一、常規(guī)空調(diào)技術(shù)存在的問(wèn)題從人體的熱舒適度與健康出發(fā)，要求對(duì)室內(nèi)溫度、濕度進(jìn)行全面控制，夏季人體舒適區(qū)為25℃,相對(duì)濕度60%，此時(shí)露點(diǎn)溫度為16.6℃.空調(diào)排熱排濕的任務(wù)可以看成是從25℃的環(huán)境中向外排熱，在16.6℃的露點(diǎn)溫度的環(huán)境下向外排濕。目前空調(diào)方式的排熱排濕都通過(guò)空氣冷卻器對(duì)空氣進(jìn)行冷卻和冷凝除濕，實(shí)現(xiàn)排熱排濕的目的。

　　常規(guī)溫濕度混合處理的空調(diào)方式存在如下問(wèn)題：

　　1、能源浪費(fèi)。使用一套系統(tǒng)同時(shí)制冷和除濕，為了滿足冷凝方法排除室內(nèi)余濕，冷源的溫度需要低于室內(nèi)的露點(diǎn)溫度，考慮傳熱溫差與介質(zhì)輸送溫差，實(shí)現(xiàn)16.6℃的露點(diǎn)溫度需要約7℃的冷源溫度，這是現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)采用5~7℃的冷凍水、房間空調(diào)器中直接蒸發(fā)器的冷媒蒸發(fā)溫度也多在5℃的原因。在空調(diào)系統(tǒng)中，占總負(fù)荷一半以上的顯熱負(fù)荷部分，本可以采用高溫冷源排走的熱量卻與除濕一起共用5~7℃的低溫冷源進(jìn)行，造成能量利用品位上的浪費(fèi)。而且經(jīng)過(guò)冷凝除濕后的空氣雖然濕度(含濕量)滿足要求，但溫度過(guò)低，有時(shí)還需要再熱，造成能源的進(jìn)一步浪費(fèi)與損失。

　　2、難以適應(yīng)熱濕比的變化。通過(guò)冷凝方式對(duì)空氣進(jìn)行冷卻和除濕，其吸收的顯熱與潛熱比只能在一定的范圍內(nèi)變化，而建筑物實(shí)際需要的熱濕比卻在較大的范圍內(nèi)變化。一般是犧牲對(duì)濕度的控制，通過(guò)僅滿足室內(nèi)溫度的要求來(lái)妥協(xié)，造成室內(nèi)相對(duì)濕度過(guò)高或過(guò)低的現(xiàn)象。相對(duì)濕度過(guò)高的結(jié)果是不舒適，進(jìn)而降低室溫設(shè)定值，通過(guò)降低室溫來(lái)改善熱舒適，造成能耗不必要的增加。相對(duì)濕度過(guò)低也將導(dǎo)致由于與室外的焓差增加使處理新風(fēng)的能耗增加。

　　3、造成室內(nèi)空氣品質(zhì)下降。大多數(shù)空調(diào)依靠空氣通過(guò)表冷器對(duì)空氣進(jìn)行降溫除濕，這就導(dǎo)致表冷器表面成為潮濕表面甚至產(chǎn)生積水，空調(diào)停機(jī)后這樣的潮濕表面就成為霉菌繁殖的理想場(chǎng)所?？照{(diào)系統(tǒng)繁殖和傳播霉菌成為可能引起健康問(wèn)題的主要因素。另外，目前我國(guó)大多數(shù)城市的主要污染物仍是可吸入顆粒物，因此有效過(guò)濾空調(diào)系統(tǒng)引人的室外空氣是維持健康環(huán)境的重要問(wèn)題。然而過(guò)濾器內(nèi)必然是粉塵聚集處，如果再漂濺過(guò)一些冷凝水，則也成為各種微生物繁殖的理想場(chǎng)所。頻繁清洗過(guò)濾器既不現(xiàn)實(shí)，也不是根本的解決方案。

