辐射供冷研究现状与发展前景
0引言
中国社会主义建设进入新时期，在我国的建筑行业迅猛发展的同时，建筑方面的能耗也迅猛增加，我国的能源消耗主要集中在建筑能耗、工业能耗和交通能耗，建筑能耗占总能耗的42%，其中采暖、空调所占用的部分几近
供70%。在目前中国已存的将近500亿平方米的建筑中，节能建筑只占1%左右，剩下的不管从围护结构或者是空调系统的角度来考虑都是能耗高的建筑，同纬度的发达国家采暖所耗能源在单位面积上只有我国的30%-50%。当下我国的建筑能耗浪费非常严重，并且建筑耗能的增长速度远超过本国能源增长的速度，按照目前这种能耗增长方式，我国的能源生产模式必定无法满足这种高标准的能源需求方式。但是辐射供冷空调系统是一种舒适性高，而且能耗较少的空调形式，辐射供冷空调系统的制冷能力和其辐射板外表面的热力参数是此种空调系统运行以及设计的重要指标，辐射供冷能提供极佳的室内热环境，运行成本低。
1辐射供冷加新风复合空调系统的工作原理
所谓辐射供冷空调系统是指通过降低建筑围护结构的内表面中某一个或其中多个内表面的温度，构成低温辐射面板，通过此辐射面板与室内的家具或者人员及建筑围护结构中其他各面进行辐射换热从而达到降温目的的一种技术方式，因为在辐射供冷复合空调系统中，由于辐射换热占总传热的份额有50%之多，
因此采用辐射供冷复合空调系统时，空调房间内的设定温度可以低于传统空调系统1℃-2℃，此种空调系统优势在于：节能性高、舒适性好、污染较小，然而辐射冷板存在着可能会结露、总供冷量较低、室内无新风流入等等问题。因而国内外很多研究人员将辐射冷板与其他空调设备结合起来作为复合空调系统，并对此进行了大量的研究。常见的是辐射供冷面板结合相关空调设备进行合理布置，其中有三个组成部分：空调冷、热源，系统供冷末端，独立新风除湿系统。此复合空调系统与室内环境的换热方式一般有两种：热对流，辐射换热。根据此两种换热方式，辐射供冷复合空调系统的末端有两种形式的设备：对流式设备、辐射式设备。辐射供冷空调系统中的对流式设备有两种，即主动式冷梁、被动式冷梁。所谓主动式或被动式是依据室外空气供给到室内的情况而称，被动式冷梁只能完成夏季制冷的工作，主动式冷梁既可以制冷，也可以加热。冷梁的加入使得辐射供冷空调系统供冷能力得到极大的提升。
2国外辐射供冷研究动向及新发展
美国采暖，制冷与空调工程师学会（ASHRAE）在2000年出版了辐射供冷技术手册，在其中对于辐射供冷、供暖的基本原理进行了详细的阐释。顶板辐射供冷被美国能源部称为是目前和将来会是经济方面最具优势的空调节能方式之一。
T.Singh[1]研究了辐射板安装在不同的内表面位置对室内热环境和能耗的影响，他指出辐射制冷空调系
统相对于传统的全空气空调系统可以节约8%的能耗，并且无论哪种位置安装的辐射板，对于室内温度分布和能耗的影响都没有较大差异。而Kilkis[2]在研究辐射地板供暖系统提高热泵性能时指出，由于热量被储存在地板内和墙内，从而可以降低负荷的峰值，并且还得出在不同气候条件下、不同类型的建筑的削峰系数。Salmaan Craig，David Harrison等人[3]，采用BIO-TRIZ工具，设计了一个屋顶热气候区的辐射冷却系统，通过辐射耦合天空冷源进行自然冷却，屋顶设置关于对流换热的热绝缘材料，估测到在沙特阿拉的伯利雅得地区，有此冷却系统的屋顶，将会比其他标准屋顶的温度平均降低四度。D Song，T Kim，S Song，S Hwang，SB Leigh等人[4]提出了一种地板辐射供冷系统，建立一个室外专用空气单元，可使通风冷却和除湿一体，用以消除区域内一部分显冷负荷。当室外空气进入室内时，通过通风冷却盘管，可防止地板表面产生凝结水。该系统不仅能够解决辐射板表面结露问题，也可以控制室内的热环境在可接受的范围内的舒适性。此外，该系统提高了内部负载变化的响应速率。H.Karlsson[5]采用数值模拟工具研究了嵌入式地板水下采暖系统的瞬态运行问题，对于整个试验周期内的地板温度分布，地板结构，热交换过程进行了研究，其中对于辐射板结露的问题进行了具体的实验记录，其结论显示，潜热负荷与较大的室内空气含湿量导致辐射板表面上产生冷凝。A Zarrella，MD Carli，C Peretti[6]采用模拟工具，研究分析了意大利气候区内一个典型的住宅公寓内的地板辐射供冷，对热舒适性和能源消耗方面进行研究，其中强调：为防止地板结露，系统需要除湿设备或添加机械通风。实现这一目标有两个主要的选择。第一个是使用除湿设备，降低湿度，但不加上通风，即设备处理室内空气。二是机械通风系统的除湿翅片线圈组合。J.D.feng，S.Sschiavon等人[7]通过调查
辐射供冷研究现状与发展前景
张泽宾
（华北水利水电大学环境与市政工程学院，郑州453000）
摘要：对辐射供冷空调系统的国内外研究和发展现状进行综述，在此基础上指出辐射供冷空调系统可能出现的问题，以及对应问题的解决思路，最后对其未来的应用前景进行了展望。
关键词：辐射供冷；结露；舒适性；节能性
Internal Combustion Engine&Parts
