溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用

溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用研究

整理ppt一、課題研究的意義1、我公司掌握新技術(shù)的要求。2、適應(yīng)國家政策導(dǎo)向的需要。3、解決現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)存在問題的需要：〔1〕熱濕聯(lián)合處理過程存在能源浪費；〔2〕對室內(nèi)熱濕比的變化很難適應(yīng)；〔3〕室內(nèi)空氣品質(zhì)難以控制；〔4〕對低品位熱能的利用率低下。整理ppt二、課題研究的目標(biāo)通過本課題的開展，實現(xiàn)大局部暖通空調(diào)專業(yè)設(shè)計人員都能掌握溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計方法。整理ppt三、課題研究的方法與依據(jù)1、比照分析法：通過與現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)在冷源、新風(fēng)處理及末端方式三個方面的比照及技術(shù)經(jīng)濟比較，從理論上分析“溫濕度獨立控制技術(shù)〞比照現(xiàn)有空調(diào)的異同點、優(yōu)缺點及有效應(yīng)用范圍。2、調(diào)查法：通過實地考察在深圳的兩個科研示范工程，了解該項技術(shù)的實用性、可靠性及存在問題。3、理論依據(jù)：冷凝除濕原理、溶液除濕原理及傳熱傳濕原理。整理ppt四、研究方案本課題主要分三個階段進行：第一階段：確定課題目標(biāo)、人員分工及課題需解決的重點技術(shù)問題；第二階段：資料收集、調(diào)研示范工程及數(shù)據(jù)分析整理；第三階段：分析系統(tǒng)中溶液除濕技術(shù)、干盤管技術(shù)、高水溫制冷機組技術(shù)的特點與應(yīng)用本卷須知；比照現(xiàn)有空調(diào)進行技術(shù)經(jīng)濟比較分析；掌握溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計方法并編寫研究報告。整理ppt五、研究內(nèi)容與成果課題研究內(nèi)容本課題主要是分析掌握溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計方法，并進行該系統(tǒng)在廣西應(yīng)用時的技術(shù)平安與經(jīng)濟合理性的分析研究，其中溶液式除濕技術(shù)、兩級冷卻降溫除濕技術(shù)、干盤管技術(shù)及高溫型制冷技術(shù)是重點。整理ppt〔一〕溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計根底

1、溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)的組成

溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)濕度控制系統(tǒng)溫度控制系統(tǒng)新風(fēng)水新風(fēng)處理機組夏季：高溫冷源冬季：供熱熱源置換通風(fēng)口個性化送風(fēng)口……輻射冷板干式風(fēng)機盤管……控制室內(nèi)濕度與CO2濃度控制室內(nèi)溫度空調(diào)設(shè)備末端裝置室內(nèi)環(huán)境控制圖1溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)的根本組成整理ppt2、與常規(guī)集中空調(diào)系統(tǒng)〔即冷、熱水機組系統(tǒng)〕比較其冷熱水的溫度、新風(fēng)處理、室內(nèi)末端及室內(nèi)環(huán)境控制方式方面均有所不同，詳情見表1。常規(guī)集中空調(diào)系統(tǒng)溫度濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)冷源7～12℃冷水，承擔(dān)所有冷負(fù)荷，電制冷機的COP為3～6。17～20℃冷水即可，只需承擔(dān)房間顯熱負(fù)荷；電制冷機的COP能達(dá)到7～10；且可由多種自然冷源提供。新風(fēng)處理機新風(fēng)僅滿足衛(wèi)生要求，一般處理到室內(nèi)空氣的等焓點（或等含濕量點），無調(diào)節(jié)濕度的要求。對新風(fēng)進行處理，送入室內(nèi)干燥的新風(fēng)，調(diào)節(jié)室內(nèi)濕環(huán)境。室內(nèi)末端普通的風(fēng)機盤管，冷凝除濕，系統(tǒng)中存在潮濕表面，霉菌滋生的溫床干式末端：干式風(fēng)機盤管或輻射板，系統(tǒng)中不存在潮濕表面，無霉菌滋生的隱患。但需較大風(fēng)量及盤管體積增大、輻射板換熱量較小。室內(nèi)環(huán)境控制手段室內(nèi)末端同時調(diào)節(jié)溫濕度，很難滿足大范圍變化的熱濕比。新風(fēng)調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度，干式末端調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，滿足變化的室內(nèi)熱濕比要求。表1溫濕度獨立控制系統(tǒng)和常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)綜合比較整理ppt比較內(nèi)容常規(guī)集中空調(diào)系統(tǒng)溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)冷量電耗價格（萬元）冷量電耗價格（萬元）總冷負(fù)荷865kW865kW潛熱負(fù)荷占比0.49冷水機組Q=865kW170kW58Q=440kW51kW33新風(fēng)機組（熱泵式溶液調(diào)濕型）Q=327kW26kW15Q=425kW108kW60風(fēng)機盤管Q=538kW8.6kW12440kW10.5kW19水系統(tǒng)電耗（kW）39kW

