1、温湿度独立控制系统摘要通过温湿度独立控制系统与传统热湿联合处理空调方式的比较，得出传统热湿联合处理空调方式的弊端。合理采用温湿度独立控制系统，既满足高品质的空气要求，有带来节能效果。 关键词温湿度独立控制系统显热潜热 中图分类号： P426 文献标识码： A 文章编号： 0 引言 空调系统中，温度和湿度分别独立的控制系统，具有较好的控制和节能效果，表现在温、湿度的分控，它可以消除参数的耦合，各控制参数容易得到保证。 1 传统的热湿联合处理空调方式的弊端 空调方式的排热、排湿都是通过空气冷却器对空气进行冷却和冷凝除湿，再将冷却干燥的空气送入室内，实现排热、排湿的目的。传统的热湿联合处理的空调方式
2、存在如下弊端： 能源浪费。由于采用冷凝除湿的方法排除室内余湿，冷源的温度需要低于室内空气的露点温度。考虑到传热温差与介质输送温差，实现16.6的露点温度需要 7的冷源温度，这是现有空调系统采用 57的冷冻水、房间空调器中直接蒸发器的冷媒蒸发温度也多在 5的原因。在空调系统中，占总负荷一半以上的是显热负荷部分，本可以采用高温冷源排走的热量却与除湿一起共用 57的低温冷源进行处理，造成了能源利用品味上的浪费。而且，进过冷凝除湿后的空气虽然湿度满足要求，但温度过低，有时还需要再热，造成能源的进一步浪费与损失。 难以适应热湿比的变化。通过冷凝方式对空气进行冷却和除湿，其吸收的显热与潜热比只能在一定的范
3、围内变化，而建筑物实际需要的热湿比却在较大的范围内变化。一般是牺牲对湿度的控制，通过仅满足室内温度的要求来妥协，造成室内相对湿度过高或过低的现象。相对湿度过高的结果是不舒适，进而去降低室温设定值，通过降低室温来改善热舒适，造成能耗不必要的增加；相对湿度过低也将导致由于与室外的焓差增加而使处理室外新风的能耗增加。 室内空气品质存在问题。大多数空调依靠空气通过冷表面进行降温除湿，这就导致冷表面成为潮湿表面甚至产生积水，空调停机后这样的潮湿表面就成为霉菌繁殖的最好场所。空调系统繁殖和传播霉菌成为空调可能引起健康问题的主要原因。另外，目前我国大多数城市的主要污染物仍是可吸入颗粒物，因此有效过滤空调系统
4、引入的室外空气是维持室内健康环境的重要问题。然而过滤器内必然是粉尘聚集处，如果再漂溅过一些冷凝水，则也成为各种微生物繁殖的最好场所。频繁清洗过滤器既不现实，也不是根本的解决方案。 室内风速偏高。为了排除足够的余热余湿，同时又不使送风温度过低，就要求有较大的循环通风量。例如每平方米建筑面积如果有 80W 显热需要排除，房间设定温度为 25，当送风温度为 15时，所要求循环风量为 24m/(h.m)，这就造成室内很大的空气流动，使居住者产生不适的吹风感。为减少这种吹风感，就要通过改进送风口的位置和形式来改善室内气流组织。这往往要在室内布置风道，从而降低室内净高或加大层高。很大的通风量还极易引起空气
5、噪声，并且很难有效消除。在冬季，为了避免吹风感，即使安装了空调系统，也往往不使用热风，而有另外的采暖系统通过散热器散热。这样就导致室内重复安装两套环境控制系统，分别供冬、夏使用。 输配能耗偏大。为了完成室内环境控制的任务就需要有输配系统，带走余热、余湿、CO2、气味等。在中央空调系统中，风机、水泵消耗了40%70%的整个空调系统的电耗。在常规中央空调系统中，多采用全空气系统的形式。所有冷量全部用空气来传送，导致输配效率很低。 2 温湿度独立控制系统 温湿度独立控制系统本身是作为一种对空气处理方式的新思路提出来的。系统中采用的具体技术与传统的制冷与除湿技术并没有过多的差别，其实质是采用了温度与湿