相同的环境条件下，设计冷却负荷的计算方法，用于辐射和空气系统，研究在两个系统之间的冷负荷在一系列的设计配置的大小，并对于辐射冷却系统中辐射板的规格进行了概括性说明。Helmut Weinläder，Felix Klinker等人
[8]采用多种温度传感器，对于德国能效中心大楼内两种不同材料做成的辐射顶板：PCM-passive cooling mode即被动模式下的冷却吊顶，进行了研究，其中A型相变材料安装在天花板上部，B型材料安装在水管下面，实验结果表明，B型材料能与室内有良好的热连接，但是两种系统的被动冷却功率相
等。Eleftherios Bourdakis等人[9]采用模拟软件TRNSYS，在6个辐射冷却模型下分别用最大冷负荷的50%、70%、100%进行模拟，证明一个辐射冷却系统的运行不应基于其最大冷负荷，而应基于其下限值，但是通风冷负荷应根据最大冷负荷设计，此举为顶板辐射冷却系统下房间的负荷设计提供了相当大的指导意义。
3国内辐射供冷研究动向及新发展
国内对辐射供冷系统的研究始于上个世纪80年代，但是受到理论与技术的限制，发展较慢，直到2005年，清华大学节能示范楼引入毛细管空调系统，在随后的几年里，该种供冷供暖形式发展较快，但是国内对毛细管的研究主要集中在各大高校、科研院所和设计单位在理论层面上的研究，如辐射表面结露、热舒适性、新风量的选取、负荷的计算方法[10]及空调水系统形式等。
2005年，周向阳[11]以气流组织为例阐述了射流在空调中的应用及重要性，并对射流在空间形成的速度场进行了数学描述。马玉奇，刘学来，李永安等人[12]，对于顶板辐射供冷空调系统的传热过程建立数学模型，并且用MATLAB软件进行编程，研究辐射板的各物性参数的变化对于辐射冷却顶板性能变化的影响，研究表明影响制造成本的主要部分在于埋管间距的大小、不同材料的面板和管材。马玉奇指出，可以用成本较低的铁管取代铜管并且可以将价格较高的铝板换作铁板。孔祥雷，张小松[13]，通过对辐射供冷空调系统结露问题研究现状的总结，提出了一种“疏导结露”的辐射板模型，此模型在较高
的冷媒水温度下也有较好的防结露特性，为辐射供冷空调系统结露问题的研究提供了新思路。孙亭，刁乃仁[14]等经过进行辐射板供冷实验的方式给出对于辐射板换热量大小造成主要影响的因素，同时对于在辐射供冷加置换通风复合空调系统模式下的辐射板结露现象进行了分析，指出了此种新型复合空调系统可在夏季良好的工作。钱佳炜，李念平等人[15]通过建立辐射供冷加置换通风空调系统的数学模型（其中新风以射流形式加入室内），使用CFD 模拟软件对空调房间进行了稳态条件下的模拟，从而得出室内温度分布与气流组织。研究结果指出，辐射冷却顶板加置换通风的空调系统在有贴附射流作用下能够保持室内良好的舒适度，并且可有避免辐射顶板的结露现象，从而保证辐射冷却板可以在设计温度下正常运行，保证了房间良好的热环境。赵忠超，云龙等人[16]以辐射供冷与竖壁贴附射流复合空调系统为研究对象，采用模拟仿真软件FLUENT进行数值仿真和试验研究的方法对复合空调系统室内空气品质进行研究。结果表明，在辐射板温度和贴附射流送风参数选择合理的条件下，复合空调系统的温度场、速度场分布均满足人体的热舒适性要求，同时贴附射流可以在冷辐射板表面形成一层干燥的空气隔离层，能有效防止结露现象发生。李念平，孙烨瑶等人[17]以不同实验房间对比试验的方式进行了装载有贴附射流加顶板辐射冷却空调复合系统的室内热环境的影响研究，同时对于各房间内辐射顶板的结露现象进行对比。研究指出：有贴附射流作用下的复合空调系统比仅有辐射供冷面板的系统温度降低的快，幅度大，并且复合系统的辐射板温度和室温均可以低于仅有辐射供冷面板的空调系统，因此其供冷能力更优。
4结语
辐射供冷作为一个新颖的供冷方式，在与不同的新风供给模式结合后作为复合空调系统，可以在室内热环境、舒适度、能源消耗等等诸多方面优于传统的空调形式，差异化的设计方式更使得辐射供冷空调形式在不同的气候条件、地区能够给予用户得到更好的使用效果。将来，辐射供冷复合空调系统将会出现在越来越多的家庭、办公楼中，为祖国的节能事业，为人类的美好生活提供强有力的支持。
参考文献:
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[4]Song D,Kim T,Song S,et al.Performance evaluation of a radiant floor cooling system integrated with dehumidified ventilation [J].Applied Thermal Engineering,2008,28(11):1299-1311. [5]Karlsson H.Embedded water-based surface heating part2: experimental validation[J].Journal of Building Physics,2010,34(2): 143-162.
