温度湿度独立控制空调系统中冷却除湿方式的适应性分析
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温湿度独立控制系统在高温高湿环境的应用摘要独立新风加干式风机盘管空调系统可以避免和改善常规空调系统在空气处理过程中存在的弊端。
本文针对夏热冬暖地区的空调系统,首先将常规再热和非再热空调系统与进行对比分析,而后,分析各类实用案例,对室内空气温度与相对湿度状态进行了分析。
结果表明,独立新风加干式风机盘管空调系统在全年空调运行中能保持较好的温湿度控制精度与稳定性,且全年节能效果显著。
关键词:温湿度独立控制; 干式风机盘管引言为满足人体舒适感的要求,空调设备在调节温度同时,需要对湿度进行调节。
根据ASHRAEStandard 62-2001 的要求,相对湿度必须在30% ~60% 之间。
一般来说,除湿消耗的冷量占空调总冷量的30% ~ 50%[1]。
在高温高湿地区,由于大量新风的引入,空调的能源使用量增加更为明显。
这就需要对空调系统的节能与优化进行研究,温湿度独立控制系统是一个有效的解决途径。
干式盘管加独立新风系统是采用独立新风控制湿度,承担室内全部潜热负荷和部分显热负荷,利用干式风机盘管去除其余显热负荷达到送风温湿度要求的空调系统。
1.空调系统对比分析常规再热系统和常规非再热系统的冷冻水供水水温为7 ℃,冷水机组均采用5 ℃的供回水温差。
冷冻水分别流入并联连接的新风机组和风机盘管。
图1 为常规再热系统空气处理过程焓湿图,室外新风状态点0 经新风机组冷却除湿到状态点2,室内回风经风机盘管等湿冷却到状态点3,二者混合至状态点4,为了达到室内送风温湿度要求,处理后的空气需要再热到状态点5,再沿ε线送入室内承担室内热湿负荷。
常规非再热系统的空气处理过程与常规再热系统基本相同,不同的是空气处理至状态点4 后,不经过4 ~ 5 空气再热过程,直接送入室内承担室内热湿负荷。
常规再热系统采用温湿度耦合处理存在很多弊端。
一是由于对湿度的控制能力较弱,常为满足室内温度需要而忽视湿度的调节。
尤其在过渡季,随着显热负荷的减少,风机盘管的供水水温相应提高,会导致系统除湿能力下降。
温湿度独立控制空调系统的应用摘要:本文分析了传统中央空调系统的形式及其在节能环保和卫生品质方面所面临的问题,在此基础上提出了新的空调方式——温湿度独立控制空调系统,阐述了该系统的应用策略,即通过控制独立新风的含湿量,由新风去除室内的余湿,承担湿负荷及控制室内的空气品质,而由高温冷水机组提供的高温冷水承担室内的显热负荷。
分析了温湿度独立控制空调系统在节能环保、空气品质方面的优势与实现方式以及对空调末端和制冷机组的要求和影响,并提出了一些应用中的见解与问题,介绍了实践应用工程。
关键词:温湿度独立控制;溶液调湿;高温冷源;干式风机盘管一、前言今天,几乎每个人都会使用空调,但我们生活中大部分人并不真正了解空调,他们认为空调就是向人们活动的房间提供冷风或热风,只是单纯的改变室内温度,使人体感到舒适。
其实,除温度外,空气的相对湿度对人的舒适感也有着重要影响。
因此,从人体的舒适感和健康出发,空调系统不但要对室内空气降温或升温,还要对空气进行加湿或除湿处理。
夏季,人体舒适区的温度为25℃左右,相对湿度一般在45%~65%范围内,此时露点温度约为16℃左右,传统空调采用热湿联合处理的方式,同时进行降温与除湿,若仅是降温,则冷源温度只需要15~18℃即可,但若还要再除湿,则冷源温度需要5~7℃,而温度过低,有时对冷却后的空气还需要再热才能满足送风温湿度的要求。
