輻射系統(tǒng)在環(huán)境行業(yè)的應(yīng)用中,其與可再生能源的耦合技術(shù)成為建筑碳中和的關(guān)鍵路徑。以土壤源熱泵為例,地下100米深處的土壤溫度常年穩(wěn)定在10-20℃,通過(guò)垂直埋管與熱泵機(jī)組換熱,夏季可為輻射供冷系統(tǒng)提供16℃冷水,冬季提供45℃熱水。北京某近零能耗建筑示范項(xiàng)目數(shù)據(jù)顯示,該系統(tǒng)年運(yùn)行能耗只為傳統(tǒng)空調(diào)的58%,二氧化碳排放量減少42%。此外,結(jié)合光伏發(fā)電的直流電驅(qū)動(dòng)輻射末端技術(shù),進(jìn)一步降低了電網(wǎng)依賴。2025年《中國(guó)綠色建筑發(fā)展規(guī)劃》明確要求,到2030年新建建筑中輻射供熱制冷系統(tǒng)滲透率需達(dá)50%,推動(dòng)行業(yè)向低碳化轉(zhuǎn)型。輻射末端換熱能力與表面材料發(fā)射率相關(guān)。仿生輻射制冷輻射系統(tǒng)均勻度
在家裝裝修材料的選擇上,輻射制冷或制熱功能可與新型材料相結(jié)合。例如,具有輻射制冷特性的涂料可直接涂刷在墻面或屋頂,起到降溫隔熱的作用;含有輻射制熱元件的地板材料,可在鋪設(shè)后直接實(shí)現(xiàn)地面輻射供暖。這些新型材料不只具備功能性,還具有良好的裝飾效果。《新型建筑材料與節(jié)能技術(shù)》2023 年的研究指出,采用輻射制冷涂料的墻面,夏季室內(nèi)溫度可降低 2-3℃,同時(shí)涂料的色彩和質(zhì)感可滿足不同家裝風(fēng)格的需求;而輻射制熱地板材料,其升溫速度快,15-20 分鐘即可達(dá)到設(shè)定溫度,為家裝提供了更高效、便捷的解決方案。仿生輻射制冷輻射系統(tǒng)均勻度輻射系統(tǒng)調(diào)試需進(jìn)行逐回路水力平衡調(diào)節(jié)。
在家裝空調(diào)領(lǐng)域,輻射空調(diào)系統(tǒng)(RadiantCooling/HeatingSystem)正以其創(chuàng)新性的舒適性與節(jié)能潛力重塑高級(jí)居住環(huán)境。該系統(tǒng)摒棄了傳統(tǒng)強(qiáng)制對(duì)流方式,轉(zhuǎn)而通過(guò)預(yù)埋在吊頂、地板或墻壁內(nèi)的毛細(xì)管網(wǎng)或金屬輻射板,以低溫差(制冷工況供水通常為16-18°C,供熱為35-45°C)向室內(nèi)環(huán)境輻射傳遞冷熱量。這一物理過(guò)程主要作用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面及人體/物體,明顯減少了無(wú)益的空氣擾動(dòng)與溫度分層,營(yíng)造出均勻穩(wěn)定、無(wú)風(fēng)感、無(wú)噪音的“恒溫層”體感環(huán)境。相較于傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng),輻射空調(diào)在熱舒適性上實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。人體約50%的熱交換通過(guò)輻射完成,該系統(tǒng)精細(xì)契合這一生理機(jī)制,消除了強(qiáng)制送風(fēng)帶來(lái)的干燥感與噪音困擾(運(yùn)行噪音低于25dB(A))。其節(jié)能優(yōu)勢(shì)尤為突出:輻射傳熱效率高,冷水機(jī)組可運(yùn)行于更高蒸發(fā)溫度(提升COP),空氣處理機(jī)組只需承擔(dān)潛熱負(fù)荷(新風(fēng)除濕),大幅降低輸送能耗。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明,在同等舒適度下,輻射系統(tǒng)較傳統(tǒng)空調(diào)可節(jié)能20%-35%。
