熱濕聯(lián)合處理

　　本文在分析了目前熱濕聯(lián)合處理空調(diào)系統(tǒng)所面臨的主要問題的基礎上，提出了熱濕獨立控制空調(diào)策略：采用新風去除室內(nèi)的余濕、承擔室內(nèi)空氣質(zhì)量的任務，采用高溫冷源去除室內(nèi)的余熱。

　　從熱舒適與健康出發(fā)，要求對室內(nèi)溫濕度進行全面控制。夏季人體舒適區(qū)為25℃，相對濕度60%，此時露點溫度為16.6℃。空調(diào)排熱排濕的任務可以看成是從25℃環(huán)境中向外界抽取熱量，在16.6℃的露點溫度的環(huán)境下向外界抽取水分。

　　目前空調(diào)方式的排熱排濕都是通過空氣冷卻器對空氣進行冷卻和冷凝除濕，再將冷卻干燥的空氣送入室內(nèi)，實現(xiàn)排熱排濕的目的。現(xiàn)有的熱濕聯(lián)合處理的空調(diào)方式存在如下問題。

　　（1）熱濕聯(lián)合處理的能源浪費。由于采用冷凝除濕方法排除室內(nèi)余濕，冷源的溫度需要低于室內(nèi)空氣的露點溫度，考慮傳熱溫差與介質(zhì)輸送溫差，實現(xiàn)16.6℃的露點溫度需要約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，占總負荷一半以上的顯熱負荷部分，本可以采用高溫冷源排走的熱量卻與除濕一起共用5~7℃的低溫冷源進行處理，造成能量利用品位上的浪費。而且，經(jīng)過冷凝除濕后的空氣雖然濕度（含濕量）滿足要求，但溫度過低，有時還需要再熱，造成了能源的進一步浪費與損失。

　　（2）難以適應熱濕比的變化。通過冷凝方式對空氣進行冷卻和除濕，其吸收的顯熱與潛熱比只能在一定的范圍內(nèi)變化，而建筑物實際需要的熱濕比卻在較大的范圍內(nèi)變化。一般是犧牲對濕度的控制，通過僅滿足室內(nèi)溫度的要求來妥協(xié)，造成室內(nèi)相對濕度過高或過低的現(xiàn)象。

　　過高的結果是不舒適，進而降低室溫設定值，通過降低室溫來改善熱舒適，造成能耗不必要的增加；相對濕度過低也將導致由于與室外的焓差增加使處理室外新風的能耗增加。

　　（3）室內(nèi)空氣品質(zhì)問題。大多數(shù)空調(diào)依靠空氣通過冷表面對空氣進行降溫除濕，這就導致冷表面成為潮濕表面甚至產(chǎn)生積水，空調(diào)停機后這樣的潮濕表面就成為霉菌繁殖的最好場所。空調(diào)系統(tǒng)繁殖和傳播霉菌成為空調(diào)可能引起健康問題的主要原因。

　　另外，目前我國大多數(shù)城市的主要污染物仍是可吸入顆粒物，因此有效過濾空調(diào)系統(tǒng)引入的室外空氣是維持室內(nèi)健康環(huán)境的重要問題。然而過濾器內(nèi)必然是粉塵聚集處，如果再漂濺過一些冷凝水，則也成為各種微生物繁殖的最好場所。頻繁清洗過濾器既不現(xiàn)實，也不是根本的解決方案。

　　（4）室內(nèi)末端裝置的問題。為排除足夠的余熱余濕同時又不使送風溫度過低，就要求有較大的循環(huán)通風量。例如每平方米建筑面積如果有80W/m2顯熱需要排除，房間設定溫度為25℃，當送風溫度為15℃時，所要求循環(huán)風量為24m3/hr/m2，這就往往造成室內(nèi)很大的空氣流動，使居住者產(chǎn)生不適的吹風感。

　　為減少這種吹風感，就要通過改進送風口的位置和形式來改善室內(nèi)氣流組織。這往往要在室內(nèi)布置風道，從而降低室內(nèi)凈高或加大樓層間距。很大的通風量還極容易引起空氣噪聲，并且很難有效消除。在冬季，為了避免吹風感，即使安裝了空調(diào)系統(tǒng)，也往往不使用熱風，而通過另外的暖氣系統(tǒng)通過采暖散熱器供熱。這樣就導致室內(nèi)重復安裝兩套環(huán)境控制系統(tǒng)，分別供冬夏使用。

　　（5）輸配能耗的問題。為了完成室內(nèi)環(huán)境控制的任務就需要有輸配系統(tǒng)，帶走余熱、余濕、CO2、氣味等。在中央空調(diào)系統(tǒng)中，風機、水泵消耗了40~70%的整個空調(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傳送，導致輸配效率很低。

　　此外，隨著能源問題的日益嚴重，以低品位熱能作為夏季空調(diào)動力成為迫切需要。目前北方地區(qū)大量的熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱系統(tǒng)在夏季由于無熱負荷而無法運行，使得電力負荷出現(xiàn)高峰的夏季熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電設施反而停機，或者按純發(fā)電模式低效運行。

　　如果可以利用這部分熱量驅(qū)動空調(diào)，既省下空調(diào)電耗，又可使熱電聯(lián)產(chǎn)電廠正常運行，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)展的關鍵。由于空調(diào)負荷在一天內(nèi)變化顯著，與熱電聯(lián)產(chǎn)電廠提供熱能并不是很好匹配，如何實現(xiàn)有效的蓄能，以協(xié)調(diào)二者的矛盾也是熱能使用當中存在的問題。

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