18kW

空調(diào)系統(tǒng)總電耗（kW）243.6kW187.5kW系統(tǒng)綜合COP3.554.52節(jié)能率%27.3%主要設(shè)備初投資85112增量投資027年運行電費175392元135000元年節(jié)約電費040392元增量投資回收年限06.68年〔二〕與現(xiàn)有空調(diào)的技術(shù)經(jīng)濟比較以某棟10000m2的辦公樓為例，溫濕度獨立控制系統(tǒng)和常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟性比較詳見表2與表3。

表2溫濕度獨立控制系統(tǒng)和常規(guī)集中空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟性比較〔熱泵溶液式新風(fēng)機組〕整理ppt比較內(nèi)容常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)冷量電耗

價格（萬元）冷量電耗價格（萬元）總冷負(fù)荷865kW865kW潛熱負(fù)荷占比0.49冷水機組Q=865kW170kW58729kW一級136kW二級85kW一級30kW二級51+10=61Q=865kW∑=113kW新風(fēng)系統(tǒng)機組（雙冷源型）Q=327kW26kW15289kW136kW～32kW20Q=425kW風(fēng)機盤管Q=538kW10.3kW12440kW18kW19水系統(tǒng)電耗（kW）39kW

37kW

空調(diào)系統(tǒng)總電耗（kW）245.3kW192.5kW系統(tǒng)綜合COP3.554.49節(jié)能率%～21%主要設(shè)備初投資85100增量投資015年運行電費176616元138600元年節(jié)約電費036792元增量投資回收年限0～4.1年表3溫濕度獨立控制系統(tǒng)和常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟性比較〔雙冷源新風(fēng)機組〕整理ppt注：1、常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)冷水機組的EER值為5.1；溫度濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)冷水機組的EER值為8.6。2、常規(guī)風(fēng)機盤管的2、設(shè)計人均新風(fēng)量30m3/h。3、年運行電費按：電價0.8元/kW.h；全年滿負(fù)荷運行時間為6〔月〕×25〔天〕×10〔小時〕×0.6〔折算系數(shù)〕=900小時計算。3、不考慮機房面積及局部管道等費用。整理ppt〔三〕實例考察課題開展期間，課題組重點考察了兩個氣候條件與南寧相近的深圳示范工程。1、實例一：深圳招商地產(chǎn)于南海意庫3#辦公樓南海意庫3#辦公樓是華南地區(qū)最早設(shè)計采用溫濕度獨立控制空調(diào)技術(shù)的示范工程之一,也是該技術(shù)應(yīng)用較全面的工程工程，工程的溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)實際運行效果良好。溶液除濕新風(fēng)機組承擔(dān)了全部潛熱負(fù)荷以及室內(nèi)人員的顯熱負(fù)荷,室內(nèi)空氣參數(shù)穩(wěn)定在25℃,60%左右,且干式風(fēng)機盤管在整個供冷季保持干工況運行,無凝結(jié)水出現(xiàn)。工程負(fù)責(zé)人介紹時建議，新風(fēng)機組宜提前1.5～2h開機進行除濕,高溫冷水機組宜提前1～1.5h開機除去室內(nèi)顯熱負(fù)荷。工程方未能提供相關(guān)的技術(shù)經(jīng)濟數(shù)據(jù)。2、實例2：深圳市建筑科學(xué)研究院辦公樓該工程是科研類型建筑，除設(shè)計采用溫濕度獨立控制空調(diào)技術(shù)之外，還采用了水源熱泵、電子膨脹閥變頻調(diào)節(jié)等其他技術(shù)。其中，舒適性最好的是采用溫濕度獨立控制配毛細(xì)管末端的空調(diào)系統(tǒng)，效果最差的是采用水源熱泵技術(shù)的空調(diào)系統(tǒng)。但由于該樓剛建成不久，許多數(shù)據(jù)與結(jié)果尚未得出。故該工程當(dāng)前只有定性參考價值。整理ppt〔四〕溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計方法1、為突出溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計方法的特點，將其與常規(guī)集中空調(diào)系統(tǒng)進行比較，見表4：表4溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)和常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計方法的比較整理ppt常規(guī)集中空調(diào)系統(tǒng)溫度濕度獨立控制的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)確定室內(nèi)、外空氣計算參數(shù)，新風(fēng)量。