辐射吊顶换热性能的实验研究

　　辐射吊顶空调系统是一种新型的空调系统，相对于传统的空调系统，在提高室内空气品质，创造舒适的室内环境，节能等方面优势明显。辐射吊顶在欧洲的研究较早，在中国起步较晚，但是发展很快，天津大学田喆等人介绍了德国冷却顶板的测试标准FGK和DIN 4715，并对冷却顶板进行了测试[1]。天津商业大学金梧凤等人通过实验模拟了地面和吊顶辐射供冷方式的供冷能力[2]。目前我国辐射吊顶换热性能测试的相关标准正在制定中。作者对两块不同的辐射吊顶的换热性能进行了比较测试，以得到辐射吊顶板的换热特性。

　　1 辐射吊顶的结构描述

　　测试的辐射吊顶板有两种，一种为串联盘管型辐射吊顶板,大小为1500mm×600mm×20mm，带背面保温板，面板厚度(塑料管离表面)为5mm，内部塑料管为PE-XA，单根管长12m，管外径为10mm，内径为8mm，相邻盘管中心距离为55mm，如图1所示。

　　另一种为并联毛细管型辐射吊顶板，大小为1800mm×600mm×16mm，带背面保温板，面板厚度(塑料管离表面)为5mm，内部为PE-RT塑料管，管外径为4.3mm，内径为2.7mm，相邻管中心距离为20mm，如图2所示。

　　2 实验方法

　　2.1 测试方法

　　参照欧洲冷辐射吊顶冷却能力的测试标准EN14240:2004[E][3]，搭建了实验台。实验原理见图3，测试辐射吊顶单元换热能力时，利用内环境室内毛细管换热器模拟房间散热或得热，并通过控制进出毛细管换热器的温度及流量，使得环境室内的温度保持稳定。测试辐射吊顶供热工况时实验室内温度保持在22℃，供冷工况时实验室内温度保持在25℃。测量辐射吊顶板的进出口温度和流量，便可以通过计算得出辐射吊顶板的换热量。逐步改变进入辐射吊顶板的水温，便可得到辐射吊顶板在不同温度下的换热量。

　　2.2 实验测试设备

　　1)以上海理工大学环境与建筑学院的低温实验室作为内环境室进行辐射吊顶供热量、供冷量测试，实验室尺寸为3.5m×2.2m×2.7m;2)实验室外有内、外两个环境室，外环境室的空气温度与内环境室空气温度相差小于1℃;3)采用恒温水箱控制进入辐射吊顶板的水温，向内环境室进行供热或者供冷，用毛细管换热器模拟实验室内热负荷或冷负荷，维持房间内温度恒定;4)在供冷量测试时，为防止测试时辐射吊顶结露，在实验中使用了除湿机，额定功率为75W;5)辐射板表面温度的测量采用铜-康铜T型热电偶，通过布置多个热电偶测量辐射板表面的平均温度;6)水与室内空气温度传感器：采用A级PT100铂电阻温度传感器;7)流量测量：采用单位时间内称量水的重量的方法，测量误差小于1%;8)数据采集：利用labview编制程序结合铂电阻数模转换器，每分钟采集一次温度。