四年前，我发表过一篇文章《浅谈辐射空调》。 和不起眼的名字一样，文章的内容也很“谦虚”（没办法，这取决于我的水平和知识），但我收到了很多朋友的评论。 的赞美。 如今，就像这个冷门话题一样，这种“深谈”或许也没有必要了。 肯定会有很多朋友不同意我的观点和表达，而我也无能为力。 实践和良知需要我表达自己的观点。 对或错，对或错，全是见仁见智的问题。
维瓦尔第郑宏宇
历史上的空调
如果回顾人类文明的进程，欧洲当然是现代文明的发源地。 经过漫长的中世纪、文艺复兴和地理大发现（大航海时代），文明的基础在思想和物质方面都奠定了。 于是在17、18世纪，一大批才华横溢的科学先贤聚集在一起，人类开始了以现代科学为基础的文明史。 各种学科的基础都是在这一时期诞生的。 1820年代，卡诺父子发现的卡诺循环给出了蒸发制冷原理，也是现代空调理论的基础。 所有蒸发制冷都无法突破卡诺循环。 但在中国的天津，在20世纪90年代，水变油的时代，我们行业的一些人也声称突破了卡诺循环，成为时代的笑柄，之后就没有任何事情发生了。 近日，丹东出现一名自称挑战供暖基本理论的怪人。 这些骗子以后应该会更加聪明。 从基础理论来看诈骗太难了，小插曲就不提了。 令人不解的是，空调的出现是在卡诺父子发现制冷原理80年后。 那时已经是20世纪初，也就是1901年在美国，开利博士发明了空调。 其实，也不难理解为什么空调发明得这么晚。 主要原因是欧洲主要发达国家对夏季降温不敏感。 这是由它们的地理位置和气候条件决定的。 这就是为什么欧洲人仍然不太重视空调。 不主动、不主动的原因。 当你身边有人告诉你，他给你用的空调是德国的，请问他，德国有多少家庭安装了空调？ 也许连 5% 都没有，因为德国没有夏天。 当开利博士发明空调时，它并不是供人类使用的。 这是为了解决造纸厂的湿度问题。 起初，大多数工程师不明白他的理论是什么。 直到1910年Carrier博士才用图表来表达。 知道了如何计算空调后，工程师们开始明白这张图就是著名的焓湿度图。
自从空调发明以来，关于空气的争论就从未停止过，这就是为什么空气中的湿度影响人体的舒适度，而除湿非常重要。 开利博士并没有给出明确的答案，只是以一种模糊的方式对待。 从此，空调只控制空气的温度，采用温湿度耦合的方式去除湿气。 显然，他认为湿气是“继母的孩子”。 ，对待得模糊。 同时，由于当时的技术限制，开利博士武断地认为空气温度与墙壁的辐射温度基本相同，而忽略了体温的概念。 于是，时至今日，空调已经成为大多数人的必需品，也成为大多数人不必要的必需品。 最爱的必需品，空调系统大变革的时代正在悄然来临。
人体热舒适度和辐射空调
方奇和他的热舒适方程
人们对幸福生活的追求从未停止过。 20世纪80、90年代，丹麦技术大学POFanger教授建立了人体热舒适模型和人体热平衡理论。 聪明的方哥先生从PMV（预测平均投票满意度）和PPD（不满意）两个角度测试了人们的舒适感，并用PMV=0代表最舒适。 推荐值在-0.5~+0.5之间。 基于这个标准，产生了著名的热舒适标准ISO7730，有7种感受（如表2.1-1）：
热的感觉
热的
温暖的
稍微温暖
缓和
有点凉
寒冷的
寒冷的
PMV值
+3
+2
+1
-1
-2
-3