在创造节约型社会的今天,传统空调的许多弊端开始受到人们的重视。
二、传统空调系统中的一些无法解决的问题1、浪费能源,不节能。
室内湿负荷由空调冷源承担,冷源温度需要需要降至较低,一般采用7℃,若冷源只承担室内显热负荷,湿负荷单独控制,则冷源温度可提高到15~18℃,这将大大提高制冷机的效率,COP可提高30%以上,而传统空调制冷主机COP值一般在5.0左右,使得节能效果低下,而且由于送风温度过低,有时还需要进行再热处理,这就使得冷热抵消,浪费能源。
2、无法同时满足对温度和湿度的控制要求。
摘要:本文在分析了目前热湿联合处理空调系统所面临的主要问题的基础上,提出了热湿独立控制空调策略:采用新风去除室内的余湿、承担室内空气质量的任务,采用高温冷源去除室内的余热。
并提出了温湿度独立控制空调方式对室内末端装置、新风处理、制备高温冷源的要求与影响,介绍了温湿度独立控制系统的应用实践工程。
关键词:温湿度独立控制新风高温冷源1 引言从热舒适与健康出发,要求对室内温湿度进行全面控制。
夏季人体舒适区为25ºc,相对湿度60%,此时露点温度为16.6ºc。
空调排热排湿的任务可以看成是从25ºc 环境中向外界抽取热量,在16.6ºc的露点温度的环境下向外界抽取水分。
目前空调方式的排热排湿都是通过空气冷却器对空气进行冷却和冷凝除湿,再将冷却干燥的空气送入室内,实现排热排湿的目的。
现有的热湿联合处理的空调方式存在如下问题。
(1)热湿联合处理的能源浪费。
由于采用冷凝除湿方法排除室内余湿,冷源的温度需要低于室内空气的露点温度,考虑传热温差与介质输送温差,实现16.6ºc的露点温度需要约7ºc的冷源温度,这是现有空调系统采用5~7ºc的冷冻水、房间空调器中直接蒸发器的冷媒蒸发温度也多在5ºc的原因。
在空调系统中,占总负荷一半以上的显热负荷部分,本可以采用高温冷源排走的热量却与除湿一起共用5~7ºc的低温冷源进行处理,造成能量利用品位上的浪费。
而且,经过冷凝除湿后的空气虽然湿度(含湿量)满足要求,但温度过低,有时还需要再热,造成了能源的进一步浪费与损失。
(2)难以适应热湿比的变化。
通过冷凝方式对空气进行冷却和除湿,其吸收的显热与潜热比只能在一定的范围内变化,而建筑物实际需要的热湿比却在较大的范围内变化。
一般是牺牲对湿度的控制,通过仅满足室内温度的要求来妥协,造成室内相对湿度过高或过低的现象。
温湿度独立控制空调系统设计问题分析摘要:温湿度独立控制空调系统由湿度控制系统和温度控制系统两个子系统组成。
在温湿度独立控制空调系统的设计计算中,需对湿度控制和温度控制两套系统进行详细分析,根据方案形式、负荷计算结果等选取合适的设备形式,本文着重对温湿度独立控制空调系统设计中需要注意的一些问题进行了详细分析。
关键词:湿度控制系统;温度控制系统;空调系统设计一、前言温湿度独立控制空调系统是一种将室内湿度、温度分开调节的空调理念,包含湿度控制系统和温度控制系统两个子系统。
湿度控制系统承担排除室内余湿、去除室内CO2、异味。
温度控制系统承担排除室内余热,由于无需承担除湿的任务,因而可采用较高温度的冷源实现排除余热的控制任务。
温度控制系统包括:高温冷源、余热消除末端装置,一般采用水或制冷剂作为输送媒介。
系统的冷水供水温度可以提高到16~18℃,从而为天然冷源的使用提供了条件。
余热消除装置可以采用辐射板、干式风机盘管等形式。
