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【摘 要】节能是可持续发展的重要保证。目前，建筑能耗已占社会商品能源总消费量的 25% 左右，因此，建筑节能特别是暖通空调系统的节能已被广泛重视。温湿度独立控制空调系统是将空调显热负荷和潜热负荷分开处理的一种空调形式，与常规空调系统相比具有显著的节能潜力。具有避免常规空调系统中冷源能源品位的损失、满足不同热湿比变化的要求及处理设备均为干工况运行等优点。本文给出了热湿独立控制空调系统的运行策略分析了温湿度独立控制空调方式，详细分析了上述关键部件的性能。
【关键词】温湿度；独立控制；溶液除湿；设备性能；能耗分析
On the application of temperature and humidity independent control air-conditioning system
Ning Bing-bing
（Shanghai Han Wei Industrial Co.， Ltd Shanghai 201103）
【Abstract】Energy conservation is an important guarantee of sustainable development. Currently， the building energy consumption accounts for about 25% of the total energy consumption of commodities， therefore， particularly building energy saving HVAC systems have been widely attention. Temperature and humidity independent control air conditioning system is a form of air conditioning air conditioning sensible heat load and latent heat load dealt with separately， as compared with conventional air conditioning systems have significant potential for energy savings. Avoid conventional air conditioning system with cold source of energy loss of quality， to meet the different requirements of heat and moisture ratio changes and processing equipment are dry condition and so on. This paper gives independent humidity control air conditioning system operation strategy analysis of temperature and humidity independent control air-conditioning mode， a detailed analysis of the performance of these critical components.
【Key words】Temperature and humidity；Independent control；Liquid desiccant；Equipment performance；Energy analysis
目前，中国多数风机盘管夏季处于湿工况下运行，室内空气经送入风机盘管的低温水处理，在降温的同时除湿，空气中的水蒸气在盘管表面结露后汇集到凝水盘中，通过凝水管排出。这种湿工况的风机盘管系统由于带有凝水盘、凝水管路等，所以管道复杂，增大了系统投资，限制了风机盘管安装布置的方式。在温湿度独立控制空调系统中，采用 17 ℃ 左右的冷冻水即可实现控制室内空气温度的目的；采用溶液除湿或冷凝除湿等多种方式处理新风，可以实现控制室内空气湿度及提供新鲜空气的需求。本文分析了该温湿度独立控制系统的性能，并提出了进一步提高机组性能的途径。
1. 温湿度独立控制空调系统的特点
图1 温湿度独立控制系统
温湿度独立控制系统是由新风系统担负换气和除湿任务，由独立的温度控制系统担负显热负荷，即温度、湿度分别由独立系统控制。这是一种新的系统形式（如图1）。目前，处于推广应用阶段，主要有以下几个特点：
