摘要：地暖辐射制冷系统通过低温冷水循环形成冷辐射面，以辐射为主、对流为辅的方式高效吸收室内热量，结合精准的露点温度控制和多能互补冷源，实现静音、均匀的制冷效果。地暖辐射制冷系统的能效优化需从结构改造、智能调控、多能互补等多维度入手，结合动态监测与标准化评价体系，实现节能降耗与运行稳定性的平衡。实际应用中需因地制宜，综合考量气候条件、旅客流量等变量，制定针对性方案。

关键词：机场航站楼；地暖辐射制冷系统；能效评价；优化；

地暖辐射制冷系统在机场航站楼的应用兼具节能性、舒适性及环保性优势，通过辐射供冷、多能互补和智能调控技术，实现大空间高效温控，成为现代智慧机场建设的核心解决方案。

一、地暖辐射制冷系统定义

地暖辐射制冷系统是一种以地板为辐射末端，通过低温循环冷水降低地面温度，形成冷辐射面，利用辐射和对流方式向室内供冷的系统。‌运行原理‌：通过预埋于地板下的管网（如PE-Xb、PE-RT等管材）输送低温冷水（通常略高于室内露点温度），以冷辐射与自然对流形式吸收室内热量，实现降温。‌系统集成性‌：与地暖采暖系统共用管网，通过切换冷热源（如地源热泵、空气源热泵等）实现冬夏两用，需配套温湿度调控装置以防止结露。‌冷热源选择‌：可采用可再生能源（如水源热泵、地热等）或传统能源驱动，冷源水温需精准控制以平衡能效与舒适性。‌舒适性优势‌：相比空调强制对流制冷，该系统无噪音、无吹风感，温度分布均匀，但需结合新风除湿技术避免冷表面结露。技术延伸。‌与采暖系统的兼容性‌：同一管网冬季通热水（如30～45℃）实现辐射供暖，夏季通冷水（如16～20℃）供冷，需通过旁通阀和智能控制系统实现模式切换。‌标准化发展‌：我国《辐射供暖供冷技术规程》（JGJ242-2012）已明确其设计规范，推动冷热一体化技术的工程应用。

二、地暖辐射制冷系统工作原理

1.冷源循环与末端降温。‌低温冷水循环。‌系统通过预埋于地板下的管网（如PE-Xb、PE-RT管材）输送低温冷水（通常为16～20℃），冷水吸收室内热量后升温，再返回冷源（如地源热泵、地下水或空气源热泵）重新冷却，形成闭式循环。‌冷辐射面形成。‌低温冷水持续降低地面温度，使地板成为“冷辐射面”，通过辐射换热直接吸收人体、家具等物体的热量，减少空气温度波动。

2.辐射与对流协同供冷。‌辐射主导降温。‌冷地板以红外辐射形式直接向室内释放冷量，冷辐射能量占比达60%以上，实现无风感、无噪音的降温效果。‌自然对流辅助。‌冷地板与空气接触后，通过自然对流降低近地面空气温度，冷空气因密度增大下沉，热空气上升形成循环，均匀调节室内温度。

3.防结露与温湿度控制。‌露点温度监测。‌系统通过室内温湿度传感器实时监测露点温度，中央控制器动态调节冷水温度（通常高于露点温度1～2℃），避免冷表面结露。‌新风除湿联动。‌结合新风系统降低室内湿度，进一步扩大冷辐射面与露点温度的安全差值，保障系统稳定运行。

4.冷热源切换与系统兼容性。‌双模式管网设计。‌同一套管网冬季通热水（30～45℃）实现辐射供暖，夏季通冷水（16～20℃）供冷，通过阀门切换和智能控制实现冬夏功能转换。‌可再生能源适配‌。

三、地暖辐射制冷系统在机场航站楼的应用优势

1.节能降耗与能效提升。‌低负荷高效运行。‌地暖辐射制冷系统通过辐射换热直接吸收人体及设备热量，无需依赖强制空气对流，主机负载率可常年低于75%，较传统空调省电40%以上。例如，机场采用该系统后，在集中空调停机时仍能维持航站楼温度，综合节能效果显著。‌可再生能源适配性。‌结合地源热泵、空气源热泵等冷热源，系统可利用浅层地热能等自然能源。济宁大安机场通过地埋管地源热泵系统，年节电量达132万千瓦时，运维成本降低30%以上。

2.舒适性与环境调控。‌无风感静音运行。‌冷辐射通过地板均匀释放，无传统空调的吹风感和噪音，室内温差控制在±1℃，湿度稳定在50%-60%，符合WELL健康建筑标准。机场航站楼实测垂直温差≤1℃，乘客体感舒适度显著提升。‌局部精准供冷。‌针对航站楼高挑空间，系统仅需对地面以上2米范围进行制冷，冷空气自然下沉形成温度分层，减少无效供冷区域，能耗较传统方式降低20%-30%。