　　4、傳統(tǒng)的室內(nèi)末端裝置有局限性。為排除足夠的余熱余濕同時(shí)又不使送風(fēng)溫度過(guò)低，就要求有較大的循環(huán)通風(fēng)量。例如每平方米建筑面積如果有80W/M2顯熱需要排除，房間設(shè)定溫度為25℃時(shí)，當(dāng)送風(fēng)溫度為15℃時(shí)，所要求循環(huán)風(fēng)量為24M3/HR/M2，這就往往造成室內(nèi)很大的空氣流動(dòng)，使居住者產(chǎn)生不適的出風(fēng)感。為減少這種出風(fēng)感，就要通過(guò)改變送風(fēng)口的位置和形式來(lái)改變室內(nèi)氣流組織，這往往要在室內(nèi)布置風(fēng)管，從而降低室內(nèi)凈高度或者加大樓層間距。很大的通風(fēng)量還極容易引起空調(diào)噪聲，并且很難有效消除，在冬季，為了避免出風(fēng)感，即使安裝了空調(diào)系統(tǒng)，也往往不使用熱風(fēng)，而是通過(guò)另一套的暖氣系統(tǒng)(如采暖散熱器)供熱。這樣就導(dǎo)致室內(nèi)重復(fù)安裝兩套環(huán)境控制系統(tǒng)，分別供冬夏使用。

　　5、輸配能耗的問(wèn)題。為了完成室內(nèi)環(huán)境控制的任務(wù)就需要有輸配系統(tǒng)，帶走余熱、余濕、CO2、氣味等。在中央空調(diào)系統(tǒng)中，風(fēng)機(jī)、水泵消耗了40%~70%的整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的電耗。在常規(guī)中央空調(diào)系統(tǒng)中，多采用全空氣系統(tǒng)的形式，所有的冷量全部用空氣來(lái)傳遞，導(dǎo)致輸配系統(tǒng)效率很低。相對(duì)而言，1M3水所輸送的熱量和3840M3空氣輸送的熱量是相對(duì)的。此外，隨著能源問(wèn)題的日益嚴(yán)重，以低品位熱能作為夏季空調(diào)動(dòng)力成為迫切需要，目前北方地區(qū)大量的熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱系統(tǒng)在夏季由于無(wú)熱負(fù)荷而無(wú)法運(yùn)行，使得電力負(fù)荷出現(xiàn)高峰的夏季熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電設(shè)施反而停機(jī)，或者按純發(fā)電模式低效運(yùn)行。如果可以利用這部分熱量驅(qū)動(dòng)空調(diào)，既省下空調(diào)能耗，又可使熱電聯(lián)產(chǎn)正常運(yùn)行，增加發(fā)電能力。這樣即可減緩夏季供電壓力，又提高能源利用率，是熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)繼續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。由于空調(diào)負(fù)荷在一天內(nèi)變化顯著，與熱電聯(lián)產(chǎn)提供熱能并不是很好匹配，如何實(shí)現(xiàn)有效的蓄能，以協(xié)調(diào)二者的矛盾也是熱能使用當(dāng)中存在的問(wèn)題。綜上所述，空調(diào)的廣泛需求、人居環(huán)境健康的需要和能源協(xié)調(diào)平衡的要求，對(duì)目前空調(diào)方式提出了挑戰(zhàn)。新的空調(diào)應(yīng)該具備的特點(diǎn)：減少室內(nèi)送風(fēng)量、高效換熱末端、采用低品位能源、設(shè)置冷熱蓄能系統(tǒng)。從如上要求出發(fā)，目前普遍認(rèn)為溫濕度獨(dú)立控制可能是一個(gè)有效的解決途徑。

　　二、溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)技術(shù)的特點(diǎn)

　　1、空調(diào)系統(tǒng)承擔(dān)者排除室內(nèi)余熱、余濕、CO2與異味的任務(wù)。研究表明：排除室內(nèi)余濕與CO2、異味所需要的新風(fēng)量與變化趨勢(shì)一致，即可以通過(guò)新風(fēng)同時(shí)滿足排除余濕、CO2與異味的要求，而排除室內(nèi)余熱的任務(wù)則通過(guò)其他的系統(tǒng)(獨(dú)立的溫度控制系統(tǒng))來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于無(wú)需要承擔(dān)除濕的任務(wù)，因而用較高溫度的冷源即可實(shí)現(xiàn)排除余熱的任務(wù)。

