看不見的溫度調(diào)節(jié)魔法:輻射空調(diào)的工作原理揭秘
當(dāng)我們?cè)趷灍嵯娜兆哌M(jìn)一間沒有空調(diào)出風(fēng)口、卻始終保持 24℃恒溫的房間,仿佛置身于自然陰涼的山林間 —— 這就是輻射空調(diào)創(chuàng)造的 “隱形舒適區(qū)”。不同于傳統(tǒng)空調(diào)依靠吹風(fēng)強(qiáng)制換熱,輻射空調(diào)以輻射換熱為主體,通過建筑自身的圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳遞能量,實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié),其工作原理如同一場(chǎng)悄無聲息的熱交換魔法。
輻射換熱是自然界基礎(chǔ)的熱傳遞方式之一,指物體通過電磁波傳遞熱量,無需空氣作為介質(zhì)。輻射空調(diào)正是利用這一原理,在天花板、地面或墻面內(nèi)部鋪設(shè)細(xì)密的輻射管網(wǎng),管網(wǎng)中循環(huán)流動(dòng)著特定溫度的水(夏季約 18-20℃,冬季約 32-35℃)。當(dāng)管網(wǎng)中的水與室內(nèi)環(huán)境存在溫度差時(shí),輻射面會(huì)通過紅外線輻射的形式,向室內(nèi)空間釋放或吸收熱量,從而調(diào)節(jié)室溫。
夏季制冷時(shí),低溫水流經(jīng)輻射管網(wǎng),使輻射面溫度低于室內(nèi)空氣結(jié)露溫度但高于結(jié)露溫度(避免結(jié)露),此時(shí)輻射面向室內(nèi)發(fā)射冷輻射。室內(nèi)物體、人體與冷輻射面之間發(fā)生熱交換,人體熱量被輻射面 “吸收”,從而產(chǎn)生涼感。這種降溫方式無需吹風(fēng),避免了傳統(tǒng)空調(diào)的風(fēng)感、噪音和空氣擾動(dòng),也減少了灰塵擴(kuò)散,室內(nèi)溫度分布均勻,溫差不超過 ±1℃。
冬季制熱時(shí),高溫水流經(jīng)管網(wǎng),輻射面溫度高于室內(nèi)溫度,向室內(nèi)發(fā)射熱輻射。熱量直接作用于人體和物體,而非加熱空氣,因此即便室內(nèi)空氣溫度低于傳統(tǒng)空調(diào)制熱的設(shè)定溫度(通常 20-22℃即可達(dá)到舒適效果),人體仍能感受到溫暖。這種方式不僅節(jié)能,還能避免傳統(tǒng)空調(diào)制熱導(dǎo)致的空氣干燥問題,保持室內(nèi)濕度適宜。
輻射空調(diào)系統(tǒng)的高效運(yùn)行,離不開兩大重要配套:除濕系統(tǒng)和新風(fēng)系統(tǒng)。夏季冷輻射面若溫度過低易結(jié)露,除濕系統(tǒng)會(huì)先對(duì)進(jìn)入室內(nèi)的新風(fēng)進(jìn)行除濕處理,將空氣相對(duì)濕度控制在 60% 以下,從根源避免結(jié)露隱患;新風(fēng)系統(tǒng)則持續(xù)為室內(nèi)輸送經(jīng)過過濾、溫濕度調(diào)節(jié)的新鮮空氣,保證室內(nèi)空氣質(zhì)量,同時(shí)承擔(dān)部分熱濕負(fù)荷,與輻射系統(tǒng)協(xié)同工作,提升整體能效。
與傳統(tǒng)空調(diào)相比,輻射空調(diào)的 “魔法” 本質(zhì)是對(duì)換熱方式的優(yōu)化:傳統(tǒng)空調(diào)以對(duì)流換熱為主,能量傳遞依賴空氣流動(dòng),易產(chǎn)生溫差和不適感;而輻射換熱占比超 60% 的輻射空調(diào),能量傳遞更直接、均勻,契合人體熱舒適需求。此外,輻射管網(wǎng)埋藏于建筑結(jié)構(gòu)中,不占用室內(nèi)空間,無明顯設(shè)備痕跡,讓室內(nèi)設(shè)計(jì)更具靈活性,這也是其 “隱形” 特質(zhì)的重要體現(xiàn)。
從能源效率來看,輻射空調(diào)的供水溫度與環(huán)境溫差小,可與地源熱泵、空氣源熱泵等高效冷熱源深度匹配,COP 值(能效比)明顯高于傳統(tǒng)空調(diào),節(jié)能潛力達(dá) 30%-50%。在雙碳目標(biāo)下,這種兼顧舒適與節(jié)能的溫度調(diào)節(jié)方式,正逐漸成為綠色建筑住宅的重要方案,讓 “看不見的溫度調(diào)節(jié)” 走進(jìn)更多生活場(chǎng)景。
這場(chǎng)無聲的熱交換魔法,既源于對(duì)自然換熱規(guī)律的精確運(yùn)用,也得益于現(xiàn)代建筑技術(shù)的創(chuàng)新賦能。輻射空調(diào)用更溫和、高效的方式,重新定義了室內(nèi)舒適環(huán)境,證明科技的進(jìn)步,往往是讓便利與舒適變得不著痕跡。