3.系统稳定性与可靠性。‌极端气候适应性。‌系统在-20℃至35℃的宽温域下均可稳定运行，无需辅助设备。北京大兴机场应用4年未出现故障，机组寿命达15年以上。‌防结露智能控制。‌通过实时监测露点温度，动态调节冷水温度（高于露点1-2℃），结合新风除湿联动，有效避免冷表面结露问题。

4.环保减排与社会效益。‌低碳技术标杆。‌地源热泵系统年减少碳排放58万吨以上，符合民航领域“双碳”战略需求。机场通过地热能利用，成为全球绿色机场典范。‌空间利用率优化。‌取消传统空调风机盘管和风道，释放吊顶空间，提升航站楼建筑美学与功能布局灵活性。

四、地暖辐射制冷系统能效评价方法

1.核心能效评价指标。‌能效比（EER）。‌以制冷量与系统总能耗的比值衡量瞬时能效，适用于固定工况（如冷水温度16～20℃、室内温度25℃）下的性能评估。地暖辐射制冷系统EER值普遍高于传统空调，可达3.5～4.5。‌季节性能效比（SEER）。‌基于全年动态工况（温度范围18～40℃）计算综合能效，反映系统在不同季节、负荷率下的运行效率，地暖辐射制冷系统SEER值通常为4.0～5.5。‌性能系数（COP）。‌用于评价冷热源设备（如地源热泵）的能效，地源热泵制冷COP可达4.0～5.0，显著高于空气源热泵（2.5～3.5）。

2.能效测试方法。‌实验室测试法。‌在模拟环境中测量固定工况下的EER和COP值，需控制冷水温度、流量及室内温湿度（如温度25±1℃、湿度50%～60%）。‌现场实测法。‌通过监测实际运行数据（如冷水进出口温度、流量、电耗）计算动态能效，需结合建筑负荷率、冷热源切换频率等因素修正误差。‌模拟分析法。‌利用软件（如TRNSYS、EnergyPlus）建立系统模型，预测不同气候区、建筑结构的能效表现，误差率需控制在±10%以内。

3.能效影响因素及优化方向。‌冷热源匹配性。‌地源热泵与地暖辐射末端的温差匹配直接影响COP值。例如，地埋管出水温度每降低1℃，系统COP提升3%～5%。‌管网水力平衡。‌采用变流量控制技术（如压差无关型调节阀），可减少水力失调导致的无效能耗，系统综合能效提升10%～15%。‌防结露控制精度。‌冷水温度与露点温度的安全差值（1～2℃）需动态调整，避免过度降温和再热损失，能效波动可减少20%。

五、地暖辐射制冷系统优化措施

1.防结露控制优化。‌动态露点监测与调节。‌通过室内温湿度传感器实时监测露点温度，中央控制器动态调节冷水温度，确保冷辐射面温度始终高于露点温度1～2℃，避免结露风险。‌湿度独立控制技术。结合新风除湿系统，将室内湿度控制在50%～60%以下，扩大冷辐射面与露点温度的安全差值，减少防结露能耗。

2.冷热源匹配与能效提升。‌可再生能源适配。‌优先选用地源热泵、空气源热泵等冷热源，夏季利用18℃以下地下水或土壤冷源，降低主机能耗，系统COP可提升至4.0～5.0。‌双工况管网设计。‌采用PE-Xb、PE-RT等耐温管材，冬季通热水（30～45℃）供暖，夏季通冷水（16～20℃）供冷，通过智能阀门切换实现冬夏模式无缝转换。

3.系统设计与运行优化。‌管网水力平衡技术。‌采用压差无关型调节阀或分布式变频泵，实现变流量控制，减少水力失调导致的无效能耗，系统综合能效提升10%～15%。‌低温差大流量运行。‌降低冷热水供回水温差至3～5℃，增大循环流量，减少冷量输送损失，同时避免地面过冷引起的舒适性问题。

4.末端与空间适配优化。‌分区分控技术。‌通过电动切换阀实现不同区域独立控温，例如机场航站楼高挑空间仅对地面2米范围供冷，降低无效供冷区域能耗20%～30%。‌家具布局适配。‌避免家具完全遮挡辐射地板，采用离地10cm以上床体或柜体设计，保障冷量扩散，防止局部冷凝导致霉变。