一些冷静的中国学者认为，我们的文化背景、物质条件、经济水平与欧洲不同。 中国的差异应该是-1≤PMV≤+1且PPD≤27%。 我们不会评论这个观点是否正确。 但至少是一种科学的态度和家人的意见，只是接下来的几个问题发生了变化。 不知道从什么时候开始，暖通行业就流传热舒适度为20℃~26℃，即20/26的谣言。 毫不羞耻地说，它来自网格PMV方法和PPD方法。 这种将波动范围转变为数值阈值范围的概念的方法是一种严重的误导。 波动值是基于设定值的，阈值为阈值。 没有核心，无法评价优劣，从而掩盖了系统可调性差、准确性差的问题，让用户无法区分系统的好坏。 如果在该范围内，则称为良好。 看来中国人更“聪明”！
网格的伟大之处在于，它是第一次从人体而不是建筑本身的角度来调节暖通空调系统。 在此之前，人们很早就关注如何从建筑物的得热量和失热量，即冷负荷和热负荷的角度来评估暖通空调系统。 方格认为，人体活动的六个方面都是为了维持人体的体温。 人体是一个不断散热的物体。 当人不感到热或冷时，人体散发的热量等于环境带走的热量。 这是人最舒服的时候。 显然，这个结论给我们行业带来了重大变化。 科学家们不再仅仅研究建筑物的冷热负荷，而是从人体热舒适度的角度分析暖通空调系统能否给我们带来舒适的环境。 这种以人体为研究中心的进展近年来突飞猛进。 在这样的趋势下，以辐射供暖和制冷为核心的辐射空调系统闪亮登场！
梅西纳先生和他的辐射空调
罗伯特·梅塞纳先生出生于意大利水城威尼斯，毕业于威尼斯大学建筑物理专业。 年轻的罗伯特在东欧出差时遇到了日全食。 太阳消失的这段时间，由于太阳辐射热突然消失，立刻刮起了一阵风，体温也发生了突变。 罗伯特印象非常深刻。 此外，他还主修建筑物理学。 背景：此后，他40年的生活和科学实践都与热辐射有关，并创造了美视辐射空调系统。
梅塞纳先生长期痴迷于网格理论，但在长期的实践中，他发现了网格理论中无法解释的部分。 2004年出版名著《理解舒适》，得到方格弟子奥尔森教授的认可，并于2005年移交给方格先生。不幸的是，方格先生因身体原因去世。 2006年去世），没有看过这本书，不做评价。 这是梅斯纳先生一生的遗憾。 本书现已被北美空调协会 ASHRAE 收藏。
那么梅的理论是什么？ 这从平方热平衡方程开始。
中号-W-C-R-E-S = 0
这里有几个边界条件，其中最重要的是C、R、E，分别代表对流带走的热量、辐射带走的热量和人体的蒸发散热。 很多人在文章中质疑方格。 如果前面吹着冷风，后面有火温暖，即使达到热平衡，也会感到舒服吗？ 当人们认为这是一个严重的问题时，梅塞纳先生在现实中发现了这个问题。 他在迪拜工作时，室外50至60度的高温已经把房间浸湿了。 空调很大而且嗡嗡作响。 即使吹着冷风，房间的墙壁温度仍然很高。 在这种情况下，人们不可能对一侧的对流和辐射感到舒适。 梅塞纳先生陷入了沉思。 梅塞纳先生经过长期的实验和研究，最终得出结论：C、R、E只有存在一定的比例关系才能称为热舒适度。 热平衡只是基础，在此基础上还必须加上附加条件。
利用这个理论，我们可以很容易地解释很多问题，比如为什么空调、暖气和制冷不舒服。 尤其是空调和暖气，更容易理解。 这就是大家长期争论的地暖胜过空调、暖气的原因。 显然，空调和暖气的空气温度很容易被加热，但此时壁面温度被空气加热得很慢，导致对流带走人体热量太少，辐射带走热量带走人体过多的热量，同时人体的蒸发也过多。 如果太低，即使达到热平衡，皮肤也会感觉非常干燥和不舒服。
夏季降温相对复杂，因为湿度会影响人体皮肤的蒸发。 湿度以空气中的蒸气压表示。 其量的多少会影响人的自然蒸发，但不会影响强制蒸发（出汗）。 汗水附着在皮肤上。 会引起人们的不适。 这就是为什么从自然蒸发过渡到强制蒸发让人感觉不舒服的原因，因为汗液不是水，而是多种代谢物的混合物，而自然蒸发只是水，所以从这个角度来说，即使热量是平衡的，即使这三者的比例关系如果正确，也不一定会舒服。 这取决于是否过渡到强制蒸发。 这个理论很好地解释了为什么雨季气温不高但人却感觉不舒服。