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媒介,并通过改变风量来实现对湿度和CO2的调节。
在温湿度独立控制空调系统的设计计算中,需对湿度控制和温度控制两套系统详细分析,根据方案形式、负荷计算结果等选取合适的设备形式,以下将对温湿度独立控制空调系统设计中需要注意的问题进行分析。
二、输配系统设计分析输配系统如风机、水泵等是空调系统的重要组成部分,输配系统的能耗在整个空调系统能耗中占有很大比例,有的建筑输配系统能耗甚至会占到50%以上。
合理的输配系统设计是实现整个空调系统的正常运行、降低运行能耗的重要前提。
湿度控制系统、温度控制系统承担不同的热湿环境调控任务,这两个子系统的主要输配设备存在很大不同。
湿度控制系统的输配部件是将干燥空气送入室内的风机,温度控制系统的输配部件是将水、制冷剂等冷媒输送到末端的水泵,以及末端的风机(风机盘管)等。
不同形式空气处理装置的阻力情况及末端静压需求影响着湿度控制系统中风机的性能,与常规空调系统中风机的性能差异不大。
温湿度独立控制空调技术优势及展望摘要:作为一种在节能方面优势明显的新型空调技术,对温湿度独立控制空调的性能、核心部件、现状、存在问题进行了综合分析,并提出展望。
关键词:温湿度独立控制空调技术优势性能分析展望1引言随着国家进入能源短缺时代,节能降耗成为我国目前一个重要的战略目标。
冬季采暖、夏季制冷作为建筑能耗的主体,除了使用外墙保温和先进的门窗系统以外,采暖和制冷方式的不断改进和创新,将是节能的关键所在[1]。
完善的空调技术是节能的有力保障,温湿度独立控制空调技术作为一种新型空调技术优势明显。
2系统优势分析2.1优势分析温湿度独立调节空调技术对中央空调系统的设计具有很强的指导意义,并且该技术可以大幅度提高空调系统效率,市场前景广阔,具体表现如下[2]:1.打破了传统舒适性空调的温湿度控制理念,确保空调房间的空气状态稳定和热舒适性,其改变了传统空调系统室内空气状态的波动而造成的能源浪费或舒适性降低的现象。
2.该技术实现了按能量品位需求配置空调冷冻水,大大提高冷水机组的平均蒸发温度,制冷系统的节能效果非常明显,双冷源系统、单冷源大温差系统或单冷源加溶液调湿新风系统等节能技术均是很好的节能解决方案。
3.该技术实现了需求化通风(提供新风量)的节能理念,CO2浓度或相对湿度控制的变风量新风系统,根据房间内人员密度的变化调节新风量,节能效果明显。
4.对于热湿比较大的工艺性空调系统,该技术克服了“大马拉小车”的现象,既可以减小空气的输送能耗,也可以提高制冷效率。
5. 溶液调湿新风系统将空调排风热回收系统融合在一起,克服了传统热回收系统性价比不合理的缺点;其除湿深度大,可以适应人流密度较大的场所,克服了冷却除湿系统的局限性,为温湿度独立调节空调技术得以广泛应用提供了技术支持;另外该系统具有一定的杀菌作用。
2.2系统分析温湿度独立控制空调系统中,采用温度与湿度两套独立的空调控制系统,分别控制、调节室内的温度与湿度,以溶液除湿空调系统为例进行系统分析。
温湿度独立控制空调系统设计问题分析摘要:温湿分离控制系统包括两大子系统:湿度控制子系统和温控子系统。
在温湿度自控空调系统的设计计算中,必须对其进行详细的分析,并根据方案形式、负荷计算结果选择适宜的装置形式,重点分析了温、湿度独立控制空调系统的设计要点。
关键词:温湿度;独立控制;空调系统;设计问题;引言空调器主要负责室内余热、余湿、CO2和臭气。
