微孔顶板辐射空调系统供冷供暖性能的模拟研究
摘要
微孔顶板辐射空调系统是一种以微孔顶板作为辐射末端，空气作为能量载体的新型
空调系统，应用在邮轮住舱中不仅占用空间小，还具有良好的舒适节能性。静压箱作为
该空调系统的蓄能空间，其结构参数直接影响了载能空气的流动和换热过程以及空调系
统的供冷、供暖效果。因此，研究静压箱高度、顶板开孔率、送风支管形式、送风参数
等对微孔顶板供冷、供暖性能的影响，可为微孔顶板辐射空调系统在邮轮住舱的应用提
供参考。
本文以邮轮中某一典型舱室作为研究对象，研究微孔顶板辐射空调系统应用于邮轮
住舱时的冬季供暖性能和夏季供冷性能。首先，参考文献中的实验数据，对数值模拟研
究中辐射模型和湍流模型的准确性进行了验证，在此基础上，对微孔顶板辐射空调系统
应用于冬、夏两种运行工况时的供冷供暖性能进行了模拟计算，通过对空调系统总供（冷）
热量、辐射供冷（热）量及其占比、孔板表面平均温度及孔板表面温度均匀性、静压箱
送风压降系数与送风速度均匀性、载能空气出流量等指标的对比分析，给出了冬季供暖
和夏季供冷性能均较好的结构参数、送风支管形式和送风参数的设计建议。研究结果表
明，对于所研究的邮轮住舱类型，适当增加静压箱高度有利于增强微孔顶板辐射空调系
统的供冷、供暖效果，微孔顶板辐射空调系统在冬季和夏季均较为适宜的静压箱高度在
300~400mm之间；增加孔板开孔率会削弱空调系统的供暖/冷效果，不利于提高室内人
员舒适性，但载能空气出流量增多，可以有效改善室内空气品质，夏季供冷时还可以降
低孔板表面结露风险，综合考虑，建议冬夏季共用时顶板开孔率在1.95%~3.14%之间；
静压箱内增设不同类型送风支管对静压箱内载能空气流动与传热会产生一定的影响，若
具备安装送风支管的条件，建议在静压箱内安装两个送风口的送风支管；增加送风温差
可以有效强化空调系统的供暖/冷效果，且辐射供暖/冷占比增加，可以提高室内人员舒
适性，综合对比，建议夏季工况送风温度在8~12℃之间为宜；冬季工况送风温度在35~37℃
之间为宜。若空调房间安装独立新风系统供应新风，建议夏季送风温度6~10℃之间，冬
季送风温度在37~41℃之间为宜。
关键词：微孔顶板；辐射空调；邮轮住舱；气流组织；数值模拟
微孔顶板辐射空调系统供冷供暖性能的模拟研究
Abstract
Themicro-perforatedroofplateradiationairconditioningsystemisanewtypeofair
conditioningsystemwithmicro-perforatedroofplateastheradiationendandairastheenergy
carrier,whichisappliedinthecruiseshipaccommodationnotonlyoccupieslittlespacebut
alsohasgoodcomfortandenergysaving.Thestaticpressureboxastheenergystoragespace
ofthisairconditioningsystem,itsstructuralparametersdirectlyaffecttheflowofenergy-
carryingairandtheheatexchangeprocessaswellasthecoolingandheatingeffectoftheair
conditioningsystem.Therefore,thestudyoftheinfluenceofstaticpressureboxheight,roof
openingrate,airsupplybranchform,airsupplyparametersonthecoolingandheating
performanceofmicroporousroof