1、1温湿度独立控制空调技术应用及效果分析摘要： 空调系统及相关设备已经成为人们日常生活中的一部分，其中建筑空调为创造室内舒适环境、保证生产工艺、提高工作效率和发展生产力的重要保障。然而传统的空调系统采用的是温湿度同步调节方式，这种调节方式存在一些弊端，温湿度独立控制空调系统是将空调显热负荷和潜热负荷分开处理的一种空调形式，与常规空调系统相比具有显著的节能潜力。本文主要就温湿度独立控制空调系统在实际应用中节能效果进行了简单的阐述。 Abstract： Air conditioning systems and related equipment have become a daily part of
2、 our life， and the building air conditioning has become an important guarantee for creating a comfortable indoor environment， to ensuring the production process and improving work efficiency and developing the productivity. However， the traditional air-conditioning system with some drawbacks uses th
3、e way of temperature and humidity synchronous adjustment， but the independent temperature and humidity control air conditioning system is an air-conditioned form of sensible heat load and latent heat load separately treated. Compared with conventional air conditioning systems， its energy potential i
4、s very significant. This article mainly 2describes the energy-efficient of the independent temperature and humidity control air-conditioning system in the practical application. 关键词： 空调系统；温湿度独立控制；显热负荷；潜热负荷 Key words： air conditioning system；independent temperature and humidity control；sensible heat
5、load；latent heat load 中图分类号：TM925.12 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）35-0102-03 0 引言 随着我国经济的不断发展和人们生活水平的不断提高，人们对舒适性也有了更高的要求，随之增加的还有建筑能耗，且有愈演愈烈之势。有资料显示，我国建筑能耗占全世界总能耗的 30%左右，而空调使用能耗是其中最主要的组成部分，大约占 50%到 60%。因此，当今社会的当务之急就是如何在保证大家舒适环境的基础上尽可能地降低空调能耗，实现节约能源的目的。 温湿度独立控制空调是一种全新的空调模式，最早是由我国学者倡导的，当前已经广泛应用在了全世界。这种新
6、型的空调模式与传统的空调形式区别在于该模式对室内的温度和适度的调控是由两个独立的系统完成的，如此一来将大大降低能源的消耗，具有良好的节能效果。当前这种新型的空调模式凭借其强大的性能优势，在实践工程中得到了良好的应用效果，在控制室内空气品质，降低空调电耗，改善城市能源供需3结构中起着重要的作用。 1 传统的空调系统的缺点 传统的空调系统采用的是温湿度同步调节方式，这种方式使得传统的空调系统存在以下不足： 首先，温度、湿度的调节控制是同时进行的，能源的利用效率低。同时调节温湿度时难以结合使用天然冷源。由于传统的空调系统在实际的运行过程中，实行温湿度同步调节方法，那么调节温度和调节湿度很容易会存在一
7、些重叠的部分或者不必要的部分，使得能源的利用效率降低，造成能源的浪费。 其次，传统的空调系统难以适应热湿比的要求，调节范围有限。传统的空调系统对室内空气进行除湿是采用的冷冻除湿的方式。除湿的同时降低室内的空气温度。吸收的显热与潜热比变化的范围有限。因此不能满足那些较大范围变化的显热潜热比的建筑的需要。如果只利用传统的空调系统，势必会降低对湿度的控制，而达到控制温度的目的，这就使得室内的相对湿度偏高或者偏低。湿度过高会导致不舒适，通常又会降低室温达到热舒适的目的，但这又造成能源的浪费。 最后，传统的空调系统存在冷凝水，容易滋生细菌，从而影响房间里的空气质量。由空调系统引入室内的新风中可能会夹杂着
8、一些大气污染物，如果过滤装置出现问题就会对人的身体健康造成威胁。倘若过滤器在长期的使用中表面堆积了大量的粉尘，倘若溅入冷凝水，过滤器就会成为微生物滋生繁殖的最好场所。冷凝水中容易滋生一些致病的细菌、霉菌，导致各种疾病的发生，对身体健康构成巨大的威胁。此外，机械4制冷机使用的氟利昂一旦泄露，将严重破坏臭氧层，而且产生的温室气体引发全球变暖，不利于环境保护。 2 温湿度独立控制空调系统优势介绍 温度湿度独立控制的空调系统的优势体现在三部分：温度控制末端、湿度控制末端、冷热源部分。 2.1 温度控制末端 干式风机盘管、毛细管平面辐射式空调末端、冷梁等是温度湿度独立控制的空调系统的温度末端。在公共的建
