溫濕度獨立控制系統在工程中的應用

王海蓉

山東同圓設計集團有限公司

溫濕度獨立控制系統在工程中的應用

王海蓉

山東同圓設計集團有限公司

隨著國家進入能源短缺時代，節省能源是我國目前一個重要的戰略目標。溫濕度獨立控制空調不僅高效節能，同時具備綠色環保、節省空間和高舒適度等特點，因此近年來在民用建筑中的應用越來越廣。

溫濕度獨立控制 節能 工程應用

溫濕度獨立控制空調技術采用的是溫度和濕度兩套獨立的空調系統分別控制、調節室內的溫度和濕度，溫度控制系統控制室內溫度，濕度控制系統控制室內濕度的同時，滿足除味、稀釋二氧化碳和提供新鮮空氣的需求。余熱消除末端裝置可以采用毛細管網換熱器、輻射板、干式盤管等多種形式，由于供水的溫度高于室內空氣的露點溫度，因而不存在結露的危險。濕度控制系統由新風處理機組、送風末端裝置組成，采用新風作為能量輸送的介質，濕度的處理方式常采用冷卻除濕、溶液除濕。本文結合實際工程重點介紹溫濕度獨立控制空調系統的末端系統。

1 室內溫濕度控制系統

1.1 室內溫度控制系統

毛細管系統是處理顯熱系統的一種末端形式。它采用4.3mm×0.8mm的PPR塑料毛細管組成的間隔為10mm～30mm的網柵，猶如人體中的毛細管，起到分配、輸送和收集液體的功能。在網柵中和人體毛細管中的液體流動速度基本相同，都在0.05m/s～0.2m/s之間。同時人體皮下組織的毛細血管與周圍環境成功地進行了傳熱交換，達到自身溫度調節的目的。圖1為毛細管系統安裝圖。

圖1 毛細管系統安裝圖

冬季毛細管內通較低溫度的熱水，柔和地向房間輻射熱量；夏季毛細管內通溫度較高的冷水，柔和地向房間輻射冷量。由于毛細管席換熱面積大，傳熱速度快，因此傳熱效率更高。

1.2 室內濕度控制系統

在溫濕度獨立控制系統中，采用新風系統來承擔排除室內余濕、二氧化碳和室內異味的任務，以保證室內空氣質量。

1）置換通風（圖2）是將新鮮空氣直接進入工作區，并在地板上形成一層較薄的空氣湖。空氣湖是由較涼的新鮮空氣擴散，室內的熱源產生向上的對流氣流形成的。新鮮空氣由于熱源的浮力作用使其向室內上部流動并形成室內空氣運動的主導氣流。排風口設置在房間頂部，并將污染空氣排出。通過對置換新風含濕量的調節，可以對室內濕度進行調節：夏季相對濕度較大，可以通過降低置換新風濕度的辦法達到除濕的目的；冬季相對濕度較小，可通過增加置換新風濕度的辦法達到加濕的目的；春秋過渡季節可根據實際情況對新風進行處理，從而達到加濕除濕的效果。

圖2 置換新風系統

2）新風處理單元。溶液除濕熱回收處理是恒溫恒濕空調系統中新風處理常用的一種方式。

2 工程實例

青島某工程專屬服務公寓，該工程為獨棟建筑，地上17層，總建筑面積約1萬m2，地上公寓部分設計為恒溫恒濕空調系統。

該建筑空調系統供冷季，冷源為6臺風冷模塊式冷熱水熱泵機組，風冷熱泵機組提供7/12℃的供回水溫度，直接通入組合式新風機組中表冷器，用于新風降溫除濕；通過毛細管系統的板式換熱器，換成17/20℃的供回水溫度，供給毛細管網空調末端。

供熱季，熱源為市政熱源，經板式換熱器換成供水溫度60℃的熱水，供新風機組中的表冷器，用于新風加熱；經毛細管系統的板式換熱器，換成31/35℃的供回水溫度，供給毛細管網空調末端。過渡季節熱源為風冷熱泵，其提供45/40℃的供回水溫度，通過板式換熱器換成31/35℃供回水溫度，供給毛細管網空調末端。

下面以B戶型為例介紹一下該工程的恒溫恒濕空調末端系統地選用。

新風機組來承擔新風負荷和室內的潛熱負荷滿足室內濕度以及通風的要求。新風機組的送風參數夏季室內送風溫度≥16℃送風含濕量≤8.0kg/h。夏季冷卻除濕、冬季供暖加濕，戶內設24小時運行的集中送新風與排風系統。新風通過豎井內的新風管與布置于地板下的送風支管從地板送風口送入空調房間排風口設于戶內的衛生間及廚房。地板送風與頂部排風形成置換通風方式提高通風換氣效率和室內空氣品質。樓頂設置2臺組合式空調新風機組。新風機組選用顯熱回收熱交換器回收室內回風的熱量。

