，将在北京地区进行可行性研究。

       此外，浙江大学对于地板辐射供冷系统的除湿问题提出了看法[12].并开始了在浙江的应用研究。中国建筑技术研究院为蒙古呼和浩特市金宇批发市场设计了地板供冷系统[13].重庆大学也进行过利用地埋管冷却的水供给冷地板的实验研究。

       3 地板供冷的供冷量

       地板供冷系统的供冷能力如何，是设计和应用中首先要考虑的问题。

       3.1 地板供冷系统可以减少室内冷负荷

       地板供冷系统中地板主要通过辐射和对流作用与房间进行热量交换。平均辐射温度成为影响室内热舒适的重要参数，平均辐射温度和空气温度的共同作用可以用作用温度（Operation temperature）来反映。当室内空气流速较低时（低于0.2m/s）时，平均辐射温度和室内空气温度的差异将小于4℃，此时作用温度近似等于空气温度和平均辐射温度的平均值，这意味着二者对于室内热舒适的影响是同等重要的。由于辐射供冷时室内平均辐射温度的下降，作用温度可降低1～2℃，比之传统空调系统，在相同的热感觉前提下，地板供冷系统可以将室内设计温度提高1～2℃，则其冷负荷比常规系统的冷负荷要低10%～20%.

       3.2 地板供冷相对于顶板供冷具有更高的辐射角系数

       采用地板供冷，相对于天花板供冷而言，其对流换热量较小。但对于辐射供冷系统来说，辐射换热是主要部分，而影响辐射换热的一个重要参数是人体和辐射冷表面之间的角系数。该值的大小取决于人员和冷表面之间的距离以及冷表面的面积。在面积相同时，比之其它冷表面（墙壁，窗户，天花板等），地板对人体有着更高的角系数。一个处于6m×6m房间中央的人员，采取站姿时对地板的角系数为0.37，坐姿时对地板的角系数为0.4.作为对比，人体对天花板的角系数一般仅为0.15～0.20.由此可以看到，地板温度降低1K带来的平均辐射温度的降低相当于把天花板温度降低2.5K.所以虽然地板供冷对流换热量小，但是其辐射换热能力的增强却更加明显。

       3.3上升气流和气流扰动可加大对流热交换

       冷表面在下，地面附近有一层低温的空气，当遇到人体等热源时，这层空气被加热上升，会增大对流换热。冷地板也可以配合风扇使用，可增大换热能力约15%.

       3.4置换通风系统可大幅度提高地板供冷的能力

       一般情况下，地板和房间的对流辐射综合换热系数约为7.5W/（m2.K）[1].如果地板表面温度为19℃，房间作用温度为26～27℃ （相当于常规空调下室内设计温度28℃），地板供冷量为53～60W/m2，可满足围护结构保温较好的居住建筑的要求，加上置换通风系统本身也可承担一定的冷负荷，完全可以满足一般建筑的要求。

       需要指出的是，辐射供冷象辐射供暖一样具有“自调节”功能，当室内辐射负荷加大，例如，当日射直射辐射较大时，地板或房间墙壁内表面温度升高，将大幅度提高地板与房间围护结构其余表面的辐射换热量。地板供冷的能力可高达100～150 W/m2[1].

       4 地面结露问题

       当供水温度较低或室内湿度较大时，单一的地板供冷系统地板表面可能结露，此时冷地板承担室内冷负荷的能力将受到削弱，不能满足室内冷负荷的需要。一些标准推荐室内的设计相对湿度上限为60%～70%（ISO 1994；ASHRAE 1992），在室内空气温度26℃时，露点温度相应为17℃～20℃；德国标准规定含湿量的上限为11.5g/kg，露点温度相应为16℃。这表明地板的温度应高于16℃～20℃。另外，当门窗开启时，室外的热湿空气进入，接触到低温地板也容易产生结露现象。

       经减湿处理的置换通风系统的存在可以防止结露。新风的送入有可能使室内维持正压，阻止室外湿空气的进入。另外，置换通风方式的特点之一是可以在地板的表面形成一层空气湖，用一层露点温度较低的比较干燥的空气将地板覆盖，可以阻止室外渗入的热湿空气与低温地板直接接触，同时也可以保证足够低的供水温度，以满足室内冷负荷的需要。

       根据要求的不同，除湿送风也可以使用风机盘管或集中式系统，也可以使用单体的除湿机，可以经过技术经济对比来确定方案。

       5 新风与卫生条件

       单独采用地板供冷系统时，室内没有新风送入，空气条件要受到影响。增加置换通风系统后，可以由地板供冷系统承担室内显热负荷，置换通风系统送入新风满足人员卫生条件要求以及承担室内湿负荷，从而满足人们对新风的需求。置换通风系统将新风直接送入工作区，较低的新风由于密度较大而沉积在地面附近并扩散到整个室内地面，在地板上形成一层较薄的空气湖，地面冷气流遇到室内的热源（人员及设备）时产生向上的对流，使得新风在热源的浮升作用下向室内上部流动，形成室内空气流动的主导气流。置换通风的一个重要特点是会产生热力分层现象，即会出现一个上部混合区和下部单向流动的清洁区。上部区域是紊乱的混合区，下部区域则为向上的热气流区和周围清洁空气区。清洁空气区的空气参数和送风空气近似相等，与传统的混合通风相比，新鲜空气在工作区得到较好的利用。实验证明，置换通风的换气效率通常介于0.5～0.67之间，通风效率介于100%～200%之间[14]，通风效果要明显优于混合通风。