　　2、溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)中，采用溫度與濕度兩套獨(dú)立的空調(diào)控制系統(tǒng)，分別控制、調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度與濕度，從而避免了常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)中熱濕聯(lián)合處理所帶來(lái)的損失。由于溫度、濕度采用獨(dú)立的控制系統(tǒng)，可以滿足不同區(qū)域和同一區(qū)域不同房間熱濕比不斷變化的要求，克服了常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)中難以同時(shí)滿足溫度、濕度參數(shù)的要求，避免了室內(nèi)濕度過(guò)高(或過(guò)低)的現(xiàn)象。

　　3、溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)的基本組成為：處理顯熱的系統(tǒng)與處理潛熱的系統(tǒng)，兩個(gè)系統(tǒng)獨(dú)立調(diào)節(jié)分別控制室內(nèi)的溫度與濕度。處理顯熱的系統(tǒng)包括：高溫冷源、余熱消除末端裝置。采用水作為輸送介質(zhì)。由于除濕的任務(wù)由處理潛熱的系統(tǒng)承擔(dān)，因而顯熱系統(tǒng)的冷水溫度不再是常規(guī)冷凝除濕空調(diào)系統(tǒng)中的7℃，而是提高到18℃左右，從而為天然冷源的使用提供了調(diào)節(jié)，即使采用機(jī)械制冷方式，制冷機(jī)的性能系數(shù)也有大幅度的提高。因而消除末端裝置可以采用毛細(xì)管網(wǎng)換熱器、輻射板、干式風(fēng)機(jī)盤管等多種形式。由于供水的溫度高于室內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度，因而不存在結(jié)露的危險(xiǎn)。處理潛熱的系統(tǒng)，同時(shí)去除室內(nèi)CO2、室內(nèi)異味等，以保證室內(nèi)空氣質(zhì)量。此系統(tǒng)由新風(fēng)處理機(jī)組、送風(fēng)末端裝置組成，采用新風(fēng)作為能量輸送的媒介。在處理潛熱的系統(tǒng)中，由于不一定需要處理溫度，因而濕度的處理可能有多種方法，入冷凝除濕、吸附除濕等。

　　4、在溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)中，采用新風(fēng)來(lái)承擔(dān)排除室內(nèi)余濕、CO2與異味的任務(wù)，以保證室內(nèi)空氣質(zhì)量。一般來(lái)說(shuō)，這些排濕，排有害氣體的負(fù)荷僅隨室內(nèi)人員數(shù)量而變化，因此可采用變風(fēng)量方式，根據(jù)室內(nèi)空氣的濕度或CO2的濃度調(diào)節(jié)風(fēng)量。由于僅是為了滿足新風(fēng)和濕度的要求，如果人均風(fēng)量40M3/HR，每人5平方米面積。則換氣次數(shù)只在2~3次/HR，遠(yuǎn)小于變風(fēng)量系統(tǒng)的風(fēng)量，這部分空氣可通過(guò)置換送風(fēng)的方式從下側(cè)或地面送出，也可采用個(gè)性化送風(fēng)方式直接將新風(fēng)送入人體活動(dòng)區(qū)。

　　5、室內(nèi)的顯熱則通過(guò)另外的系統(tǒng)來(lái)排除(或補(bǔ)充)。由于這時(shí)只需要排除顯熱，就可以用較高溫度的冷源通過(guò)輻射、對(duì)流等多種方式實(shí)現(xiàn)。當(dāng)室內(nèi)設(shè)定溫度為25℃時(shí)，采用屋頂或垂直表面輻射，即使平均水溫為20℃，每平方米表面仍可排除顯熱40W/M2，已基本可滿足多數(shù)類型建筑物排除圍護(hù)結(jié)構(gòu)和室內(nèi)設(shè)備發(fā)熱量的要求。由于水溫一直高于室內(nèi)露點(diǎn)溫度，因此不存在結(jié)露的危險(xiǎn)和排冷凝水的要求。

　　6、溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)溫度和濕度的分別控制。尤其實(shí)現(xiàn)了新風(fēng)量隨人員數(shù)量的同步增減，從而避免了變風(fēng)量系統(tǒng)冬季人員增加，熱負(fù)荷降低，新風(fēng)量也隨之降低的問(wèn)題。與目前的風(fēng)機(jī)配管加新風(fēng)方式比較，免去了凝水盤和凝水排除系統(tǒng)，徹底消除了實(shí)際工程中經(jīng)常出現(xiàn)問(wèn)題的隱患，同時(shí)由于不再存在除濕表面。根除了滋生霉菌的溫床，可有效改善室內(nèi)空氣品質(zhì)。由于室內(nèi)相對(duì)濕度可一直維持在60%以下，較高的室溫(26℃)就可以達(dá)到熱舒適要求。這就避免了由于相對(duì)濕度太高，只得把室溫降低(甚至到20℃)以維持舒適度要求的溫度。既降低了運(yùn)行能耗，由減少了由于室內(nèi)外溫差過(guò)大造成的熱沖擊對(duì)健康的危害。