（1）可以免于细菌困扰。
由于室内空气处理设备的供水温度高于室内空气的露点温度，管路不存在结露的危险设备均为干工况运行，没有霉菌滋生，卫生条件好。
（2）保证各个空间内湿热程度的一致性。
由于温湿度分别采用独立的控制系统，可满足不同房间热湿比不尽相同的要求，避免常规空调系统中室内湿度过高或过低的现象，还可避免因湿度过高而依靠降低室温所带来的冷量损失。通常，民用建筑湿负荷一般维持不变，显热负荷随室外温度变化会有大幅度的变化，一般空调系统仅满足室内温度要求并不对湿度进行控制。
（3）防止能源消耗。
夏季排除显热负荷的系统可使用温度较高的冷源，避免常规空调系统中用低温冷源（ 7℃～12 ℃） 处理高温空气所带来的高品位冷源的损失。一般空调系统中，显热负荷占总负荷的 50%～70%，露点温度以上可用高温冷源排走，却与潜热除湿一起采用 7 ℃冷冻水，造成能源利用品位的浪费。经过降温减湿处理后的空气，虽然湿度能够满足要求，但不可避免地会引起温度过低，还需对空气进行再热处理，造成能源的进一步浪费[3]。 2. 进一步改进空调系统性能的具体措施
（1）通过变频降低冷冻水泵能耗。
目前，冷冻水的供回水温差仅有1.6 ℃，而设计供回水温差为 3.0 ℃ ，这是导致冷冻水泵能耗高的主要原因。通过冷冻水泵变频使得冷冻水供回水温差保持在设计水平，则可以大幅度降低冷冻水泵的能耗。在降低水泵频率时，要注意各层的冷冻水均匀分配。目前冷冻水泵的输送系数TCchw仅为 14.6，如果提高至 25，则可以节省 42%的冷冻水泵的能耗。
（2）使用深井回灌供冷技术。
10m 以下的地下水水温一般接近当地的室外年均温度， 如果当地的年均温度低于 15℃， 通过抽取深井水作为冷源， 使用后再回灌到地下的方法就可以不使用制冷机而获得高温冷源。当采用这种方式时，一定要注意必须严格实现利用过的地下水的回灌和防止污染， 否则将造成巨大的地下水资源浪费。
（3）提高冷却塔的性能。
冷却塔的能耗在整个空调系统能耗中所占的比例很小，但是冷却塔的出水温度却显著影响高温冷水机组的冷凝温度，从而影响高温冷水机组的能耗。通过冷却塔性能的详细测试可知冷却塔的冷却效率为 37% ，风水比仅为 0. 55。由于冷却塔风机的皮带轮松了，导致空气流量偏低致使冷却塔的效率很低。如果调紧风机皮带轮，空气流量增加将使得冷却塔的效率达到额定的 55% ，则高温冷水机组的冷凝温度将会下降 2 ℃ 。
（4）通过土壤换热器获取高温冷水。
可以直接利用土壤中埋管构成土壤源换热器， 让水通过埋管与土壤换热， 使水冷却到 18℃以下， 使其成为吸收室内显热的冷源。土壤源换热器可以为垂直埋管形式，也可以是水平埋管方式。当采用垂直埋管形式时， 埋管深度一般在 100m 左右， 管与管间距在 5m 左右。当采用土壤源方式在夏季获取冷水时， 一定注意要同时在冬季利用热泵方式从地下埋管中提取热量， 以保证系统（ 土壤） 全年的热平衡。否则长期抽取冷量就会使地下逐年变热， 最终不能使用。
（5）在新风处理过程中，采用空气热回收技术可降低新风处理。
空气——空气能量回收装置是在新风和排风之间进行热湿交换的空气——空气换热设备。其工作原理是： 室内排风和新风分别呈正交叉方式流经换热器芯体时，由于气流分隔板两侧气流存在着温差和蒸汽分压差，两股气流通过分隔板时呈现传热传质现象，引起全热交换过程。夏季运行时，新风从排风获得冷量，使温度降低，同时，被空调风干燥，使新风含湿量降低； 冬季运行时，新风从空调室排风获得热量，温度升高，同时，被空调室排风加湿。这样，通过换热芯体的全热换热过程，让新风从空调排风中回收能量。
3. 结语
目前常规空调系统大多采用冷凝除湿方式处理空气，降温与除湿同时进行。而实际上降温所需的冷源温度明显高于除湿所要求的冷源温度，而且此种处理方式很难满足建筑室内空气温度与湿度同时变化的需求。将温度与湿度独立处理的空调系统（温湿度独立控制空调系统） 可以避免常规空调系统热湿耦合处理带来的问题，能够有效提高空调系统的能源利用效率。
参考文献
[1] 汪文. 温湿度独立控制空调系统[J]. 现代经济信息，2009，10：251～253.
[2] 张涛，刘晓华，赵康，江亿. 温湿度独立控制空调系统应用性能分析[J]. 建筑科学，2010，10：146～150.
[3] 张涛，刘晓华，赵康，江亿. 温湿度独立控制空调系统应用性能分析[A]. 中国建筑学会暖通空调分会、中国制冷学会空调热泵专业委员会.全国暖通空调制冷2010年学术年会学术文集[C].中国建筑学会暖通空调分会、中国制冷学会空调热泵专业委员会，2010：5.