可见，在热舒适度高的环境中，环境对人体的辐射温度、对流温度、相对湿度必须在一个范围内，才能称为热舒适度，而不是简单的热平衡。 现在我们常用的湿度舒适范围是通过实验得到的一个四边形，梅的理论从理论上证实了这个四边形的正确性。 对于这样的理论，提出一个与这样的理论兼容的空调系统或者环境系统就变得非常简单。 然而，系统本身比过去复杂得多，因为空调这个名字已经按惯例确立了。 辐射空调这个略显牵强的名字还可以理解，但真正的全称应该叫“基于辐射制冷制热的室内环境系统”。
辐射空调与传统空调的温湿度控制对比
显然，美视辐射空调与传统空调相差甚远。 传统空调仅以耦合方式控制空气温度和湿度。 气流导致空气温度非常不均匀，湿度变得未知。 辐射式空调不仅可以独立控制温度和湿度，而且可以按照一定的比例控制温度和湿度。 温度还需要分为感觉温度（工作温度）、辐射温度和空气温度。 这三个价值观有时是相同的，但大多数时候是不同的，尤其是在工作中。
在温湿度独立控制理论中，除了辐射空调法之外，采用干风盘代替耦合风盘的解耦方法显然只对节能有一定的效果。 它对舒适度的影响可能相对较小，并且无法更换。 辐射空调的概念令人困惑。 空调的几个关键问题由于辐射式空调的出现而变得非常简单。 华北等北方地区初夏气候十分干燥，而南方地区雨季气温低、湿度大。 这两个问题都与辐射有关。 空调系统变得非常简单，不仅提高了舒适度，还节省了大量能源。 空调是地下室比较难解决的问题，而辐射空调很好的解决了这个问题。 地下室可做成与所有房间一样舒适的供暖和制冷环境。
在辐射空调的温度控制过程中，最重要的控制方法是控制辐射面的温度，而传统空调控制的是空气的温度。 这两种方法哪一种更聪明、更有效呢？ 其实，问题都出在看待冷暖的角度上。 如果你看一下建筑物的得热和失热，两者之间的差别并不大； 但如果从人体感受的角度来看，优劣立马就区分出来了。 出去。
梅塞纳先生经常举的例子就是我们的地球。 太阳通过热辐射将热量传递到地球表面，由于地球表面空气的加热和空气的对流而引起气温，人的体温就是气温。 辐射温度的加权平均值（也可以近似理解为算术平均值）。 显然此时是改变空气温度有效，还是改变太阳辐射温度有效呢？ 显然，带伞或在阴凉处更有效！ 利用同样的原理，如果你想改变房间内的感知温度，改变空气温度还是改变墙壁辐射温度更有效呢？ 显然，改变辐射壁的方法更有效，因为空气很难加热或冷却壁。
以下是业内的一些误解：
①天花板辐射采暖和地板辐射采暖
从热辐射和传热的角度来看，方向并不重要，但人们会产生热空气向上、冷空气向下的生活体验。 是的，这就是对流。 空气上部被冷却，下部被加热，产生热对流。 上部加热不能产生热对流。
显然，天花板与地面在采暖方面的热辐射角度的差异就在于辐射角度。 地面的辐射角明显大于天花板的辐射角，但姚明可能是个例外。 他太高了。 面向地面的空气热对流比天花板的大很多，但是天花板采暖对地面温度有什么影响呢？ 如果没有遮盖物，此时地面的温度应该高于空气温度。 如果一定要对地暖和吊顶采暖进行比较，第一个结论是，由于热对流和辐射角的影响，地暖比吊顶的效率更高，但吊顶采暖需要比地面更高的温度才能实现相同的热流密度； 第二个结论是，吊顶供暖的优点是可以兼顾制冷。 同样的，散热的效率也会更高。 同时，吊顶采暖不会造成地温低的现象，因为空气需要被它加热。 想想夏天的路你就明白了。 最容易被人们忽略的是，吊顶采暖空气的温度会更均匀，对流也更小，因此向外的传热损失可能会比地暖更好。 请注意，说“也许”是因为边界条件太多，实在无法说清楚。 ！