5.智能控制与运维管理。‌AI负荷预测算法。‌基于建筑热惰性和室外气象参数，提前12小时预调节冷水温度及流量，减少负荷波动引起的频繁启停。‌全生命周期维护‌。每季度清洗过滤网及管道，年度检测管道密封性和泵阀状态，采用智能诊断系统实时监测能效衰减，运维成本降低30%以上。地暖辐射制冷系统优化需围绕防结露控制、冷热源匹配、管网平衡、智能调控四大核心方向，通过动态露点监测、可再生能源耦合、分区分控等技术实现能效与舒适性双提升，同时结合AI算法与精细化运维延长系统寿命，适配机场、商业综合体等大空间场景的低碳需求。

六、地暖辐射制冷系统绝热性能提升方法

1.绝热材料优化。‌高密度保温层设计。‌采用XPS挤塑板或石墨聚苯乙烯（EPS）作为绝热基材，导热系数≤0.035 W/（m·K），厚度不低于30mm，阻断冷量向楼板方向的无效传递，降低热损失率20%～30%。‌反射膜升级‌。铺设铝基反射膜（反射率≥95%），通过镜面反射原理将冷辐射能量定向集中于室内空间，减少冷量向下层传递的无效损耗。

2.结构设计优化。‌分层复合绝热构造。‌采用“保温层+空气层+反射层”三层复合结构，空气层厚度5～10mm，利用空气低导热特性形成二次绝热屏障，综合绝热性能提升15%～20%。‌全铝板干式模块应用。‌使用全铝板干式地暖模块，铝板导热系数达237 W/（m·K），配合高密度沟槽保温板（抗压强度≥20t/m²），实现冷量高效向上传导，同时向下热损失减少40%以上。

3.施工工艺提升。‌无缝拼接与密封处理。‌保温板拼接处采用聚氨酯发泡胶填充，边缘与墙体间预留10mm伸缩缝并填充弹性密封胶，消除冷桥效应。‌预制沟槽模块化安装。‌采用预制沟槽保温模块（如PE-Xb管嵌入式结构），避免现场切割造成的保温层破损，施工后整体绝热性能稳定性提升30%。

4.冷热源适配优化。‌低温冷源匹配。‌优先采用地源热泵提供16～18℃冷水，降低供冷温差，减少因低温冷水导致的绝热层结露风险。‌防冷凝智能调控。‌通过露点温度实时监测联动冷源水温调节（高于露点1～2℃），结合新风除湿系统控制室内湿度≤60%，避免绝热层因冷凝水渗透导致性能衰减。

5.运维管理强化。‌周期性绝热层检测。‌每季度采用红外热成像仪检测地面温度分布，定位绝热层破损或冷桥区域，及时修补空鼓或裂缝。‌管道密封性维护。‌年度检查管道接口密封性，防止冷水渗漏浸泡保温层，确保绝热材料长期性能稳定。

七、机场供暖与制冷节能减排项目实施案例

1.多能互补系统集成。机场零碳项目。‌采用“光储充+二氧化碳冷热一体化+地源储能”技术，建成8MW光伏电站和11.7MWh储能设备，结合CO₂热泵实现夏冬冷热联供，年减碳1.3万吨，能耗降低72%。

2.可再生能源深度应用。机场水源热泵改造。‌以水源热泵替代燃气锅炉，利用16～18℃地下水供冷，年节省天然气费150万元，减碳700吨。机场地热+光伏系统。‌结合2500米深井地热（60℃热水）与浅层地热井（720口）满足冬夏需求，光伏装机覆盖70%新能源车辆充电，年储电5MWh。机场太阳能光热系统。‌建设520㎡太阳能集热装置维持锅炉水温，搭配EC风机改造，年减少天然气消耗20%以上。

3.智慧化能源管理。机场数字孪生平台。‌基于AI和大数据分析，构建三维能源管控系统，实现冷热负荷预测与动态调节，运维效率提升40%。机场天然气分布式能源站，‌采用2台3.3MW燃气内燃机+余热溴化锂机组，冷热电联供效率达85%，年运行小时数超5000小时。机场航班联动控制。‌划分456个温控分区，结合航班动态调节空调与照明，单位客货碳排放强度较2019年下降12.5%。

4.技术创新与工艺优化。‌防结露智能调控。‌采用露点监测联动冷水温度调节，保障辐射供冷系统无冷凝风险。‌低温差大流量输配技术。‌机场通过降低供回水温差（3～5℃）和变频泵调节，减少冷量输送损失15%～20%。

总之，机场供暖与制冷节能减排项目以多能互补（如地源热泵+光伏）、智慧管理（数字孪生+AI预测）为核心，结合低温差输配、防结露控制等技术创新，实现年均减碳量超万吨级。

参考文献：

［1］邵宏宇.机场航站楼地暖辐射制冷系统的能效评价与优化策略.2022.

［2］旺运来.浅谈机场航站楼地暖辐射制冷系统的能效评价与优化措施.2023.