[6]Zarrella A,Carli M D,Peretti C.Radiant floor cooling coupled with dehumidification systems in resid
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[9]Bourdakis E,Kazanci O B,Olesen B W.Load calculations of radiant cooling systems for sizing the plant[J].Energy Procedia, 2016,78:2639-2644.
[10]邱林.地板辐射采暖房间热负荷计算方法的探讨与分析[J].建筑热能通风空调，2003（1）：11-13.
[11]周向阳.射流理论在空调中的应用[J].能源研究与管理，
0引言近年来，随着我国经济飞速发展，信息化技术的蓬勃兴起与应用深入到各行业领域中，国务院、教育部及地方政府对高职教育信息化给予了高度重视。依据国务院《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》、《高等职业教育创新发展行动计划（2015-2018年）》文件精神：“现代信息资源主要面向专业布点多、学生数量大、行
业企业需求迫切的专业领域，应用信息技术改造传统教学
模式。”[1]
因此，高职院校应着力满足行业、企业人才需求，合理有效利用信息化环境与数字化教学资源改革教学模式，加强现代信息技术与高职教育有机融合与创新，全面提升教育教学质量[2]。此外，河北省政府积极贯彻国家《中国制造2025》、《国务院关于加快发展现代职业教育的决
定》、《工匠精神读本》等文件精神和现代教育理念，主动适
应京津冀协同发展战略和服务河北省产业升级，促进现代信息技术与装备制造业深度融合，有效推动河北省高职院
校教师专业技能发展和教学能力提升。
机电类专业作为河北省装备制造业的支柱特专业，其理论知识要求较强，实践技能要求精细，理实一体化程度较高，
因此，教师应在传统教学基础上积极引入现代信息技术教育教学理念、改进人才培养模式、切实创新教学——————————————————————
—基金项目：唐山工业职业技术学院院级项目“现代信息技术促进唐山工业职业技术学院机电类专业高技能人才培养教学模式改革的研究”（项目编号：YJKT201618），主持人
陈轶辉；河北省高等学校人文社会科学研究项目“机电
一体化技术专业中高职课程体系衔接的研究与实践”
（项目编号：SZ16115），主持人牛彩雯。
作者简介：陈轶辉（1978-），男，河北唐山人，工学硕士，讲师，主
要从事机电液一体化技术、机械工程、计算机辅助测控等方面的教学与科研工作。
现代信息技术在高职机电类专业教学中
创新实践的研究
The Study on Innovative Practice of Modern Information Technology in the
Electromechanical Teaching of Higher Vocational Education
陈轶辉CHEN Yi-hui ；牛彩雯NIU Cai-wen ；成咏华CHENG Yong-hua ；张雨新ZHANG Yu-xin ；戴琨DAI Kun ；王凤华WANG Feng-hua
（唐山工业职业技术学院，唐山063299）
（Tangshan Polytechnic College ，Tangshan 063299，China ）
摘要：现代高职教育教学的发展和创新与信息化技术融合至关重要，机电类专业作为河北省装备制造的支柱专业，依托京津冀协同发展战略优势和教育资源，以“互联网+”和大数据信息为基础，将现代信息技术引入课堂教学，着力创设数字化及虚拟仿真教学与实训环境，即重视理论教学更突出技能实践，培育学生职业素养和“工匠精神”。创新实践并形成一套学生接受度好、互动性强、获得感高、直观生动的现代信息化教学方法，即适用于机电类等专业，更为其他高职专业教学提供有效路径和有益借鉴。
Abstract:The integration of information technology and the development and innovation of teaching in modern higher vocational
education is of great importance.As the pillar major of equipment manufacturing in Hebei Province,the electromechanical specialty needs to rely on the strategic advantages of the collaborati
ve development and the education resources of Beijing-Tianjin-Hebei,and should be on the basis of the "Internet +"and the big data information.What's more,we need to introduce the modern information technology into classroom teaching and strive to create digital and virtual simulation teaching and training environment,that is to say,we need to pay attention to theoretical teaching and attach more importance to skill practice,and cultivate students'professionalism and their craftsman spirit.We should innovate the practice and form modern information teaching method which is well received,interactive and highly motivated,intuitive and vivid.It cannot only be applied to the majors such as electromechanical and manufacturing,but also provides
effective path and useful reference for the teaching of other majors in higher vocational education.
关键词：现代信息技术；机电类专业；融合；创新实践；教学方法
Key words:modern information technology ；electromechanical specialty ；integration ；innovative practice ；teaching method
2005（2）：9-10.
[12]马玉奇，刘学来，李永安，等.冷却顶板空调系统热工参数分析[J].山东建筑大学学报，2007，22（5）：425-429.
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