[4] 王宇，宋翀芳. 温湿度独立控制空调系统的应用[J]. 能源与节能，2011，06：57～59.
[5] 刘阿凤，宣永梅，文旋. 温湿度独立控制空调系统的发展现状[J]. 洁净与空调技术，2013，04：75～80.
【关键词】温湿度；独立控制；溶液除湿；设备性能；能耗分析
On the application of temperature and humidity independent control air-conditioning system
Ning Bing-bing
（Shanghai Han Wei Industrial Co.， Ltd Shanghai 201103）
【Abstract】Energy conservation is an important guarantee of sustainable development. Currently， the building energy consumption accounts for about 25% of the total energy consumption of commodities， therefore， particularly building energy saving HVAC systems have been widely attention. Temperature and humidity independent control air conditioning system is a form of air conditioning air conditioning sensible heat load and latent heat load dealt with separately， as compared with conventional air conditioning systems have significant potential for energy savings. Avoid conventional air conditioning system with cold source of energy loss of quality， to meet the different requirements of heat and moisture ratio changes and processing equipment are dry condition and so on. This paper gives independent humidity control air conditioning system operation strategy analysis of temperature and humidity independent control air-conditioning mode， a detailed analysis of the performance of these critical components.
【Key words】Temperature and humidity；Independent control；Liquid desiccant；Equipment performance；Energy analysis
目前，中国多数风机盘管夏季处于湿工况下运行，室内空气经送入风机盘管的低温水处理，在降温的同时除湿，空气中的水蒸气在盘管表面结露后汇集到凝水盘中，通过凝水管排出。这种湿工况的风机盘管系统由于带有凝水盘、凝水管路等，所以管道复杂，增大了系统投资，限制了风机盘管安装布置的方式。在温湿度独立控制空调系统中，采用 17 ℃ 左右的冷冻水即可实现控制室内空气温度的目的；采用溶液除湿或冷凝除湿等多种方式处理新风，可以实现控制室内空气湿度及提供新鲜空气的需求。本文分析了该温湿度独立控制系统的性能，并提出了进一步提高机组性能的途径。
1. 温湿度独立控制空调系统的特点
图1 温湿度独立控制系统
温湿度独立控制系统是由新风系统担负换气和除湿任务，由独立的温度控制系统担负显热负荷，即温度、湿度分别由独立系统控制。这是一种新的系统形式（如图1）。目前，处于推广应用阶段，主要有以下几个特点：
（1）可以免于细菌困扰。
由于室内空气处理设备的供水温度高于室内空气的露点温度，管路不存在结露的危险设备均为干工况运行，没有霉菌滋生，卫生条件好。
（2）保证各个空间内湿热程度的一致性。