根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)確定室內(nèi)、外空氣計算參數(shù)，新風(fēng)量。負(fù)荷計算計算室內(nèi)的全熱負(fù)荷（實際上也是分別計算），一般不作區(qū)分。分別計算室內(nèi)顯熱負(fù)荷、濕負(fù)荷，在設(shè)計說明中分別標(biāo)明。新風(fēng)送風(fēng)狀態(tài)點送風(fēng)點一般是室內(nèi)空氣等焓點（或等含濕量點），高于（或等于）室內(nèi)含濕量；根據(jù)送風(fēng)點確定新風(fēng)處理的顯熱負(fù)荷、濕負(fù)荷新風(fēng)承擔(dān)室內(nèi)濕負(fù)荷，由濕負(fù)荷和新風(fēng)量確定送風(fēng)點，比室內(nèi)設(shè)定含濕量低；根據(jù)送風(fēng)點確定新風(fēng)處理的顯熱負(fù)荷、濕負(fù)荷冷、熱源的形式冷源：冷水機組（7℃供水）熱源：空氣源熱泵（北方為鍋爐或集中供熱）冷熱源一體：熱泵冷源：冷水機組（14～17℃供水）熱源：空氣源熱泵（北方為鍋爐或集中供熱）冷熱源一體：熱泵冷、熱源的容量根據(jù)室內(nèi)和新風(fēng)總的負(fù)荷確定冷熱源的總?cè)萘扛鶕?jù)室內(nèi)顯熱負(fù)荷確定冷熱源的容量；根據(jù)室內(nèi)濕熱負(fù)荷與新風(fēng)量確定熱泵機組容量或熱源供應(yīng)量。新風(fēng)處理形式普通的新風(fēng)機組，通過表冷器利用冷凝方式對新風(fēng)進行除濕，根據(jù)需要選擇另外的加濕、熱回收等設(shè)備根據(jù)新風(fēng)量選擇合適的機組容量有三種形式：1、溶液熱回收型新風(fēng)處理機，利用溶液的吸、放濕特性處理空氣，具備對空氣進行除濕、加濕、全熱回收等多種功能。根據(jù)新風(fēng)量選擇合適的機組容量；2、冷凝除濕型新風(fēng)機組，該機型又分：（1）雙冷卻盤管型；（2）自帶低溫主機型。3、轉(zhuǎn)輪除濕機,該方式除濕效率較高，但因維護管理復(fù)雜，實際應(yīng)用較少。室內(nèi)末端普通的風(fēng)機盤管1、干式風(fēng)機盤管：若選用普通風(fēng)機盤管則需校核其運行干工況時的冷量；2、輻射冷板或毛細(xì)管輻射板，通過輻射方式供冷供暖，舒適性高。整理ppt2、溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計要點〔1〕新風(fēng)送風(fēng)狀態(tài)點確實定新風(fēng)承擔(dān)室內(nèi)濕負(fù)荷〔潛熱負(fù)荷〕，而由其他設(shè)備排除其余顯熱，因此對新風(fēng)的送風(fēng)溫度要求并不嚴(yán)格，只須按式〔一〕確定送風(fēng)含濕量：ωo=ωr?(一)其中，ρ為空氣密度，kg/m3；G為人均新風(fēng)量，m3/h?人；ωr為室內(nèi)設(shè)計含濕量，g/kg；ωo為新風(fēng)送風(fēng)含濕量，g/kg；L為人均濕負(fù)荷，g/hr?人。例如，當(dāng)室內(nèi)含濕量設(shè)定值為12.6g/kg，人均濕負(fù)荷為150g/hr?人，人均新風(fēng)量為30m3/h?人，那么根據(jù)上式計算得到的新風(fēng)的送風(fēng)含濕量為8.4g/kg?！?〕確定高溫冷源的來源或制取方式在溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)中，只需要17~20℃的冷水來帶走顯熱負(fù)荷，此溫度范圍的冷源可由多種方式提供：如a、天然冷源〔如土壤源換熱器、水源熱泵等〕，該方式適用于我國年平均氣溫低于15℃的地區(qū)；b、人工冷源〔比方離心式冷水機組〕，廣西屬夏熱冬暖地區(qū)，年平均氣溫為21.6℃，宜采用該方式。整理ppt〔3〕確定余熱去除末端裝置的形式a干式風(fēng)機盤管溫、濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)中的風(fēng)機盤管在干工況下運行，設(shè)計選型時需要注意：ⅰ如果樣本上給出了干工況下的運行參數(shù)，可參照樣本選擇。目前已有格力公司提供了電子樣本。ⅱ假設(shè)是根據(jù)一般風(fēng)機盤管樣本選擇，可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)供熱量及供回水溫度由式(二)反算出KF，Qh＝KFΔtm,h(二)將求得的KF帶入式(三)，根據(jù)供冷工況下設(shè)計供水溫度，得到干工況下實際供冷量，Qc＝KFΔtm,c(三)由上述方法核算結(jié)果舉例如表5。由計算結(jié)果可以看出，給定供回水溫度的情況下，同一盤管干工況的供冷量約為濕工況的40%，但由于不需要除濕，盤管所需承擔(dān)的負(fù)荷減小，實際增加的盤管面積需根據(jù)工況仔細(xì)計算。