②“脚暖头冷”的传说
中医的理论足以暖身凉头。 我对起源于农耕文明的基于经验主义和形而上学的中医理论实在不感兴趣。 这不是现代科学。
如何从现代科学理论的角度解释手暖头冷？ 科学家发现，冬天手脚怕冷，但夏天也怕热，否则夏天就不会穿凉鞋了。 为什么？ 造成麻烦的是人体皮肤表面的精神元素（感觉点）。 人体有感知冷的传感器和感知热的传感器。 他们是不同的。 这些传感器主要分布在手腕和脚踝处，颈部较多，躯干较少。 人体处于非热平衡状态。 首先，从这些更敏感的地方做出回应。 显然，冬天你会感到寒冷，夏天你会感到寒冷。 天气很热，所以如果冬天你的脚和脖子温暖，你可能会感觉比其他人更温暖。 这就是冬天戴围巾的好处。 夏天则恰恰相反。 因此，正确的说法应该是“冬天暖脚暖颈，夏天凉脚颈”。 这仅供参考。
辐射空调和空气质量
大多数非专业人士提到空气质量时，首先想到的是PM2.5、VOC、甲醛等，其实去除这些是较低的要求。 更高的要求是严格控制CO2浓度，建立优质的室内环境。
长期以来，人们认为缺氧是指O2含量减少。 事实上，CO2浓度的增加导致人们对O2的吸收减少，这与O2含量有关，但关系不大。 比如我们去西藏，尽管缺氧，但一周左右就能适应。 不过，藏人来到内地，也陶醉在氧气之中，一周左右就适应了。 空气中CO2含量较低，仅为0.03%~0.05%，即300ppm~500ppm，而O2为21%。 当二氧化碳浓度超过 1500ppm 时，人们就会开始做出反应。 当达到3000ppm时，人会变得昏昏欲睡。 当达到5000ppm以上时，就会威胁健康。 当达到10000ppm时，会导致脑死亡。 此时含量仅占1%。 新鲜空气在这里的作用极其重要。
在这里，混合通风的传统空调与置换通风的辐射空调之间的效率差距巨大。 一个房间风扇板的风量通常为6至8次/小时，但这是内循环空气。 内循环空气将每个人的呼吸和PM2.5、VOC、甲醛等物质在内部循环，并混合在一起。 一下子传回了所有人的鼻孔。 最大1次/h的新风流量在6～8次/h的混合空气面前显得尤为微不足道。 如果不增加风盘内的二次细菌污染，则风盘的空气质量较差。 罪魁祸首，置换通风带来的良好气流组织是解决上述问题的最佳方案。
然而，用新鲜空气实现置换通风或近似置换通风并不容易：
①无混风是硬指标，特别是采用一次回风方式的不能称为置换通风。
②风温控制非常重要。 与室温相比，高则上浮，低则堆积。 只有当温度在-3~-6度时，才能形成良好的置换。
③时刻保持微正压是新风的重要功能。 必须采用恒风量风机，防止因过滤器堵塞而导致风量减少。
④热交换是能源消耗的重要因素，而在南方高温高湿地区，湿度交换非常重要，否则夏季新风机就会出现故障。
辐射空调的温湿度分开控制方式和辐射加置换的方式为空气质量提供了最佳的解决方案，但距离真正实现还有很长的路要走。
当我们客户的女主人说这个系统最大的优点是不需要太多的清洁，房间里没有灰尘，非常干净； 女主人说我在室内抽烟再也不用受到家人的攻击了，甚至可以抽雪茄而不用担心。 会影响它们，那么你的系统是正确的并且达到了预期的效果。
辐射空调与传统空调节能对比
