摘 要：毛细管辐射空调系统是温湿度独立控制的新型空调技术，相比于传统空调，毛细管辐射空调系统具有节能，舒适，环保的优点。同时建筑中存在大量的中水浪费，而目前的研究中未考虑将中水利用和供冷暖结合研究，因此提出将中水与空调结合研究达到节能又节水的目的。此种方法具有很高的社会效益和经济效益。
关键词：毛细管；辐射；节能；地源热泵；中水
1.毛细管辐射空调系统
1.1 毛细管网空调系统简介
1987年德国多纳蒂-赫博斯特基于仿生学发明了毛细管平面辐射空调系统，并于1986年首次应用于实际工程，此后这种空调系统在欧洲开始得到广泛应用[1]。毛细管网是一种并联分集水形式的网栅结构，类似于人的毛细血管，主管由若干的毛细管以一定的间距连接，主要管径是毛细管的6.4倍以上，每根支管均匀过水，流量大，阻力小，一端供水均匀通过毛细管辐射能量再汇集到另一根主管。[2]毛细管网辐射空调系统采用4.3×0.8 mm 或3.4×0.55 mm 的PP-R 塑料毛细管组成的间隔为10～30 mm 的网栅，犹如人体中的毛细管，起着分配、输送和搜集液体的功能。网栅中的水的流速在0.05～0.2 m/s 之间，并且不断循环，人体通过血液循环达到体温恒温，毛细管网栅系统通过16～40 ℃的水循环使建筑内四季如春。
1.2 毛细管网空调系统的优缺点
1.2.1 常规空调系统的弊病
（1）常规空调系统都是通过向室内送入经过处理的空气，依靠与室内空气的热湿交换来达到温湿度控制的目的，但是仅仅通过单一参数的送风很难实现温湿度的双参数控制，由于温湿度的特点不同，处理的舒适度也不会太好，同时也不可避免的造成一些能源的浪费。
（2）由于温湿度同时处理会造成能量的损失，制冷剂的cop会降低，有再热量的损失。
（3）空调末端在室内由于送风温差会产生结露现象，容易滋生细菌，室内空气品质比较差，容易引起各种空调病（SBS）；如果大量引入新风，会降低室内的热舒适度，同时造成大量的能源浪费[3]。
1.2.2 毛细管网空调系统的优势
（1）温湿度独立控制
系统采用毛细管网加新风系统对温度、湿度独立控制，对温度、湿度都能进行精确的控制并且不会造成大的能量损失。
（2）热舒适度高
该系统60%的热量和冷量都是通过辐射的方式进行的。室内温度均匀，无吹风感，无噪音，加热和制冷的速度快，一般情况在8min左右，而普通地板辐射采暖需要3h左右。
（3）绿色、环保
整个系统封闭运行，不产生废水，废气等，所有的原料都可以回收利用，毛细管材料是只含有碳氢两种原子的聚丙烯，材料无毒可循环利用。并且毛细管辐射空调系统采用全新风送风方式，不会通过回风与新风混合造成室内病菌的交叉传染，而且辐射空调系统的送风量远小于一次回风的送风量，从而可以降低室内空气流动速度，避免扬尘。
（4）寿命长
毛细管辐射系统运行在低温低压状态下，管路不易损坏，毛细管材料采用环保的防腐材料，通过合金钢换热器与主循环隔开，氧气渗透不会产生腐蚀或郁积堵塞现象。资料显示优质的PP-R材料管网在常温常压下使用50年保持如新。
1.2.3 毛细管网空调系统存在的问题
结露问题：在夏季进行制冷时，我们通常采用16～18℃的高溫冷水进行辐射，当该温度低于室内湿空气时，水蒸气就会凝结在毛细管外表面上，发生结露现象，结露现象产生的水滴会滋生细菌，降低室内的空气质量，如果结露现象过于明显甚至会使水滴到房间里，对房间家具装修等造成损坏，影响室内卫生和美观。针对此现象，我们通常通过新风系统来改善这个问题。新风系统主要用来承担室内的潜热负荷和湿负荷，毛细管系统主要承担室内先热负荷，达到温湿度独立处理的效果。因此此系统必须设计合理的水系统、温控系统来防止结露现象。