9、筑例如办公楼由于安装空间的限制，大多采用冷梁和干式风机盘管的温度控制末端，而舒适度要求高的建筑大多采用毛细管平面辐射式的空调末端。温度控制末端在夏季要供水温度 16左右。毛细管空调末端的热交换面积大，有较快的传热速度，所以有较高的传热效率，具有节能的作用。 2.2 湿度控制末端 有独立的溶液除湿或者冷冻除湿的系统的新风系统是温度湿度独立控制的空调系统的湿度控制末端。新风系统承担着室内的新风负荷和潜热负荷。能够对室内环境的湿度进行有效精确的控制，并且没有凝水表面，同时能够提供足量的新风，达到健康的目的。末端采用置换送风的通风方式，即下送风，顶回风的送风方式。新风与回风采用的是独立的风道，新风与排
10、风之间不会交叉污染。置换送风系统的优势在于人员活动的地方的空气品质好；室内空气是不混合的，不循环使用；能够减少 10%40%的新风量、低速低紊流送风，热舒适性好，体现出其节能的优势。现以热泵式溶液调湿新风机组为例分析溶液除湿的优势。热泵式溶液调湿新风机组是一种以调湿溶液为工作介质，兼具冷热源、对新风进行除湿以及加湿处理、全热回收处理、新风过滤等功能的5新风处理设备。由此，热泵式溶液调湿新风机组既是一种能量热回收装置，体现了能源利用的优势，又是对空气进行热湿处理的设备，它可以调节新风中水含量，能够精确地控制室内的温度和湿度。 2.3 冷热源部分 任何的冷热源系统比如冷水机组、土壤源热泵、高温冷水
11、机组、水源热泵等都可以被用作温湿度独立控制系统的冷热源。如果制冷方式采用的是机械制冷，会因为制冷机的压缩比的降低，而使其 COP 值显著的得到提高。如果温湿度独立控制空调系统的冷热源与廉价的天然冷热源（地、水源热泵）结合使用，将会有更加显著的节能效果。 3 温湿度独立控制空调技术基本原理 温湿度独立控制空调系统的特点是湿度和温度可以实现独立调节，其中湿度用用干燥新风通过变风量方式实现调节，温度高温冷水通过独立的末端实现调节。 3.1 系统组成 温湿度独立控制空调系统的基本组成为：处理显热的系统与处理潜热的系统，这两个系统分别控制着室内的温度和湿度，具体如图 1 所示。 3.2 核心设备 温湿度
12、独立控制系统主要包括高温冷水机组、新风处理机组、去除显热的室内末端装置、去除潜热的室内送风末端装置四个主要设备，其中新风处理机组和室内显热控制末端装置是最核心的设备。3.2.1 新风处理机组 温湿度独立控制空调系统中最常用的新风处理机组是溶液调湿型空气处理机组，其原理和空气处理过程如图 2 所示。 63.2.2 显热控制末端装置 温湿度独立控制系统的显热控制末端形式多样，比如辐射板、风机盘管等，但应用最广的形式是辐射板。辐射板的供冷量由辐射换热量与对流换热量两部分组成，其中辐射换热量占主要部分。有研究表明：当水量、供水温度相等的条件下，随着辐射板热阻的增加，辐射板表面温度会增加，造成供冷能够变
13、差；反之，供冷能力越强。 有资料显示，在人员多为静坐劳动强度的室内温度 26的房间内，若没有太阳辐射，那么其地板辐射供冷系统的最大供冷能力约为50W/m2。此时要想提高辐射板的单位面积供冷量，最有效的措施是采用对流强化辐射板，它能够在没有太阳辐射的情况下，大幅度地提高对流部分供冷量。 4 节能性分析 温湿度独立控制空调系统处理显热时采用高温冷水机组，冷水温度由 7提高到 18左右，由于随着机组蒸发温度的提高其 COP 值也会增加，具有良好的节能效果。湿度处理系统采用热泵式溶液调湿新风机组内置溶液全热回收单元，其较高的全热回收效率可达 70%80%，有效减少了新风处理能耗。DeST 软件模拟结果
14、显示，与常规空调系统相比，温湿度独立控制空调系统能源效率更高，表 1 是清华大学以北京地区大型公共建筑为例，采取常规和新型两者方法进行模拟的能耗水平分析。 分析表 1 可知，北京办公建筑温湿度独立控制空调系统全年 EER 为4.5；常规空调系统全年 EER 为 3.6，节能率为 20.83%。其中，常规制冷机的平均 COP 为 5.49；而高温制冷机的平均 COP 为 7.77，溶液新风机组7平均 COP 为 6.04，都比常规制冷机高，整体冷源节能率为 26.22%。通过其它实验比较可以发现温湿度独立控制空调的节能率为 20%30%，其中冷源的贡献率最大在 70%左右。 5 结论 温湿度独立
15、控制空调系统对于温度与湿度的分别控制、调节，比传统的空调系统有更加灵活、有效、准确的调节方式，不仅提高了健康水平和舒适度，而且避免了传统的空调系统中温湿度同时处理导致的能量损耗，具有良好的节能效果。此外温湿度独立控制空调系统的冷热源可以结合多种自然冷源，节能效果良好，具有良好的发展空间。 参考文献： 1刘拴强，刘晓华，江亿.温湿度独立控制空调系统在医院建筑中的应用J.暖通空调，2009（04）. 2段凯，康侍民，刘俊跃，田智华.辐射吊顶+热泵式溶液除湿系统在夏热冬暖地区的应用J.制冷与空调（四川） ，2008（01）. 3连之伟.关于“温湿度独立控制空调系统”的评述J.中国建设信息供热制冷，2008（07）. 4刘拴强，刘晓华，江亿，刘昕，李海翔，陈晓阳，强斌，杨海波.南海意库 3#办公楼温湿度独立控制空调系统实测与分析J. 暖通空调，2011（01）.
