溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)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(shè)計(jì)為例，從系統(tǒng)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)過(guò)程、環(huán)保節(jié)能等方面，對(duì)溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)在實(shí)際工程應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：中央空調(diào)；溫濕度；獨(dú)立控制

中圖分類(lèi)號(hào)：TB657.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

1 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的迅速增強(qiáng)，各種建筑物的體量逐漸增大、建筑物的使用功能越來(lái)越復(fù)雜，現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)要滿足多方面的要求，已經(jīng)成為多學(xué)科相互交叉配合，使設(shè)計(jì)出來(lái)的建筑能真正滿足人們對(duì)建筑使用功能和心理夙愿的需要。采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)作為建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)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(shè)計(jì)，必須在貫徹執(zhí)行國(guó)家技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策前提下，合理利用資源和節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境，促進(jìn)先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用，保證健康舒適的工作和生活環(huán)境等多方面進(jìn)行綜合考慮，權(quán)衡分析，將中央空調(diào)整體價(jià)值最大化，提升產(chǎn)品和安裝的附加值，合理、經(jīng)濟(jì)，最大限度節(jié)約運(yùn)行成本。

2 中央空調(diào)系統(tǒng)特點(diǎn)

中央空調(diào)的作用簡(jiǎn)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(lèi)：一類(lèi)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(lèi)與之相反，即溫濕度獨(dú)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(diǎn)

常規(guī)的空調(diào)系統(tǒng)，夏季普遍采用對(duì)空氣進(jìn)行降溫與除濕耦合的控制方法。經(jīng)過(guò)低溫冷凝除濕處理后，大部分需通過(guò)再熱，使送風(fēng)溫度滿足設(shè)計(jì)送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)要求。系統(tǒng)設(shè)計(jì)、計(jì)算簡(jiǎn)單，操作使用方便，但也存在著一些主要問(wèn)題：

熱濕聯(lián)合處理導(dǎo)致的損失。

難以適應(yīng)熱濕比的變化。

對(duì)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(wèn)題。

輸送能耗問(wèn)題。

2.2新型空調(diào)系統(tǒng)特點(diǎn)

新型空調(diào)系統(tǒng)采用溫度、濕度兩套獨(dú)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(fēng)量與變化趨勢(shì)一致，因此，可以通過(guò)新風(fēng)同時(shí)滿足排除余濕、CO2與異味的要求；而排除室內(nèi)余熱的任務(wù)則通過(guò)其它的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。由于無(wú)需承擔(dān)低溫冷凝除濕的任務(wù)，因此，可采用較高溫度的冷源來(lái)實(shí)現(xiàn)排除余熱的任務(wù)。該系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是：

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

b．由于溫度、濕度采用獨(dú)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(shí)滿足溫、濕度參數(shù)要求的致命弱點(diǎn)。

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

e．過(guò)渡季節(jié)能充分利用自然通風(fēng)來(lái)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(yùn)行時(shí)間。

3 以湖州市某藥業(yè)辦公大樓中央空調(diào)設(shè)計(jì)為例，對(duì)溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)在實(shí)際工程應(yīng)用進(jìn)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(diǎn)，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(shí)驗(yàn)室，展廳，報(bào)告廳，及各類(lèi)辦公用房?？照{(diào)房間室內(nèi)計(jì)算主要參數(shù)摘錄如下：

根據(jù)以上條件，經(jīng)計(jì)算，中央空調(diào)系統(tǒng)夏季尖峰冷負(fù)荷為2880KW(其中顯熱負(fù)荷1990KW，潛熱負(fù)荷890KW，總濕負(fù)荷1155kg/h),冬季熱負(fù)荷為1907KW(164萬(wàn)大卡/時(shí))。

