温湿度独立控制系统在工程中的应用

王海蓉

山东同圆设计集团有限公司

温湿度独立控制系统在工程中的应用

王海蓉

山东同圆设计集团有限公司

随着国家进入能源短缺时代，节省能源是我国目前一个重要的战略目标。温湿度独立控制空调不仅高效节能，同时具备绿色环保、节省空间和高舒适度等特点，因此近年来在民用建筑中的应用越来越广。

温湿度独立控制 节能 工程应用

温湿度独立控制空调技术采用的是温度和湿度两套独立的空调系统分别控制、调节室内的温度和湿度，温度控制系统控制室内温度，湿度控制系统控制室内湿度的同时，满足除味、稀释二氧化碳和提供新鲜空气的需求。余热消除末端装置可以采用毛细管网换热器、辐射板、干式盘管等多种形式，由于供水的温度高于室内空气的露点温度，因而不存在结露的危险。湿度控制系统由新风处理机组、送风末端装置组成，采用新风作为能量输送的介质，湿度的处理方式常采用冷却除湿、溶液除湿。本文结合实际工程重点介绍温湿度独立控制空调系统的末端系统。

1 室内温湿度控制系统

1.1 室内温度控制系统

毛细管系统是处理显热系统的一种末端形式。它采用4.3mm×0.8mm的PPR塑料毛细管组成的间隔为10mm～30mm的网栅，犹如人体中的毛细管，起到分配、输送和收集液体的功能。在网栅中和人体毛细管中的液体流动速度基本相同，都在0.05m/s～0.2m/s之间。同时人体皮下组织的毛细血管与周围环境成功地进行了传热交换，达到自身温度调节的目的。图1为毛细管系统安装图。

图1 毛细管系统安装图

冬季毛细管内通较低温度的热水，柔和地向房间辐射热量；夏季毛细管内通温度较高的冷水，柔和地向房间辐射冷量。由于毛细管席换热面积大，传热速度快，因此传热效率更高。

1.2 室内湿度控制系统

在温湿度独立控制系统中，采用新风系统来承担排除室内余湿、二氧化碳和室内异味的任务，以保证室内空气质量。

1）置换通风（图2）是将新鲜空气直接进入工作区，并在地板上形成一层较薄的空气湖。空气湖是由较凉的新鲜空气扩散，室内的热源产生向上的对流气流形成的。新鲜空气由于热源的浮力作用使其向室内上部流动并形成室内空气运动的主导气流。排风口设置在房间顶部，并将污染空气排出。通过对置换新风含湿量的调节，可以对室内湿度进行调节：夏季相对湿度较大，可以通过降低置换新风湿度的办法达到除湿的目的；冬季相对湿度较小，可通过增加置换新风湿度的办法达到加湿的目的；春秋过渡季节可根据实际情况对新风进行处理，从而达到加湿除湿的效果。

图2 置换新风系统

2）新风处理单元。溶液除湿热回收处理是恒温恒湿空调系统中新风处理常用的一种方式。

2 工程实例

青岛某工程专属服务公寓，该工程为独栋建筑，地上17层，总建筑面积约1万m2，地上公寓部分设计为恒温恒湿空调系统。

该建筑空调系统供冷季，冷源为6台风冷模块式冷热水热泵机组，风冷热泵机组提供7/12℃的供回水温度，直接通入组合式新风机组中表冷器，用于新风降温除湿；通过毛细管系统的板式换热器，换成17/20℃的供回水温度，供给毛细管网空调末端。

供热季，热源为市政热源，经板式换热器换成供水温度60℃的热水，供新风机组中的表冷器，用于新风加热；经毛细管系统的板式换热器，换成31/35℃的供回水温度，供给毛细管网空调末端。过渡季节热源为风冷热泵，其提供45/40℃的供回水温度，通过板式换热器换成31/35℃供回水温度，供给毛细管网空调末端。

下面以B户型为例介绍一下该工程的恒温恒湿空调末端系统地选用。

新风机组来承担新风负荷和室内的潜热负荷满足室内湿度以及通风的要求。新风机组的送风参数夏季室内送风温度≥16℃送风含湿量≤8.0kg/h。夏季冷却除湿、冬季供暖加湿，户内设24小时运行的集中送新风与排风系统。新风通过竖井内的新风管与布置于地板下的送风支管从地板送风口送入空调房间排风口设于户内的卫生间及厨房。地板送风与顶部排风形成置换通风方式提高通风换气效率和室内空气品质。楼顶设置2台组合式空调新风机组。新风机组选用显热回收热交换器回收室内回风的热量。

