温湿度独立控制空调系统的分析探讨

摘　要：通过分析常规空调系统在设计施工和应用中的存在问题，进一步探讨了温湿度独立控制空调系统的形式和特点，指出温湿度独立控制的空调系统具有节能、可提供较高的空气品质和舒适性的特点，提出了温湿度独立空调系统是空调设计施工领域未来发展的方向并指出其面对大范围推广使用仍存在的问题。

关键词：温湿度 ； 独立控制 ； 空调系统
随着人们对舒适度要求的不断升高，环境升温的趋势日趋明显，人们越来越依赖空调系统并对其舒适性提出更高的要求。因此建筑能耗占社会总能耗的25%左右。目前应用比较成熟的常规中央空调系统是风机盘管加上独立新风系统，而在中国最先提出在国外应用比较好的还有温湿度独立控制空调系统。节约能源一直是研究的热点和重点，因而也是评判这两种空调系统优劣的一个重要指标。国内外的学者对此进行了大量的研究：在西北干燥地区, 可以利用室外干燥空气通过直接蒸发或间接蒸发的方法获取18℃冷水；采用深井回灌供冷技术，由于10m 以下的地下水水温一般接近当地的室外年均温度, 若当地的年均温度低于15℃, 可通过抽取深井水作为冷源, 使用后再回灌到地下的方法就可以不使用制冷机而获得高温冷源。我国北方大部分地区可以采用这种办法。当采用这种方式时,一定要注意必须严格实现利用过的地下水的回灌和防止污染, 否则将造成巨大的地下水资源浪费；通过土壤换热器获取高温冷水，这是直接利用土壤中埋管构成土壤源换热器, 让水通过埋管与土壤换热, 使水冷却到18℃以下, 使其成为吸收室内显热的冷源；使用高温冷水机组，在无法利用地下水等天然冷源或冬蓄夏取技术获取冷水时, 即使采用机械制冷方式, 由于要求的水温高, 制冷压缩机需要的压缩比很小, 制冷机的性能系数也可以大幅度提高。如果将蒸发温度从常规冷水机组的2~3℃提高到14~16℃, 当冷凝温度为40℃ 时, 卡诺制冷机的COP 将从7.2~7.5 提高到11.0~12.0。对于现有的压缩式制冷机, 怎样改进其结构形式, 使其在小压缩比时能获得较高的效率, 是对制冷机制造者提出的新课题。
2.湿度调节系统
　　THIC湿度调节系统根据图2所示的不同气候区采用不同的处理办法，在西部低湿度区，主要采用冷却除湿的方法，而对于高湿度的东部地区，可以采用溶液除湿、转轮除湿等除湿方式。

　　图2 气候分区图
　　冷却除湿的主要手段有直接蒸发式和间接蒸发式两种，直接蒸发式是将空气与淋水填料层直接接触，由于喷淋水温度低于需要处理的空气温度，因而空气被冷却，这是等焓加湿降温过程。间接蒸发式则是利用辅助空气流先经喷淋水直接蒸发冷却后，再通过换热器冷却需要处理的空气，这事等湿冷却过程。
溶液除湿是利用除湿溶液和空气接触，吸收水蒸气达到干燥的目的。溴化锂、氯化锂、氯化钙、乙二醇等湿常用的除湿溶液。溶液调湿新风机组处理的新风承担全部湿负荷和部分显热负荷，其余显热负荷由干式风机盘管负担。溶液调湿新风机组主要有电驱动型和热驱动型。
转轮除湿过程接近等焓过程，除湿后的空气温度显著升高需要进一步通过高温冷源( 18℃) 冷却降温，实现温湿度独立控制。但转轮除湿的运行能耗难以与冷凝除湿方式抗衡, 转轮除湿机除掉的潜热量与耗热量之比一般难以超过0.6。
  3.末端装置
　　末端装置一般采用顶面辐射供冷板或者墙面辐射供冷板以及干式风机盘管等手段。由于冷水的供水温度高于室 内空气的露点温度, 因而不存在结露的危险。当室内设定温度为25℃时, 供冷方式采用顶面辐射供冷板或者墙面辐射供冷板。即使平均冷水温度为20℃，辐射表面仍可排除显热40W/m2，这基本满足多数类型建筑排除围护结构和室内设备发热量的要求。由于不存在凝水问题，使用干式风机盘管时可采用灵活的结构和安装方式。干式盘管在干工况下运行，要求新风系统独立承担全部湿负荷而风机盘管不承担任何湿负荷［7］。与标准风机盘管的不同在于干式盘管运行工况的改变，即进出水温度大幅度提高的同时还要满足室内对冷量、风量的需求，其换热温差小于标准风机盘管，且不涉及潜热换热，需要通过增加盘管的换热面积来提高供冷量。
四、存在问题
1．THIC系统末端装置在采用现浇楼板内预埋塑料管的天棚辐射板时存在热惰性过大的问题，热惰性大虽然使得室温波动较小，达到“恒温”的效果，但是，也造成系统几乎不具备室温调节的可能，既不能满足不同人员的不同要求，也容易造成室温过低或过高。
2．中国幅员辽阔，干湿地区的划分仅仅分成两种地区，例如广东和东北都划分成潮湿地区，具体的湿度差别很大，因此在湿度控制的手段上应该有所不同，所以区域划分有待细化。
3．高温冷水机组的技术发展还不是很成熟，仍有更大的节能空间。
五、结论
1．在节能和环境舒适性上，温湿度独立控制空调系统具有明显的优势，因而这必将是未来中央空调系统设计施工的方向。
2．温度调节系统和新风处理系统的选择是温湿度独立控制系统的核心部件，需因地制宜。
3．末端装置在温度控制技术手段方面仍需改善。
参考文献
.暖通空调，2011，41(1) : 28-32