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(wèn)題

a．無(wú)論是采用冷水機(jī)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(wú)法避免的。

b．該項(xiàng)目為藥業(yè)辦公大樓，其實(shí)驗(yàn)室、研發(fā)室、制藥車(chē)間等對(duì)于溫濕度要求嚴(yán)格，常規(guī)空調(diào)對(duì)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(guò)渡季節(jié)，盡可能利用室外新風(fēng)來(lái)消除室內(nèi)余熱余濕的要求。這對(duì)于新風(fēng)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(dú)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(fù)荷由山谷溪流承擔(dān)。經(jīng)過(guò)實(shí)地勘察：該溪流水資源夏季最高溫度為12℃（低于室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度，水溫滿足要求），流量約420立方米/時(shí)。該工程顯熱負(fù)荷為1990KW，設(shè)計(jì)供回水溫差為 5℃，則所需水流量為342立方米/時(shí)，實(shí)際流量滿足設(shè)計(jì)要求。為保證空調(diào)末端使用壽命，在溪水側(cè)設(shè)置水—水板式換熱器，使末端設(shè)備與天然水源隔離。同時(shí)，也避免天然水源受到污染。設(shè)計(jì)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℃?？照{(diào)末端則采用干式風(fēng)機(jī)盤(pán)管，或干式空氣處理機(jī)組。

b．由于本工程各功能房間溫濕度要求嚴(yán)格，對(duì)于設(shè)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(fù)荷由熱泵式溶液調(diào)濕機(jī)組承擔(dān)。該機(jī)組為室內(nèi)房間提供了健康，清潔的新風(fēng)的同時(shí)，其溶液全熱回收裝置能將排風(fēng)中的能量得到大幅回收。無(wú)需再熱，空氣可直接處理到要求的送風(fēng)點(diǎn)。以達(dá)到節(jié)能的目的。

3.3 本工程設(shè)計(jì)采用溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)，形式如下：

采用天然溪水經(jīng)換熱機(jī)房熱交換后為干式風(fēng)機(jī)盤(pán)管及干式空調(diào)機(jī)組提供冷源，該冷源承擔(dān)室內(nèi)空調(diào)顯熱負(fù)荷，潛熱負(fù)荷由熱泵式溶液調(diào)濕機(jī)組集中處理。熱源由生產(chǎn)車(chē)間的廢熱蒸汽經(jīng)過(guò)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(fēng)全空氣系統(tǒng)，采用立式或臥式暗裝柜式空氣處理機(jī)組，在吊頂內(nèi)水平敷設(shè)風(fēng)管，按空調(diào)冷熱負(fù)荷進(jìn)行分配，頂部散流器下送風(fēng)，集中回風(fēng)；辦公室等小分隔空間則采用風(fēng)機(jī)盤(pán)管機(jī)組。以上設(shè)備均為顯熱處理設(shè)備，連接天然冷源水系統(tǒng)。新風(fēng)（排風(fēng)）由熱泵式溶液調(diào)濕機(jī)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(fù)荷。新風(fēng)、排風(fēng)管上設(shè)多葉調(diào)節(jié)閥，便于過(guò)渡季節(jié)全新風(fēng)運(yùn)行。

3.4本工程溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程

a．根據(jù)各房間功能使用要求，對(duì)其進(jìn)行逐時(shí)，逐項(xiàng)冷負(fù)荷計(jì)算，熱負(fù)荷計(jì)算。

b．根據(jù)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果，其最大顯熱負(fù)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(fù)荷值、室內(nèi)設(shè)計(jì)狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)、送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)（根據(jù)送風(fēng)溫差求得）確定顯熱處理設(shè)備送風(fēng)量，再根據(jù)空調(diào)供回水溫度、顯熱負(fù)荷值，選擇滿足設(shè)計(jì)工況的顯熱處理設(shè)備。

d．根據(jù)各空調(diào)區(qū)濕負(fù)荷值、新風(fēng)量、潛熱負(fù)荷值，選擇滿足負(fù)荷指標(biāo)的溶液調(diào)濕機(jī)組。

4 結(jié)束語(yǔ)

案例表明：采用新風(fēng)去除室內(nèi)的余濕、承擔(dān)室內(nèi)空氣質(zhì)量的任務(wù)，采用高溫冷源去除室內(nèi)的余熱，即溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)，在實(shí)踐工程中能得以良好的運(yùn)用。并且能夠更好的適應(yīng)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(xiàn)

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