　　三、高溫冷源的制備

　　1、由于潛熱由單獨(dú)的新風(fēng)處理系統(tǒng)承擔(dān)，因此在溫度控制(余熱去除)系統(tǒng)中，不再采用7℃的冷水同時(shí)降溫與除濕的要求，而是采用約18℃的冷水即可滿足降溫要求。此溫度要求的冷水為很多天然冷源的使用提供了條件，如深井水、通過(guò)土壤源換熱器獲取冷水等，深井回灌與土壤源換熱器的冷水出水溫度與使用地的年平均溫度密切相關(guān)。我國(guó)很多地區(qū)可以直接利用該方式提供18℃冷水，在某些干燥地區(qū)(如新疆等)通過(guò)直接蒸發(fā)的方式或間接蒸發(fā)的方法獲取18℃冷水。

　　2、即使采用機(jī)械制冷方式，由于要求的壓縮比很小，根據(jù)制冷逆卡諾循環(huán)可以得到，制冷機(jī)的理想COP將有大幅度提高。如果將蒸發(fā)溫度從常規(guī)冷水機(jī)組的2～3℃提高到14～16℃當(dāng)冷凝溫度恒定為40℃時(shí)，逆卡諾循環(huán)制冷機(jī)的COP將從7.2~7.5提高到11.0~12.0。對(duì)于現(xiàn)有的壓縮式制冷機(jī)，吸收式制冷機(jī)，怎樣改進(jìn)其結(jié)構(gòu)形式，使其在小壓縮比時(shí)能獲得較高的效率，則是對(duì)制冷機(jī)制造者提出的新課題。

　　四、結(jié)論與目前普遍使用的風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)方式或全空氣方式相比，溫濕度獨(dú)立控制系統(tǒng)的特點(diǎn)可總結(jié)如下：

　　1、適應(yīng)室內(nèi)熱濕比的變化。溫濕度獨(dú)立控制系統(tǒng)分別控制房間的溫度和濕度，能夠滿足建筑物熱濕比隨時(shí)間與使用情況的變化，全面控制室內(nèi)環(huán)境。并根據(jù)室內(nèi)人員數(shù)量調(diào)節(jié)新風(fēng)量，因此可獲得更好的室內(nèi)環(huán)境控制效果和空氣質(zhì)量。

　　2、末端方式不同?？刹捎幂椛涫侥┒嘶蛘吒墒斤L(fēng)機(jī)盤管吸收或提高顯熱，采用置換通風(fēng)等方式送干燥的新風(fēng)去除顯熱，冬夏共用同樣的末端裝置。處理顯熱的系統(tǒng)只需要18℃的冷水，這可通過(guò)多種低成本的和節(jié)能的方式提供，降低運(yùn)行費(fèi)用。

　　3、可以利用低品位能源，即使采用配套空調(diào)機(jī)組系統(tǒng)能效也會(huì)大大提高。這個(gè)特點(diǎn)有利于能源的廣泛選擇利用，特別有利于利用低品位的再生能源：如太陽(yáng)能、地能、熱電廠余熱回收等，對(duì)節(jié)能降耗意義重大。

　　4、舒適度大大提高。沒有強(qiáng)風(fēng)感，沒有噪聲、不傳播細(xì)菌，是一種健康綠色的空調(diào)方式。溫濕度獨(dú)立控制系統(tǒng)是一項(xiàng)較新的技術(shù)，其節(jié)能效果非常明顯，但造價(jià)較高。不僅僅用在舒適性空調(diào)方面，同樣可以用在潔凈工程上。隨著社會(huì)對(duì)運(yùn)行成本的要求不斷提升，這種項(xiàng)目會(huì)越來(lái)越多。希望大家多去了解這方面的資訊，并應(yīng)用到實(shí)際的工程案例中，讓這種技術(shù)成為我們贏得客戶的“秘密武器”。