6、度两套独立的空调控制系统分别控制、调节室内的温度与湿度。 温湿度独立控制系统的基本组成为：处理显热的系统与处理潜热的系统。两个系统独立调节、分别控制室内的温度与湿度，即利用湿度控制系统承担建筑全部的潜热负荷，实现对室内湿度的控制；利用温度控制系统，处理剩余的建筑冷（热）负荷，实现温度控制。显然各种除湿方法都难免对室内显热负荷产生影响，但是温度控制系统可以承担这种影响产生的显热负荷，从而实现对室内温度的控制。 1）显热的系统包括：高温冷源、余热消除末端装置，通常采用水作为输送媒介。由于除湿的任务由处理潜热的系统承担，因而显热系统的冷水供水温度不再是常规冷凝除湿空调中的 712低温冷冻水进行冷却去
7、湿，而是提高到被处理空气的露点温度以上，仅需采用 1618的冷水即可满足降温要求，从而为天然冷源的使用提供了条件，即使采用机械制冷方式，制冷机的性能系数也有大幅度的提高。余热消除末端装置可以采用辐射板、干式风机盘管等多种形式。干式风机盘管设计风量较大，应选取较大的盘管换热面积，以较少的盘管排数降低空气侧流动阻力，相应带来末端设备的初投资增加。由于供水的温度高于室内空气的露点温度，因而不存在结露的危险。 2）潜热的系统同时承担去除室内 CO2、异味，以保证室内空气质量的任务。该系统由新风处理机组、送风末端装置组成，采用新风作为能量输送的媒介。在处理潜热的系统中，由于不需要处理温度，因而湿度的处理
8、可能有新的节能高效方法。一般来讲，这些排湿、排有害气体的负荷仅随室内人员数量而变化，因此可采用变风量方式，根据室内空气的湿度或 CO2 的浓度来调节风量。 3）新风处理方式。温湿度独立控制空调系统中，采用新风处理系统来控制提供干燥的室外新风，以满足排湿、排 CO2、排味和提供新鲜空气的要求。采用转轮除湿方式是一种可能的解决途径，通过在转轮转芯中添加具有吸湿性能的固体材料（如硅胶等） ，被处理空气与固体吸湿材料直接接触，从而完成对空气的除湿过程。吸湿材料需要进行再生，再生温度一般在 120左右，近年来也有研究采用 6090中低温的再生方法。转轮除湿方式中空气的除湿过程接近于等焓过程，减湿升温后的
9、空气需进一步通过高温冷源冷却降温。溶液除湿是另一种可行途径。空气直接与能吸湿的盐溶液（如溴化锂溶液、氯化锂溶液等）接触，空气中的水蒸气被盐溶液吸收，从而实现空气的除湿，吸湿后的盐溶液需要浓缩再生才能重新使用。溶液式除湿与转轮除湿机理相同，仅由吸湿溶液代替了固体转轮。由于可以改变溶液的浓度、温度和气液比，因此与转轮除湿相比，溶液除湿还可实现对空气的加热、加湿、降温、除湿等各种处理过程。与转轮相同，吸湿后的溶液需要浓缩再生后才能重新使用，但溶液的浓缩再生可采用 7080的热水、冷凝器的排热等低品位热能。传统的冷凝除湿是第三种途径。如采用双冷源温湿分控空调系统，高温冷源承担空调系统总负荷的 85%9
10、0%，低温冷源承担空调系统总负荷的 15%10%。 基于湿度控制系统的主要目的是除湿，从“按需送风就近除湿”的原则出发，风口应该接近人员主要活动区。末端风量的调节方法可与传统的变风量系统类似，即采用相对湿度传感器或二氧化碳传感器检测，调节变风量末端装置的开度实现。 3 温湿度独立控制系统特点 温湿度独立控制将降温处理从常规的热湿联合处理中独立出来，大幅度提高了冷冻水的温度，为很多天然冷源的直接使用提供了条件；使水源热泵、太阳能制冷等可再生能源利用方式更加有效；即使采用常规机械制冷方式，由于冷冻水温度提高，也明显提高了冷水机组 COP。 由于温湿度独立控制可以满足不同房间热湿比变化的要求，克服了常规空调系统温湿度难以同时满足、室内湿度偏高或偏低的现象。室内温度控制系统采用显热处理方式，消除了冷凝水盘提高了室内空气品质。由于室内显热处理方式处理能力有限，送风温差较小，所以不适合于室内显热负荷很大、需要高换气次数和空气过滤要求较高的全空气系统的场合。对于温湿度独立控制空调系统无法全部覆盖的大型多功能综合建筑，可能仍需再有一套适合常规空调系统的低温冷冻水系统相配合。
