看不見的溫度調節魔法:輻射空調的工作原理揭秘
當我們在悶熱夏日走進一間沒有空調出風口、卻始終保持 24℃恒溫的房間,仿佛置身于自然陰涼的山林間 —— 這就是輻射空調創造的 “隱形舒適區”。不同于傳統空調依靠吹風強制換熱,輻射空調以輻射換熱為主體,通過建筑自身的圍護結構傳遞能量,實現溫度調節,其工作原理如同一場悄無聲息的熱交換魔法。
輻射換熱是自然界基礎的熱傳遞方式之一,指物體通過電磁波傳遞熱量,無需空氣作為介質。輻射空調正是利用這一原理,在天花板、地面或墻面內部鋪設細密的輻射管網,管網中循環流動著特定溫度的水(夏季約 18-20℃,冬季約 32-35℃)。當管網中的水與室內環境存在溫度差時,輻射面會通過紅外線輻射的形式,向室內空間釋放或吸收熱量,從而調節室溫。
夏季制冷時,低溫水流經輻射管網,使輻射面溫度低于室內空氣結露溫度但高于結露溫度(避免結露),此時輻射面向室內發射冷輻射。室內物體、人體與冷輻射面之間發生熱交換,人體熱量被輻射面 “吸收”,從而產生涼感。這種降溫方式無需吹風,避免了傳統空調的風感、噪音和空氣擾動,也減少了灰塵擴散,室內溫度分布均勻,溫差不超過 ±1℃。
冬季制熱時,高溫水流經管網,輻射面溫度高于室內溫度,向室內發射熱輻射。熱量直接作用于人體和物體,而非加熱空氣,因此即便室內空氣溫度低于傳統空調制熱的設定溫度(通常 20-22℃即可達到舒適效果),人體仍能感受到溫暖。這種方式不僅節能,還能避免傳統空調制熱導致的空氣干燥問題,保持室內濕度適宜。
輻射空調系統的高效運行,離不開兩大重要配套:除濕系統和新風系統。夏季冷輻射面若溫度過低易結露,除濕系統會先對進入室內的新風進行除濕處理,將空氣相對濕度控制在 60% 以下,從根源避免結露隱患;新風系統則持續為室內輸送經過過濾、溫濕度調節的新鮮空氣,保證室內空氣質量,同時承擔部分熱濕負荷,與輻射系統協同工作,提升整體能效。
與傳統空調相比,輻射空調的 “魔法” 本質是對換熱方式的優化:傳統空調以對流換熱為主,能量傳遞依賴空氣流動,易產生溫差和不適感;而輻射換熱占比超 60% 的輻射空調,能量傳遞更直接、均勻,契合人體熱舒適需求。此外,輻射管網埋藏于建筑結構中,不占用室內空間,無明顯設備痕跡,讓室內設計更具靈活性,這也是其 “隱形” 特質的重要體現。
從能源效率來看,輻射空調的供水溫度與環境溫差小,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)明顯高于傳統空調,節能潛力達 30%-50%。在雙碳目標下,這種兼顧舒適與節能的溫度調節方式,正逐漸成為綠色建筑住宅的重要方案,讓 “看不見的溫度調節” 走進更多生活場景。
這場無聲的熱交換魔法,既源于對自然換熱規律的精確運用,也得益于現代建筑技術的創新賦能。輻射空調用更溫和、高效的方式,重新定義了室內舒適環境,證明科技的進步,往往是讓便利與舒適變得不著痕跡。