这是中国存在重大误解的问题。 通常人们只认为辐射空调的节能在于使用高温冷源，而反对者则提出高温冷源温差太小是否会增加能耗。 事实上，高温冷源可能并没有想象中那么节能。 相反，这是另一个带来更大节能的问题。 我们的实践发现，即使采用普通冷源，节能指标也得到了很大的提高，甚至可以比普通空调节能40%到50%，而且冷水机的装机容量也可以减少50%以上。 40%。 重要的原因和解释还得从梅的热舒适理论说起。 从热负荷的角度来看，很难做出这样的答案，但从同一个人带走热量的角度来看，就很容易理解了。 在辐射空调系统中，由于温度和湿度分开控制，即使24小时工作，温度和湿度也会得到精确控制，不会造成浪费。 而对于普通空调来说，由于温度和湿度的耦合作用，如果不立即开启，过量的除湿量会非常大。 即使没有过度除湿，湿度也无法回收热量。 每个风扇盘每天产生的冷凝水量是惊人的。 对于300平方米的别墅来说，每天的冷凝水量将是辐射式空调的6至8倍。 这就是说，这就是不节能的根本原因。
实现这一节能目标的一个重要指标是要有足够的辐射强度，即减少空气处理量。 越少，越节能。 同时，在辐射系统中，人体的环境湿气散发也会明显减少，顾客会明显感受到皮肤清爽，不再那么潮湿。
还有一点就是降低环境中的风速，降低传热面的对流感应系数。 由于室内外温差较大，冬季这种情况会更加明显。 至于传说中空气比空调暖2度，这确实是事实，但节能有限，不提也没关系。
空调辐射与健康
① 空气质量带来健康
许多科学家的实验表明，CO2浓度是衡量空气质量的重要指标，也是健康的衡量标准之一。 EN15251 标准对比较进行了很多解释。
表2.6-1
健康
不满意
描述
CO2浓度（ppm）
<15
健康又高
350
<20
身体健康
500
≤30
可以接受
800
>30
不可接受
≥800
人类本身就是环境中CO2的主要产生者和污染源。 同样，室内污染物甲醛、VOC、PM2.5对人体健康的危害更大！
由于辐射式空调实现了置换通风，正如之前标准中提到的，这种方法完美地解决了室内空气质量问题，而且健康指数非常高。 这是共识。 对于辐射式空调，请再说一遍：置换通风是关键。 但实际上，真正的置换通气并不容易。
②神经健康和精力
有学者研究表明，生活在有辐射空调系统的环境中，容易精力充沛、睡眠好、恢复快、工作高效。 这是真的吗？ 怎么理解呢？
我们先从人体开始。 我们中国人把脑中的能量称为能量。 这种能量可以被消耗或补充。 国外学者认为这是神经系统的主要能量。 我们称之为“生物电能”。 ”或“生物电化学能”。 它用于确保神经兴奋并正常工作。 如果没有了，神经就不能积极工作，需要休息。 我们称之为没有精力，很累。 比如读书思考会消耗能量，运动会消耗能量，所有的神经兴奋都会消耗能量，有时是无意识的。 例如，我们坐了8个小时的火车，没有思考，没有锻炼。 我们甚至睡了一会儿，但还是很累。 为什么是这样？ 事实证明，我们的皮肤有2亿个传感器（神经元），包括上面提到的冷传感器和温传感器，但数量最多的是机械传感器，也可以称为触觉传感器。 乘坐火车时，火车的振动和摇晃使这些传感器几乎始终处于兴奋状态。 同时，噪音会刺激耳朵中的传感器。 这些兴奋是我们在不知不觉中消耗电化学能量的主要原因。
同样，在空调房间里，吹风的感觉、噪音、寒冷或温暖，都会在不知不觉中消耗能量，让人感到疲倦，但这些都是除降温和降温之外的“附加值”和“副作用”。空调的制热功能。 ”，不是“正”能量！辐射空调的环境很好的解决了上述问题，也在不知不觉中增添了“正”能量！它不占用你大脑宝贵的能量，释放大脑的“带宽”，让人过上更健康的生活。
（待续）
郑宏宇
欧洲暖通空调技术传教士维瓦尔第公司董事长
吉林长春人，毕业于郑州大学。 彼为高级工程师。 兼任《国家辐射供暖制冷标准》编委、全国辐射供暖制冷联盟副理事长。 师从意大利辐射空调之父“罗伯特·梅塞纳”先生学习辐射空调，并致力于“变水温辐射空调”技术的研究和推广。
