溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)應用實例淺談

俞孝棟

摘要:本文以浙江省湖州市某藥業(yè)辦公大樓中央空調(diào)系統(tǒng)設計為例，從系統(tǒng)特點、設計過程、環(huán)保節(jié)能等方面，對溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)在實際工程應用進行分析。

關(guān)鍵詞：中央空調(diào)；溫濕度；獨立控制

中圖分類號：TB657.2 文獻標識碼：A文章編號：

1 引言

隨著我國經(jīng)濟實力的迅速增強，各種建筑物的體量逐漸增大、建筑物的使用功能越來越復雜，現(xiàn)代建筑設計要滿足多方面的要求，已經(jīng)成為多學科相互交叉配合，使設計出來的建筑能真正滿足人們對建筑使用功能和心理夙愿的需要。采暖通風與空氣調(diào)節(jié)作為建筑設計的一個分支，其在建筑使用、能源分配、環(huán)境管理中所體現(xiàn)的作用日益突出。因此，中央空調(diào)設計，必須在貫徹執(zhí)行國家技術(shù)經(jīng)濟政策前提下，合理利用資源和節(jié)約能源，保護環(huán)境，促進先進技術(shù)應用，保證健康舒適的工作和生活環(huán)境等多方面進行綜合考慮，權(quán)衡分析，將中央空調(diào)整體價值最大化，提升產(chǎn)品和安裝的附加值，合理、經(jīng)濟，最大限度節(jié)約運行成本。

2 中央空調(diào)系統(tǒng)特點

中央空調(diào)的作用簡單可以理解為去除室內(nèi)余熱、余濕及污濁空氣，以滿足人體工作環(huán)境的需要。本文從溫濕度控制方面，姑且將空調(diào)系統(tǒng)分為兩類：一類是常規(guī)的空調(diào)系統(tǒng)，夏季采用熱濕耦合的控制方法（下文以常規(guī)空調(diào)代指本系統(tǒng)）；另一類與之相反，即溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)（下文以新型空調(diào)代指本系統(tǒng)）。

2.1 常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)特點

常規(guī)的空調(diào)系統(tǒng)，夏季普遍采用對空氣進行降溫與除濕耦合的控制方法。經(jīng)過低溫冷凝除濕處理后，大部分需通過再熱，使送風溫度滿足設計送風狀態(tài)點要求。系統(tǒng)設計、計算簡單，操作使用方便，但也存在著一些主要問題：

熱濕聯(lián)合處理導致的損失。

難以適應熱濕比的變化。

對環(huán)境幾室內(nèi)空氣品質(zhì)所產(chǎn)生的影響。

能源供給與品味問題。

輸送能耗問題。

2.2新型空調(diào)系統(tǒng)特點

新型空調(diào)系統(tǒng)采用溫度、濕度兩套獨立的空調(diào)控制系統(tǒng)，分別控制、調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度與濕度。由于排除室內(nèi)余熱與排除CO2、異味所需要的新風量與變化趨勢一致，因此，可以通過新風同時滿足排除余濕、CO2與異味的要求；而排除室內(nèi)余熱的任務則通過其它的系統(tǒng)實現(xiàn)。由于無需承擔低溫冷凝除濕的任務，因此，可采用較高溫度的冷源來實現(xiàn)排除余熱的任務。該系統(tǒng)優(yōu)點是：

避免了常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)中熱濕聯(lián)合處理所帶來的損失。

b．由于溫度、濕度采用獨立的控制系統(tǒng)，可以滿足不同房間熱濕比不斷變化的要求。

c．克服了常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)中難以同時滿足溫、濕度參數(shù)要求的致命弱點。

d．能有效地避免出現(xiàn)室內(nèi)濕度過高或過低的現(xiàn)象。

e．過渡季節(jié)能充分利用自然通風來帶走余濕，保證室內(nèi)較為舒適的環(huán)境，縮短空調(diào)系統(tǒng)運行時間。

3 以湖州市某藥業(yè)辦公大樓中央空調(diào)設計為例，對溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)在實際工程應用進行分析。

3.1 工程概況

本工程坐落于湖州山區(qū)山谷交匯地帶，冬暖夏涼。所處區(qū)域交通不便電力緊張，能源基本靠自給自足。建筑主體附近50米處為山谷溪流匯集點，常年溪水豐厚，滿溢至下游水位。該工程建筑面積46316平方米，建筑高度23.5米，地下一層，地上五層。為實驗室，展廳，報告廳，及各類辦公用房。空調(diào)房間室內(nèi)計算主要參數(shù)摘錄如下：

根據(jù)以上條件，經(jīng)計算，中央空調(diào)系統(tǒng)夏季尖峰冷負荷為2880KW(其中顯熱負荷1990KW，潛熱負荷890KW，總濕負荷1155kg/h),冬季熱負荷為1907KW(164萬大卡/時)。