在人體健康行業(yè),輻射制熱系統(tǒng)的溫和加熱方式更有利于人體健康。人體通過(guò)輻射與周圍環(huán)境進(jìn)行熱量交換,當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí),人體會(huì)向周圍輻射熱量導(dǎo)致熱量散失。輻射制熱系統(tǒng)通過(guò)提高周圍物體表面溫度,以輻射的方式向人體傳遞熱量,減少人體熱量散失,維持身體熱平衡?!度梭w生理學(xué)與環(huán)境交互》2024 年的研究指出,在輻射制熱環(huán)境下,人體皮膚溫度更均勻,血管收縮程度減輕,血液循環(huán)更加順暢,有助于緩解關(guān)節(jié)疼痛和提高睡眠質(zhì)量。相較于傳統(tǒng)高溫對(duì)流采暖,輻射制熱不會(huì)使室內(nèi)空氣過(guò)度干燥,減少呼吸道疾病的發(fā)生幾率,為人們營(yíng)造更健康的生活環(huán)境。輻射系統(tǒng)可減少空氣對(duì)流引起的揚(yáng)塵。
輻射系統(tǒng)在空調(diào)行業(yè)的革新中,溫濕度單獨(dú)控制(THIC)技術(shù)成為主流解決方案。傳統(tǒng)空調(diào)通過(guò)低溫冷水(7℃)同時(shí)處理顯熱與潛熱,導(dǎo)致能耗浪費(fèi)。而輻射供冷系統(tǒng)只承擔(dān)顯熱負(fù)荷(50-60W/㎡),潛熱由單獨(dú)除濕系統(tǒng)(如溶液除濕機(jī))處理。杭州某商業(yè)綜合體改造項(xiàng)目顯示,采用雙冷源除濕機(jī)與輻射地板的組合系統(tǒng),新風(fēng)含濕量從14g/kg降至9g/kg,室內(nèi)相對(duì)濕度穩(wěn)定在50%-60%,霉菌滋生率下降76%。此外,輻射末端無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件,噪聲低于25dB(A),滿足五星級(jí)酒店對(duì)靜音環(huán)境的要求。輻射末端安裝需避開(kāi)大型吊燈遮擋區(qū)域。全天候輻射制冷輻射系統(tǒng)溫控器
輻射系統(tǒng)與置換通風(fēng)結(jié)合可優(yōu)化空氣品質(zhì)。仿生輻射制冷輻射系統(tǒng)均勻度
在空調(diào)行業(yè),輻射制冷技術(shù)正成為節(jié)能減耗的新方向。傳統(tǒng)空調(diào)主要通過(guò)機(jī)械壓縮制冷循環(huán),消耗大量電能,而輻射制冷是基于熱輻射原理,通過(guò)特殊涂層或結(jié)構(gòu),使物體表面向低溫的宇宙空間發(fā)射長(zhǎng)波紅外輻射,實(shí)現(xiàn)熱量散失從而降溫。根據(jù)《建筑環(huán)境與能源》期刊 2023 年的研究,采用輻射制冷的空調(diào)系統(tǒng),相較于傳統(tǒng)空調(diào),在夏季可降低 30%-40% 的能耗。其原理在于,輻射制冷不依賴空氣對(duì)流,直接將熱量以輻射形式傳遞,減少了風(fēng)機(jī)等部件的能耗。在實(shí)際應(yīng)用中,輻射制冷板可安裝于室內(nèi)天花板或墻面,通過(guò)低溫表面與室內(nèi)物體和人體進(jìn)行輻射換熱,實(shí)現(xiàn)舒適降溫,避免傳統(tǒng)空調(diào)直吹帶來(lái)的不適感,為用戶提供更健康、舒適的室內(nèi)環(huán)境。仿生輻射制冷輻射系統(tǒng)均勻度