由于温湿度分别采用独立的控制系统，可满足不同房间热湿比不尽相同的要求，避免常规空调系统中室内湿度过高或过低的现象，还可避免因湿度过高而依靠降低室温所带来的冷量损失。通常，民用建筑湿负荷一般维持不变，显热负荷随室外温度变化会有大幅度的变化，一般空调系统仅满足室内温度要求并不对湿度进行控制。
（3）防止能源消耗。
夏季排除显热负荷的系统可使用温度较高的冷源，避免常规空调系统中用低温冷源（ 7℃～12 ℃） 处理高温空气所带来的高品位冷源的损失。一般空调系统中，显热负荷占总负荷的 50%～70%，露点温度以上可用高温冷源排走，却与潜热除湿一起采用 7 ℃冷冻水，造成能源利用品位的浪费。经过降温减湿处理后的空气，虽然湿度能够满足要求，但不可避免地会引起温度过低，还需对空气进行再热处理，造成能源的进一步浪费[3]。 2. 进一步改进空调系统性能的具体措施
（1）通过变频降低冷冻水泵能耗。
目前，冷冻水的供回水温差仅有1.6 ℃，而设计供回水温差为 3.0 ℃ ，这是导致冷冻水泵能耗高的主要原因。通过冷冻水泵变频使得冷冻水供回水温差保持在设计水平，则可以大幅度降低冷冻水泵的能耗。在降低水泵频率时，要注意各层的冷冻水均匀分配。目前冷冻水泵的输送系数TCchw仅为 14.6，如果提高至 25，则可以节省 42%的冷冻水泵的能耗。
（2）使用深井回灌供冷技术。
10m 以下的地下水水温一般接近当地的室外年均温度， 如果当地的年均温度低于 15℃， 通过抽取深井水作为冷源， 使用后再回灌到地下的方法就可以不使用制冷机而获得高温冷源。当采用这种方式时，一定要注意必须严格实现利用过的地下水的回灌和防止污染， 否则将造成巨大的地下水资源浪费。
（3）提高冷却塔的性能。
冷却塔的能耗在整个空调系统能耗中所占的比例很小，但是冷却塔的出水温度却显著影响高温冷水机组的冷凝温度，从而影响高温冷水机组的能耗。通过冷却塔性能的详细测试可知冷却塔的冷却效率为 37% ，风水比仅为 0. 55。由于冷却塔风机的皮带轮松了，导致空气流量偏低致使冷却塔的效率很低。如果调紧风机皮带轮，空气流量增加将使得冷却塔的效率达到额定的 55% ，则高温冷水机组的冷凝温度将会下降 2 ℃ 。
（4）通过土壤换热器获取高温冷水。
可以直接利用土壤中埋管构成土壤源换热器， 让水通过埋管与土壤换热， 使水冷却到 18℃以下， 使其成为吸收室内显热的冷源。土壤源换热器可以为垂直埋管形式，也可以是水平埋管方式。当采用垂直埋管形式时， 埋管深度一般在 100m 左右， 管与管间距在 5m 左右。当采用土壤源方式在夏季获取冷水时， 一定注意要同时在冬季利用热泵方式从地下埋管中提取热量， 以保证系统（ 土壤） 全年的热平衡。否则长期抽取冷量就会使地下逐年变热， 最终不能使用。
（5）在新风处理过程中，采用空气热回收技术可降低新风处理。
空气——空气能量回收装置是在新风和排风之间进行热湿交换的空气——空气换热设备。其工作原理是： 室内排风和新风分别呈正交叉方式流经换热器芯体时，由于气流分隔板两侧气流存在着温差和蒸汽分压差，两股气流通过分隔板时呈现传热传质现象，引起全热交换过程。夏季运行时，新风从排风获得冷量，使温度降低，同时，被空调风干燥，使新风含湿量降低； 冬季运行时，新风从空调室排风获得热量，温度升高，同时，被空调室排风加湿。这样，通过换热芯体的全热换热过程，让新风从空调排风中回收能量。
3. 结语
目前常规空调系统大多采用冷凝除湿方式处理空气，降温与除湿同时进行。而实际上降温所需的冷源温度明显高于除湿所要求的冷源温度，而且此种处理方式很难满足建筑室内空气温度与湿度同时变化的需求。将温度与湿度独立处理的空调系统（温湿度独立控制空调系统） 可以避免常规空调系统热湿耦合处理带来的问题，能够有效提高空调系统的能源利用效率。
参考文献
[1] 汪文. 温湿度独立控制空调系统[J]. 现代经济信息，2009，10：251～253.
[2] 张涛，刘晓华，赵康，江亿. 温湿度独立控制空调系统应用性能分析[J]. 建筑科学，2010，10：146～150.
[3] 张涛，刘晓华，赵康，江亿. 温湿度独立控制空调系统应用性能分析[A]. 中国建筑学会暖通空调分会、中国制冷学会空调热泵专业委员会.全国暖通空调制冷2010年学术年会学术文集[C].中国建筑学会暖通空调分会、中国制冷学会空调热泵专业委员会，2010：5.
[4] 王宇，宋翀芳. 温湿度独立控制空调系统的应用[J]. 能源与节能，2011，06：57～59.
[5] 刘阿凤，宣永梅，文旋. 温湿度独立控制空调系统的发展现状[J]. 洁净与空调技术，2013，04：75～80.