       6 地板供冷的热舒适性

       6.1 室内空气温度梯度

       目前对于地板供冷/置换通风系统热舒适方面的担忧主要反映在房间的负温度梯度上，认为地板供冷在冬季给人以“头凉脚暖”的感觉符合人体卫生学要求，同一套系统用于夏季供冷将丧失这一优点。

       首先，对地板供暖的研究表明，除去房间顶部一小段高度以为，房间纵向温度均匀，因此，“脚暖”是实，“头凉”则缺乏比较的基础。其次，寒冷的冬季希望“脚暖”；炎炎夏日，求地面凉爽而不可得，哪有期盼“脚暖”的道理？

       研究表明，地板温度控制在18～19℃以上已完全可以满足冷负荷要求，（ASHRAE 提出坐着的轻体力劳动者，地面适宜的温度为18～26℃），这一温度在夏季不会产生“脚冷”的感觉。此外由于地板表面温度均匀，地板供冷中的对流成份较低 （约为20%[1]），使得竖向温度很均匀，温度梯度仅为1.5～2K/m[3]，符合国际标准ISO 7730在高度0.1与1.1m之间的温差不能超过3K的要求，人体的舒适性可以得到保证，当然也不会有“头热”的感觉。

       6.2 辐射换热具有良好的热舒适性

       地板供冷/置换通风复合系统在提高室内空气品质方面有许多固有的优势。在舒适条件下，人体产生的全部热量，是以一定的比例散发的：大致为对流散热占30%，辐射散热占45%，蒸发散热占25%.从中可以看出辐射换热对人体的舒适感是很重要的。而地板供冷/置换通风复合系统中地板辐射供冷就弥补了传统空调中以对流冷为主的不利因素，增加了人体的辐射换热量，有助于提高室内舒适度。辐射供冷的另一显著优点，是在人睡眠时，免除了吹冷风之忧，从这一角度出发，可否称为“有利于睡眠的降温方式”。

       7 结论

       （1） 为防止产生脚冷的感觉及受到空气露点温度的限制，地板供冷系统冷量受到限制，在一般情况下，不超过70W/m2.但由于辐射作用，冷负荷要比常规系统低10%～20%，此外可以通过送风承担一部分负荷，所以完全可以满足一般使用要求。

       （2） 在气候较为潮湿地区，要有除湿设备。如果与新风机组 置换通风/混合送风结合，则又解决了新风问题。当然，也可以使用风机盘管或可移动式除湿机进行除湿，但此时室内卫生条件降低。

       （3） 地板供冷无论在地面温度、水平与竖直方向温度场的均匀程度，还是在吹风风险方面，都能够满足舒适性要求，特别在人睡眠时，免除了吹冷风之忧，是舒适性方面显著的优点之一。

       参考文献

       [1]B.W.Olesen. Possibilities and limitations of Radiant Floor Cooling. ASHRAE

       Transaction 103（1）：42～48 （1997，Part.1）

       [2]B.W.Olesen， Eric Mihel. Exchange Coefficient Between Floor Surface and Space

       by Floor Cooling-Theory or a Question of Definition. ASHRAE Transaction： Symposia

       DA 00-8-26：84～694

       [3]王子介。 地板供暖及其发展动向。 暖通空调， 1999，29（6）：35～38

       [4]王子介，夏学鹰等。 地板辐射供冷可行性研究分析。 暖通空调， 2002，32（6）：56～58

       [5]王子介。空气源热泵用于住宅地板辐射供暖的实测研究，暖通空调， 2003（1）：8～12

       [6]王子介。辐射采暖住宅建筑能耗与室内作用温度。 南京师范大学学报， 2002（2）：78～82

       [7]李先中，王子介，刘传聚。 地板供冷/置换通风复合空调系统的可行性探讨。 建筑热能通风空调， 2002 21（4）：4～6

       [8]李先中，王子介。 地板供冷置换通风复合系统在住宅建筑中的应用，电气与智能建筑。 2002.11：62～65

       [9]王子介。室内热舒适性综合定量评价方法与应用。 南京师范大学学报， 2003（3）：22～26

       [10]李先中。 置换通风-辐射供冷系统的特性及其应用的可行性研究。 同济大学硕士学位论文， 指导教师：刘传聚教授、王子介教授，2002

       [11]王子介，南京地区采用热泵-地板采暖住宅建筑的能耗与热舒适性实测研究，建筑节能，

       第39册，2002：144～152

       [12]黄亦沄，张玲，陈光明，地板辐射供冷除湿问题探索，暖通空调2003（3） ：47～51

       [13]渠谦。 地板供冷系统初探。 全国暖通空调2002年学术年会资料集：379～380.

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       （2）制冷界编辑设计（印刷费用企业另付）。

       好了，关于“建筑热能通风空调杂志社”的讨论到此结束。希望大家能够更深入地了解“建筑热能通风空调杂志社”，并从我的解答中获得一些启示。