温湿度独立调节空调系统原理及设计

一、常规空调系统存在的问题

问题1：温度与湿度同时处理的问题

问题2：难以适应室内热湿比的变化

问题3：对室内空气品质的影响

1．冷凝表面

滋生霉菌，霉味，引起各种“空调病”（SBS）

2.新风量选择的问题

舒适：增大新风量

降低能耗：减小新风量

凝水—滋生病菌的温床

二、温湿度独立调节空调系统的理念

二、温湿度独立调节空调系统原理

系统原理在i-d图上的处理过程

主要设备

1.高温冷水机组

2.显热处理末端

核心：新风独立除湿机组

高温冷水机组

1）和常规制取低温冷水的工况比，高温冷水机组的蒸发温度显著提高（2 ℃ 提高到12 ℃ 以上）、耗功减小，可以有效地提高机组的性能系数COP，可达8.5~12 ；

2）对于无集中供热的建筑，还可采用空气源/地源热泵机组，夏季制冷得到17℃高温冷水，冬季制热得到35℃低温热水。

如：磁悬浮变频离心式冷水机组

三、室内显热处理末端装置

辐射末端

2.干式末端----毛细管辐射产品安装方式

3.干式末端----毛细管辐射系统控制中心

4.辐射末端——特点

优点：

热舒适性高

装修档次高、占用空间小

运行时无噪音

缺点：

造价较高

制冷量受限，纯显热负荷不超过65 W/m2

配套控制系统相对较复杂

5.辐射末端——不适用的场合

室内显热较大的场合；

人员变化较大的房间（如会议室等）。由于人员数变化导致室内湿负荷变化范围较大，当人数剧增而超出设计范围时，辐射表面容易产生结露现象。

渗风无法控制的场所（如门厅等）。室外潮湿空气的渗入会带入室内大量的湿负荷，从而导致辐射表面产生结露现象。对于此类大空间区域，建议采用基于温湿度独立处理的全空气系统（例如可采用热泵式溶液空气处理机组），能有效解决结露问题并满足室内空气调节要求。如不能采用全空气系统可考虑室内末端采用带凝水盘的风机盘管。

6.干式风机盘管：

关于干式风机盘管机组的几个误区

1）普通机组也可以用于干工况过程；

普通机组表冷器为下进上出，平均传热温差小，影响设备出力；

普通机组表冷器管程按湿工况设计，用于干工况流速下降，对换热能力影响极大。；

2）可以通过加大盘管排数弥补设备能力的下降；

加大排数后，4排以后的盘管换热效率很低，经济性差；

加大排数同时造成空气侧阻力增加，需要加大电机功率以提高风机转速，噪声因此显著增加。

3）干工况设备不再需要水盘及凝水排放系统。

水盘的主要作用不再是排除凝水，而是防漏备卸、备坏；

系统初始运行时，也可能出现湿工况；

新风系统故障时，难免出现湿工况；

安装因素或设备检修时难免出现泄漏。

干式风机盘管——特点

优点：

价格便宜

制冷量范围较大，可满足任何常规建筑需求

运行、控制系统简单

技术可靠

缺点：

热舒适感略差

运行时略有噪音

四、温湿度独立调节空调系统的核心：新风独立除湿

除湿方式的比较

五、溶液调湿空调设备原理介绍

溶液式空气湿度处理

1.采用具有调湿功能的盐溶液为工作介质，利用溶液的吸湿与放湿特性实现对空气的除湿与加湿处理过程；

2.利用溶液吸收水蒸气的方法除湿，消除了除湿过程中的凝水和潮湿表面，根除了冷凝水排放系统可能存在的隐患及霉菌滋生的温床；

3.溶液具有很强的杀菌作用，能够杀死绝大多数细菌和微生物，提高室内空气品质；

4.溶液可以过滤空气中大多数粉尘和颗粒。

溶液除湿技术的发展历史简介

最原始的溶液除湿系统原理图：

溶液除湿的发展现状

增大除湿量只能靠增加设备高度，但受机房高度限制；

无法进行全热回收；

系统处理流程问题，先天不足！

空气-溶液的传热传质基本单元

在大连、青岛、上海等海滨城市空气中取样，空气中离子含量：

Li+：18~30×10-9 kg/m3

Br-：35~45×10-9 kg/m3

Cl-：22~34×10-9 kg/m3

英国Winton标准：空气中溴化锂含量低于70×10-9 kg/m3不会对人体造成危害。

溶液式全热回收装置

溶液式全热回收装置－多级

热泵式溶液调湿新风机组(HVF)工作原理（夏季）

热泵式溶液调湿新风机组(HVF)工作原理（冬季）

典型的应用形式－热泵式机组

六、温湿度独立调节空调系统设计要点

1.温湿度独立调节空调系统的适用范围

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；

其它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：

当建筑围护结构密封性能很差，导致新风渗透量比较大的时候，不建议采用温湿度独立调节空调系统；

全回风系统（无新风或者新风量极少）的项目也不适合采用温湿度独立调节空调系统。

2.基于溶液调湿空调的温湿度独立调节空调系统——技术特点与优势

显著的节能效果（相对于常规处理方式）

办公楼、宾馆等：风机盘管+新风温湿度独立控制系统——30%～40%，初投资增加10%左右；

商场、博物馆、体育馆等大空间：温湿度独立处理全空气机组——40%左右，初投资与常规系统相当或略低；

印刷、制药、弹药生产等:工业用恒温恒湿机组——40%～80%，且显著降低初投资；

全面提高室内空气品质

提供100%健康、洁净的新风

先进的湿度处理方式，避免冷凝除湿带来的潮湿表面，防止空调表面滋生霉菌和微生物，减少“病态建筑综合症”、“军团病”及各种空气传播疾病

通过喷洒溶液可去除超过94%的微生物、细菌，过滤大多数可吸入颗粒物，净化空气。

精确的温、湿度控制

可精确控制送风绝对湿度（含湿量），始终维持室内湿度控制要求

和其它空调末端装置相结合，可实现温、湿度独立调节与控制，提高人体舒适

无需再热，送风相对湿度低（<60%），维持适宜的送风温度

具有对空气除湿、冷却、加湿、加热、全热回收和净化等多种功能，适合全年新风处理要求。

3.温湿度独立调节空调系统设计时需要注意哪些问题？

1）温湿度独立调节空调系统设计方法

2）负荷计算：

人员的热湿负荷全部由新风承担，室内末端仅处理围护结构、设备发热等显热负荷；

新风量需要在卫生要求（一般30m3/h 人）和满足除湿负荷的新风量之间选择大的；

仅需要计算围护结构和设备发热，湿负荷校核计算即可。

3）新风送风状态点的确定：

根据新风带走湿负荷的要求确定新风送风含湿量；

必须考虑围护结构新风渗透带来的湿负荷；

4）溶液调湿新风机组的选型

5）风道：

需有送风管和回风管；

回风量不应低于送风量的80%；

房间风口设计需达到人员送风量(除湿量)要求；