温湿度独立控制空调系统

现有空调系统存在的问题新空调系统应具备特点温湿度独立控制空调系统新风处理方式高温冷源的制备温湿度独立控制空调系统适用范围温湿度独立控制系统工程案例夏季人体舒适区为25ºC，相对湿度60%，此时露点温度为16.6ºC。空调排热排湿的任务可以看成是从25ºC环境中向外界抽取热量，在16.6ºC的露点温度的环境下向外界抽取水分。目前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。热湿联合处理的能源浪费由于采用冷凝除湿方法排除室内余湿，冷源的温度需要低于室内空气的露点温度，实现16.6ºC的露点温度需要约7ºC的冷源温度。经过冷凝除湿后的空气虽然湿度（含湿量）满足要求，但温度过低，有时还需要再热，造成了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围内变化，建筑物实际需要的热湿比却在较大的范围内变化。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。过高的结果是不舒适，降低室温设定值，造成能耗不必要的增加；过低也将导致由于与室外的焓差增加使处理室外新风的能耗增加。室内空气品质问题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。有效过滤空调系统引入的室外空气是维持室内健康环境的重要问题。室内末端装置的问题为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。大的循环通风量会造成室内很大的空气流动，使居住者产生不适的吹风感，极容易引起空气噪声，并且很难有效消除。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。往往要在室内布置风道，从而降低室内净高或加大楼层间距。在冬季，为了避免吹风感，通过另外的暖气系统通过采暖散热器供热。随着能源问题的日益严重，以低品位热能作为夏季空调动力成为迫切需要。目前北方地区大量的热电联产集中供热系统在夏季由于无热负荷而无法运行，使得电力负荷出现高峰的夏季热电联产发电设施反而停机，或者按纯发电模式低效运行。如果可以利用这部分热量驱动空调，既省下空调电耗，又可使热电联产电厂正常运行，增加发电能力。加大室外新风量，能够通过有效的热回收方式，有效的降低由于新风量增加带来的能耗增大问题；减少室内送风量，部分采用与采暖系统公用的末端方式；取消潮湿表面，采用新的除湿途径；不用空气过滤式过滤器，采用新的空气净化方式；少用电能，以低品位热能为动力；能够实现高体积利用率的高效蓄能；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，两个系统独立调节分别控制室内的温度与湿度。处理显热的系统包括：高温冷源，余热消除末端装置，采用水作为输送媒介。处理潜热的系统包括：新风处理机组，送风末端装置，采用新风作为能量输送的媒介。在温湿度独立控制空调系统中，采用新风承担排除室内余湿、CO2、室内异味。一般来说，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浓度调节风量。由于仅是为了满足新风和湿度的要求，如果所需新风量远小于变风量系统的风量。这部分空气可通过置换送风的方式从下侧或地面送出，也可采用个性化送风方式直接将新风送入人体活动区。室内显热排除方法屋顶或垂直表面辐射方式排除显热1.基本可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。2.由于水温一直高于室内露点温度，因此不存在结露的危险和排凝水的要求。a.屋顶辐射方式b.垂直表面辐射方式a.b.室内显热排除方法干式风机盘管通入高温冷水排除显热1.与变风量系统相比，这种系统实现了室内温度和湿度的分别控制。实现了新风量随人员数量同步增减。2.与风机盘管加新风方式相比，免去了凝水盘和凝水排除系统。3.同时由于不再存在潮湿表面，根除了滋生霉菌的温床，可有效改善室内空气品质。4.降低了运行能耗，还减少了由于室内外温差过大造成的热冲击对健康的危害。由于不存在凝水问题，干式风机盘管可采用完全不同的结构和安装方式。这可使风机盘管成本和安装费大幅度降低，并且不再占用吊顶空间。相对于常规系统，温湿度独立控制系统有诸多优点系统中，新风处理环节是技术难点如何采用其他的处理方式排除室内的余湿如何处理出非露点的送风参数如何实现对新风有效的湿度控制转轮除湿方式工作原理用硅胶、分子筛等吸湿材料附着于轻质骨料制作的转轮表面。待除湿的空气通过转轮的一部分表面，空气中的部分水分被吸附于表面吸湿材料，实现除湿。吸了水的转轮部分旋转到另一侧与加热的再生空气接触，放出水分，使表面吸湿材料再生，再进行下一个循环。吸湿过程接近等焓过程，减湿加热后的空气可进一步通过高温冷源（18℃）冷却降温，从而实现温度与湿度的独立控制。不足之处热能利用效率仍难以提高到与吸收制冷机抗衡转轮的除湿空气与再生空气间的渗透问题转轮除湿机热能利用效率低（除湿与再生这两个过程都是等焓过程而非等温过程，转轮表面与空气间的湿度差和温度差都很不均匀，造成很大的不可逆损失）空气直接与具有吸湿的盐溶液接触溶液式除湿与转轮式除湿机理相同，仅由吸湿溶液代替了固体转轮。转轮是运动部件，很难在转轮内部接入能够吸收热量或提供热量的换热装置。采用溶液吸湿，可以使空气溶液接触表面同时作为换热表面，在表面的另一侧接入冷水或热水。溶液具有杀菌、除尘作用，可以起到净化空气的作用。溶液杀菌效果检测报告热湿单元交换模块自带热泵的溶液热回收型新风机组热源驱动溶液除湿新风处理系统温度要求降低，可采用天然冷源。即使采用机械制冷，制冷机的理想COP将有大幅度提高。三菱重工（MHI）微型离心式高温冷水机组18ºC高温冷水机组的性能曲线右图示出了利用该微型离心式冷水机组制备高温冷水时的性能计算值。各类办公楼，写字楼，商场，宾馆，饭店等公共建筑和商业建筑的新风处理系统。各类高档公寓，别墅等对空气品质要求比较高的民用建筑。各类要求恒温恒湿或低湿度（含湿量不低于2g/kg干空气，相对湿度不低于20%）要求的工业建筑，机房，工艺车间，仓库等。其他对室内湿度有严格要求或空气品质要求比较高的场合。需要注意当建筑结构密封性能很差，导致新风渗透量比较大的时候，不建议采用温湿度独立控制系统。全回风系统（无新风或新风量极少）的项目也不建议采用温湿度独立控制系统。北京某办公楼(2003年3月开始施工，至10月工程竣工,建筑面积约2000m2，共5层，建筑高度18.6m)空调系统的全年运行测试结果表明:该系统可提供健康、舒适的室内环境；夏季，溶液系统的综合能效比可达1.5，再生效率0.85；冬季，溶液式新风机的全热回收效率约为50%;在现有的电价和热价水平下，运行费仅为常规电压缩制冷空调系统的60~70%;可采用低温热源驱动，为低品位热源的利用提供了有效途径，对降低空调电耗，改善城市能源供需结构，解决楼宇热电联产系统的负荷匹配问题都可起到重要作用。