3.2 中央空調(diào)方案分析

3.2.1夏季中央空調(diào)選用常規(guī)空調(diào)的形式面臨以下問題

a．無論是采用冷水機組加冷卻塔，或者是多聯(lián)空調(diào)（熱泵）系統(tǒng)，其巨大的空調(diào)能耗都將是該工程無法避免的。

b．該項目為藥業(yè)辦公大樓，其實驗室、研發(fā)室、制藥車間等對于溫濕度要求嚴格，常規(guī)空調(diào)對于溫濕度控制的變化調(diào)節(jié)精度難以滿足。

c．該工程區(qū)域冬暖夏涼，尤其在春、秋過渡季節(jié)，盡可能利用室外新風來消除室內(nèi)余熱余濕的要求。這對于新風溫濕度的控制要求較高。

3.2.2夏季中央空調(diào)選用新型的熱濕獨立控制系統(tǒng)的可行性分析

a．本工程為盡可能減少空調(diào)能源消耗，故考慮顯熱負荷由山谷溪流承擔。經(jīng)過實地勘察：該溪流水資源夏季最高溫度為12℃（低于室內(nèi)設計溫度，水溫滿足要求），流量約420立方米/時。該工程顯熱負荷為1990KW，設計供回水溫差為 5℃，則所需水流量為342立方米/時，實際流量滿足設計要求。為保證空調(diào)末端使用壽命，在溪水側(cè)設置水—水板式換熱器，使末端設備與天然水源隔離。同時，也避免天然水源受到污染。設計空調(diào)側(cè)供回水溫度分別為14℃，19℃；溪流側(cè)供回水溫度分別為12℃，17℃。空調(diào)末端則采用干式風機盤管，或干式空氣處理機組。

b．由于本工程各功能房間溫濕度要求嚴格，對于設備的溫濕度控制能力要求更高。為結(jié)合本空調(diào)系統(tǒng)形式，空調(diào)潛熱及濕負荷由熱泵式溶液調(diào)濕機組承擔。該機組為室內(nèi)房間提供了健康，清潔的新風的同時，其溶液全熱回收裝置能將排風中的能量得到大幅回收。無需再熱，空氣可直接處理到要求的送風點。以達到節(jié)能的目的。

3.3 本工程設計采用溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)，形式如下：

采用天然溪水經(jīng)換熱機房熱交換后為干式風機盤管及干式空調(diào)機組提供冷源，該冷源承擔室內(nèi)空調(diào)顯熱負荷，潛熱負荷由熱泵式溶液調(diào)濕機組集中處理。熱源由生產(chǎn)車間的廢熱蒸汽經(jīng)過熱交換后，為空調(diào)系統(tǒng)提供60°空調(diào)熱水，空調(diào)回水為50°C。

大空間房間均采用一次回風全空氣系統(tǒng)，采用立式或臥式暗裝柜式空氣處理機組，在吊頂內(nèi)水平敷設風管，按空調(diào)冷熱負荷進行分配，頂部散流器下送風，集中回風；辦公室等小分隔空間則采用風機盤管機組。以上設備均為顯熱處理設備，連接天然冷源水系統(tǒng)。新風（排風）由熱泵式溶液調(diào)濕機組集中處理后送至各區(qū)域（排向室外），以此消除室內(nèi)潛熱及濕負荷。新風、排風管上設多葉調(diào)節(jié)閥，便于過渡季節(jié)全新風運行。

3.4本工程溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)設計流程

a．根據(jù)各房間功能使用要求，對其進行逐時，逐項冷負荷計算，熱負荷計算。

b．根據(jù)負荷計算結(jié)果，其最大顯熱負荷值將作為空調(diào)冷（熱）源側(cè)水—水板式換熱器、冷（熱）媒水泵流量選型依據(jù)。

c．根據(jù)各空調(diào)區(qū)顯熱負荷值、室內(nèi)設計狀態(tài)點參數(shù)、送風狀態(tài)點參數(shù)（根據(jù)送風溫差求得）確定顯熱處理設備送風量，再根據(jù)空調(diào)供回水溫度、顯熱負荷值，選擇滿足設計工況的顯熱處理設備。

d．根據(jù)各空調(diào)區(qū)濕負荷值、新風量、潛熱負荷值，選擇滿足負荷指標的溶液調(diào)濕機組。

4 結(jié)束語

案例表明：采用新風去除室內(nèi)的余濕、承擔室內(nèi)空氣質(zhì)量的任務，采用高溫冷源去除室內(nèi)的余熱，即溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)，在實踐工程中能得以良好的運用。并且能夠更好的適應室內(nèi)熱濕比的變化，控制室內(nèi)空氣品質(zhì)，在降低空調(diào)電耗，改善城市能源供需結(jié)構(gòu)中起著重要的作用。

參考文獻

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