2.1 計算參數

表1為該建筑空調系統的計算參數。

表1 空調計算參數（青島地區）

2.2 新風系統

2.2.1 新風處理過程

1）夏季新風處理過程（圖3）

圖3 夏季新風處理過程

夏季室外狀態點：t=29℃，ts=26℃，查焓濕圖得：i1=109.88kJ/kg·干空氣，d1=29.05g/kg·干空氣。

夏季室內狀態點：t=26℃，φ=60%，查焓濕圖得：i2=58.93kJ/kg·干空氣，d2=12.82g/kg·干空氣。

夏季新風送風點：t=15.5℃，φ=95%，查焓濕圖得：i3=42.5kJ/kg·干空氣，d3=10.6g/kg·干空氣。

2）冬季新風處理過程（圖4）

圖4 冬季新風處理過程

冬季室外狀態點：t=-9℃，φ=64%，查焓濕圖得：i1= -6.33kJ/kg·干空氣，d1=1.11g/kg·干空氣，ρ1=1.2kg/m3。

冬季室內狀態點：t=20℃，φ=40%，查焓濕圖得：i2= 34.81kJ/kg·干空氣，d2=5.76g/kg·干空氣，ρ2=1.2kg/m3。

冬季新風送風點：t=20℃，φ=40%，查焓濕圖得：i2=34.81kJ/kg·干空氣，d2=5.76g/kg·干空氣，ρ2=1.2kg/m3。2.2.2 新風量的確定

一名成年男子散濕量（輕勞動，室溫26℃）：184g/h，一戶按3人計算，每戶散濕量=184×3=552g/h。

每戶新風量：

①根據人員衛生要求：3×30m3/h=90m3/h；

②按消除余濕所需新風量：552/(12.82-10.6)= 248.65kg/h=207m3/h。

因此，該戶型新風量按210m3/h考慮，每個送風口送風量為30m3/h，共設計7個送風口。

2.2.3 新風系統負荷

①夏季新風冷負荷：210×1.2×(109.88-58.93)= 3.57kW；

②夏季新風為室內提供的冷負荷：210×5.48=1.15 kW；

③夏季新風設備冷負荷：210×22.46=4.72 kW。

2.3 毛細管網末端輻射系統

2.3.1 建筑圍護結構熱工性能參數

屋頂綜合傳熱系數K≤0.32W/(m2·K)；外墻綜合傳熱系數K≤0.432W/(m·2K)；外窗綜合傳熱系數K≤2.26W/(m·2K)

2.3.2 房間冷負荷

根據規范對每個房間進行逐時冷負荷和冬季熱負荷計算，室內采用毛細管席輻射空調系統，夏季承擔室內顯熱冷負荷，冬季承擔室內熱負荷，控制室內溫度，根據各房間冷熱負荷選擇相應的毛細管席的換熱面積，一般是頂板安裝，部分負荷較大的房間毛細管席鋪設于內墻上。

圖5為某毛細管網末端輻射系統尺寸，其中，毛細管席長度（L）為1000～6000mm，毛細管席寬度（B）為960mm。毛細管系統充注水后質量為562g/m2，換熱面積為0.71m2，水流量為0.27l/m2，制冷量為80W/m2。

圖5 毛細管網末端輻射系統尺寸

3 結論

本文結合實際工程，以毛細管末端敷設系統和置換新風系統為例詳細介紹了溫濕度獨立控制系統的原理以及室內末端系統實際工作中地選用過程，相對于常規空調系統而言，此形式的溫濕度獨立控制空調系統可節能約30%。

[1]徐偉.空氣節能技術對綠色建筑的貢獻[Z].信息時報,2007.7.10

[2]左濤.獨立新風結合吊頂冷輻射板空調系統（DOAC+CRCP）的應用[J].制冷空調與電力機械,2006,(5):61-65

[3]劉曉華,江億.溫濕度獨立控制空調系統[M].北京:中國建筑工業出版社,2006

Applic a tion of Te m pe ra ture a nd Hum idity Control Sys te m in Engine e ring

WANG Hai-rong
Shandong Tongyuan Design Group Co.,Ltd.

With the national shortage of energy into the era of China’s current,energy saving is an important strategic objective.Temperature and humidity independent control air conditioning is not only energy efficient,along with green, saving space and high comfort,etc.,so in recent years in civil construction it is applied more widely.

independent control of temperature and humidity,energy saving,engineering application

1003-0344（2015）03-087-3

2014-3-3

王海蓉（1972～），女，本科，高工；山東濟南高新區舜華路2000號舜泰廣場11號樓B座（250101）；0531-66770275；E-mail:whr227@126.com