2.1 计算参数

表1为该建筑空调系统的计算参数。

表1 空调计算参数（青岛地区）

2.2 新风系统

2.2.1 新风处理过程

1）夏季新风处理过程（图3）

图3 夏季新风处理过程

夏季室外状态点：t=29℃，ts=26℃，查焓湿图得：i1=109.88kJ/kg·干空气，d1=29.05g/kg·干空气。

夏季室内状态点：t=26℃，φ=60%，查焓湿图得：i2=58.93kJ/kg·干空气，d2=12.82g/kg·干空气。

夏季新风送风点：t=15.5℃，φ=95%，查焓湿图得：i3=42.5kJ/kg·干空气，d3=10.6g/kg·干空气。

2）冬季新风处理过程（图4）

图4 冬季新风处理过程

冬季室外状态点：t=-9℃，φ=64%，查焓湿图得：i1= -6.33kJ/kg·干空气，d1=1.11g/kg·干空气，ρ1=1.2kg/m3。

冬季室内状态点：t=20℃，φ=40%，查焓湿图得：i2= 34.81kJ/kg·干空气，d2=5.76g/kg·干空气，ρ2=1.2kg/m3。

冬季新风送风点：t=20℃，φ=40%，查焓湿图得：i2=34.81kJ/kg·干空气，d2=5.76g/kg·干空气，ρ2=1.2kg/m3。2.2.2 新风量的确定

一名成年男子散湿量（轻劳动，室温26℃）：184g/h，一户按3人计算，每户散湿量=184×3=552g/h。

每户新风量：

①根据人员卫生要求：3×30m3/h=90m3/h；

②按消除余湿所需新风量：552/(12.82-10.6)= 248.65kg/h=207m3/h。

因此，该户型新风量按210m3/h考虑，每个送风口送风量为30m3/h，共设计7个送风口。

2.2.3 新风系统负荷

①夏季新风冷负荷：210×1.2×(109.88-58.93)= 3.57kW；

②夏季新风为室内提供的冷负荷：210×5.48=1.15 kW；

③夏季新风设备冷负荷：210×22.46=4.72 kW。

2.3 毛细管网末端辐射系统

2.3.1 建筑围护结构热工性能参数

屋顶综合传热系数K≤0.32W/(m2·K)；外墙综合传热系数K≤0.432W/(m·2K)；外窗综合传热系数K≤2.26W/(m·2K)

2.3.2 房间冷负荷

根据规范对每个房间进行逐时冷负荷和冬季热负荷计算，室内采用毛细管席辐射空调系统，夏季承担室内显热冷负荷，冬季承担室内热负荷，控制室内温度，根据各房间冷热负荷选择相应的毛细管席的换热面积，一般是顶板安装，部分负荷较大的房间毛细管席铺设于内墙上。

图5为某毛细管网末端辐射系统尺寸，其中，毛细管席长度（L）为1000～6000mm，毛细管席宽度（B）为960mm。毛细管系统充注水后质量为562g/m2，换热面积为0.71m2，水流量为0.27l/m2，制冷量为80W/m2。

图5 毛细管网末端辐射系统尺寸

3 结论

本文结合实际工程，以毛细管末端敷设系统和置换新风系统为例详细介绍了温湿度独立控制系统的原理以及室内末端系统实际工作中地选用过程，相对于常规空调系统而言，此形式的温湿度独立控制空调系统可节能约30%。

[1]徐伟.空气节能技术对绿色建筑的贡献[Z].信息时报,2007.7.10

[2]左涛.独立新风结合吊顶冷辐射板空调系统（DOAC+CRCP）的应用[J].制冷空调与电力机械,2006,(5):61-65

[3]刘晓华,江亿.温湿度独立控制空调系统[M].北京:中国建筑工业出版社,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；山东济南高新区舜华路2000号舜泰广场11号楼B座（250101）；0531-66770275；E-mail:whr227@126.com