调查结果显示:排除房间余热与排除CO2、异味所需要的新鲜空气的数量与其在一定的范围内的改变方向是相同的,也就是说,可以利用新鲜空气来达到排余湿、CO2和异味的需求,而采用其它的方法(单独的温控方法)来排除房间余热。
该系统不需要进行除湿,可以利用更高的冷源完成对废热的控制。
通过分析目前我国空调的现状,认为采用温度、湿度独立调节是一种行之有效的方法。
在室内的温、湿分离控制中,利用两个单独的控制系统对室内的温度和湿度进行控制,以防止传统的冷湿混合控制造成的热量损耗。
由于采用独立的温度和湿度控制,能够满足各种房间的温度和湿度的变化,解决了传统的空调系统很难同时满足温度和湿度参数的需求,从而解决了空气湿度高(或低)的问题。
1.温湿度独立控制空调系统设计问题分析1.1难以适应热湿比的变化利用冷凝法对室内空气进行降温、除湿时,其吸热和潜热率仅在某一特定的区间内发生改变,而建筑的实际需求热湿比则有很大的差异。
通常是牺牲了对湿度的控制,只满足室内的温度需求,导致了室内的相对湿度偏高或偏低。
过高的结果是不舒适,进而降低室温设定值,通过降低室温来改善热舒适,从而导致能源消耗的不必要增长;较低的相对湿度也会造成室外空气焓差增大,从而增大了处理室外新风的能量消耗。
1.2室内空气品质问题大部分的空调都是靠着空气经过冷面来冷却和除湿,从而使冷面变得湿润,甚至会出现积水,在空调关机后,这种湿润的表面就是最容易滋生霉菌的地方。
在空调系统中,霉菌的滋生和扩散是造成空调疾病的重要因素。
此外,目前国内大部分城市的空气污染物仍然以可吸入性微粒为主,所以有效地过滤空调系统所带来的空气污染对保持室内健康具有重要意义。
温湿度独立控制空调系统的现状分析摘要:夏季,空调系统将承担除去室内的余热和余湿的任务,除此之外,还有改善室内空气质量的功能。
目前的空调系统还存在着很多问题,例如温湿度控制不独立,湿度控制不合理、夏季湿表面污染等等。
本文介绍了温湿度独立控制空调系统的原理以及温湿度独立控制空调系统的相关设备组成,比较分析了温湿度独立控制空调系统与常规空调系统的优缺点,最后对温湿度独立控制空调系统的发展前景进行了展望。
关键词:温湿度独立控制;空调系统;原理;前景1 前言在现代建筑设计中,进行建筑室内温湿度调节控制的空调系统,比较常见的主要有两种,一种是分散的、可以独立进行安装的房间空调器;另一种是进行集中冷源设置,使用水或者是空气作为媒介进行温湿度调节输送的中央空调系统。
不管是上述哪一种空调系统,在进行室内温湿度控制调节过程中,都是通过向室内输送经过降温除湿后的空气,来实现室内温湿度的调节与控制。
由于此类系统对温湿度进行统一的调节和控制,在实际调节控制应用中,都存在能耗大、难以进行热湿比变化适应等问题,具有一定的局限性。
因此,寻找一种可以为人们提供舒适并且健康的空气环境,又能节约能源的空调系统,在当今社会显得更加迫切,同时温湿度独立控制空调系统将会吸引更多的学者来关注。
本文主要从温湿度独立控制空调系统的原理、系统组成以及与常规空调系统的对比,对温湿度独立控制空调系统进行分析论述。
2. 温湿度独立控制空调系统原理及相关设备组成2.1温湿度独立控制空调系统的原理温湿度独立控制空调系统是指在一个空调系统中,采用两种不同蒸发温度的冷源,用高温冷冻水取代传统空调系统中大部分由低温冷冻水承担的热湿负荷,这样可以提高综合制冷效率,进而达到节省能耗的目的。
在温湿度独立控制空调中,高温冷源作为主冷源,它承担室内全部的显热负荷和部分的新风负荷,占空调系统总负荷的50%以上;低温冷源作为辅助冷源,它承担室内全部的湿负荷和部分的新风负荷,占空调系统总负荷的50%以下。