整理ppt表5風(fēng)機盤管在不同工況下的工作性能干工況濕工況型號額定風(fēng)量

m3/h室內(nèi)狀態(tài)

冷水供回水溫度℃送風(fēng)狀態(tài)

冷量

WFP-5

FP-101058干球：26℃

干球：26℃相對濕度：50%

相對濕度：50%

17/21℃

17/21℃干球：20.7℃

干球：20.6℃相對濕度：69%相對濕度：69%1102

1914FP-5

FP-101058干球：26℃

干球：26℃相對濕度：50%

相對濕度：50%

7/12℃

7/12℃干球：14.2℃

干球：14.0℃相對濕度：69%相對濕度：69%2976

5312整理pptb輻射冷板

目前采用的輻射冷板主要有兩種形式：一種是毛細(xì)管輻射板?？刹捎媒饘倩蛩芰蠟椴牧?，制成模塊化的輻射板；毛細(xì)管本身是一種優(yōu)良的干式末端，其主要優(yōu)勢為熱效率高、調(diào)節(jié)速度快、占用空間小、可靈活配合各種裝修方式，更適于冷負(fù)荷較大、調(diào)節(jié)要求高的場所。但由于目前產(chǎn)品主要依靠進口，造價偏高。另一種是冷輻射板。該方式沿襲輻射供暖板的思想，將塑料管直接埋入水泥板中，形成冷輻射地板或頂板地板輻射供暖已在工程中廣泛應(yīng)用，這為冷輻射地板夏天供冷提供了思路,目前已有成功應(yīng)用的范例。由于供水溫度的限制，一般冷輻射板的供冷量不超過80W/m2，因此采用冷輻射板建筑的圍護結(jié)構(gòu)及室內(nèi)發(fā)熱量不能太大。整理ppt一般冷輻射板與毛細(xì)管輻射板的區(qū)別：一般冷輻射板：管徑17×2.0mm，間距150mm，見圖2。毛細(xì)管輻射板：管徑4.3×0.8mm，間距30mm，見圖3。