自动控制系统问题：毛细管平面辐射空调系统相比较传统的空调系统，自动控制系统必须保证有防止末端结露的功能，若在扰动存在情况下，室内的湿度增大，除湿系统除湿量不满足时，自动控制系统可以自动启动防结露保护措施。开发可靠的露点自动控制系统也是推广和使用毛细管平面辐射空调的关键问题所在。
2.建筑中水系统与毛细管辐射空调系统的结合利用
中水是一种介于污水和自来水之间，能够在一定领域内使用的非饮用水。城市中的中水经常用作绿化用水、道路清扫以及建筑冲厕，也被越来越多的大中城市当作城市第二水源。中水的主要水源包括：城市污水、冷却排水、盥洗排水、厨房排水、厕所排水等。据统计，建筑生活用水约占城市用水总量的60%，建筑节水不容忽视。目前居住区排水量较大、杂用水需求也大、水量易平衡，对中水系统的设计和平稳运行有利，采用中水系统后预计居住区用水量可节省30%～40%，排水量可减少35%～50%，既可减少污染，又可增加可利用的水资源，具有明显的社会和经济效益。毛细管辐射空调系统需要大量的管内循环水，并且要求不需要达到饮用水标准，因此生活中的大量的中水可以利用起来作为毛细管辐射空调系统的管内媒介。
中水处理回用是一种污水的分散处理方法，对于集中式污水处理设施及管道无法实施或成本高昂时，分散处理是保护水环境、节约水资源的一种选择，比如景区、乡村、小镇等。建筑小区是设置污水处理装置的最小单位，有稳定的污水来源，也是具有大量非饮用水，如绿化、道路冲洗、水景等用水需求。建筑小区的中水回用已经在各地有了大量的工程应用，并取得了较好的效果。毛细管辐射空调系统这一个水循环不能够有太大的用户面积，恰好与小区的中水回用系统接洽，而当前社会对中水的利用并没有涉及到暖通方面的研究，因此，将小区的中水经过过滤，除污等洁净处理后，即可将它作为毛细管辐射空调的管内媒介使用。
小区中水系统可以与地源热泵和毛细管辐射空调系统结合使用，地源热泵是热泵的一种，它是以大地为热源对建筑物进行空调、供暖和热水供应的技术。众所周知，地层之下一年四季均保持一个相对稳定的温度。在夏季，地下的温度要比地面空气温度低，在冬季却比地面空气温度高。地源侧出水温度约为15℃，可直接供给末端毛细管系统利用，使自然能量得到充分使用。因此，利用小区的地热源，小区的二次利用水来达到小区用户的空调用途，水资源再利用，既节能又具有经济效益，是一种具有研究意义的系统。
3.结束语
毛细管辐射空调系统相比于传统的空调系统，优势非常明显，其针对结露问题也有多人进行了研究。如王晋生提出采用具有高透过性的薄膜包裹冷却顶板，并在薄膜和冷却顶板之间保留一真空或空气夹层的方法，使得常规冷冻水作为冷却顶板冷媒成为可能[9]。而控制系统和成本问题相信经过研究也可以得到很好的解决，因此毛细管辐射空调系统一定会成为暖通行业研究的热点。而小区中水系统，在与暖通空调的结合研究中，必将更多的发挥出它的潜能，为社会节约能源，水资源。应用这一系统，是建筑物真正达到可持续发展，具有深远的社会效益和良好的经济效益。
参考文献：
[1]聂鑫. 毛细管平面辐射空调系统的设计研究及展望[J]. 真空与低温， 2015， 21（1）：51-55.
[2]陶岳杰，闫立军，张伟娇.毛细管网辐射空调系统特点及发展趋势[J].广东化工，2012，6（39）：348-349.
[3]雷会玉等，毛细管辐射空调系统的节能性分析[J].能源工程，2014，（2）：67-71.
作者简介：
余洪浪（1993-），男，汉，四川，硕士，研究方向：空调与制冷。