圖2一般冷輻射板

圖3毛細(xì)管輻射板整理ppt〔4〕確定余濕負(fù)荷去除末端裝置(新風(fēng)機組)的形式a熱泵式溶液調(diào)濕新風(fēng)機組

圖2熱泵式溶液調(diào)濕新風(fēng)機組夏季運行原理圖整理ppt該新風(fēng)機組是集冷熱源，全熱回收段，新風(fēng)加濕、除濕處理段，過濾段，風(fēng)機段為一體的新風(fēng)處理設(shè)備，主要的研發(fā)與生產(chǎn)企業(yè)是北京華創(chuàng)瑞風(fēng)。優(yōu)點：獨立運行滿足全年新風(fēng)處理要求，無需冷卻塔等輔助設(shè)備；濕度處理效率較高。機組的性能系數(shù)COP可達(dá)5.5左右。缺點：體積大，造價高；經(jīng)溴化鋰溶液處理后的空氣是否滿足衛(wèi)生平安標(biāo)準(zhǔn)仍存爭議。不同類型新風(fēng)機組比較表新風(fēng)機組類型額定風(fēng)量（m3/h）外形尺寸價格比參考樣本長mm寬mm高mm常規(guī)冷水型300086013604171約克熱泵式溶液調(diào)濕型30002500120026204北京華創(chuàng)瑞風(fēng)雙（冷源）盤管型3000102015004601.35格力預(yù)冷式自帶低溫主機型3000185014509502.5格力整理pptb冷凝除濕型新風(fēng)機組該機型又分：〔ⅰ〕雙冷卻盤管型：如圖3所示

7℃該新風(fēng)機組是集新風(fēng)加濕、除濕處理段，過濾段，風(fēng)機段為一體的新風(fēng)處理設(shè)備，其兩組盤管的冷熱源來自不同的主機。主要的研發(fā)與生產(chǎn)企業(yè)是格力公司。優(yōu)點：機組體積小，布置位置與傳統(tǒng)新風(fēng)機組相似；濕度處理效率較高。缺點：需雙冷源供給冷凍水，系統(tǒng)較復(fù)雜。圖3雙冷卻盤管型新風(fēng)機組送入室內(nèi)

室外新風(fēng)12℃17℃20℃整理ppt〔ⅱ〕自帶低溫主機型。如圖4所示直接蒸發(fā)盤管

預(yù)冷盤管送入室內(nèi)

室外新風(fēng)

20℃17℃圖4自帶低溫主機型新風(fēng)機組該新風(fēng)機組是集冷熱源，新風(fēng)加濕、除濕處理段，過濾段，風(fēng)機段為一體的新風(fēng)處理設(shè)備，主要的研發(fā)與生產(chǎn)企業(yè)是格力公司。優(yōu)點：可全年運行滿足新風(fēng)處理要求，濕度處理效率較高。自帶主機可以是空氣源熱泵型，也可是水源熱泵型。缺點：體積稍大，造價偏高；系統(tǒng)較溶液調(diào)濕型機組復(fù)雜。整理ppt六、課題研究得出的重要結(jié)論1、溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)較常規(guī)水機型集中空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能率可達(dá)10%～20%，初投資高約18%～25%，增量投資回收年限約為5～10年。冷水型新風(fēng)機組的回收期低于熱泵式溶液調(diào)濕新風(fēng)機組；由于節(jié)能效果確定，5～10年的回收期雖略顯偏長，對于適合采用水機型集中空調(diào)且對濕度要求較高的建筑,該系統(tǒng)仍具備一定的推廣價值。2、該技術(shù)的適用性：(1)在北方年平均氣溫較低及氣候枯燥地區(qū)應(yīng)用效果要好于夏熱冬暖地區(qū)，14～18℃的冷水溫度要求為年平均氣溫低于15℃地區(qū)的一些天然冷源使用提供了條件，如深井水、通過土壤源換熱器獲取冷水等，這些地區(qū)可以直接利用該方式提供18℃冷水。在某些枯燥地區(qū)〔如新疆、甘肅等〕可通過直接蒸發(fā)或間接蒸發(fā)的方法獲取18℃冷水。(2)適用于可采用水機型集中空調(diào)且同時使用率較高的建筑，如大型醫(yī)