熱濕聯(lián)合處理

熱濕聯(lián)合處理

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

　　從熱舒適與健康出發(fā)，要求對室內溫濕度進(jìn)行全面控制。夏季人體舒適區為25℃，相對濕度60%，此時(shí)露點(diǎn)溫度為16.6℃?？照{排熱排濕的任務(wù)可以看成是從25℃環(huán)境中向外界抽取熱量，在16.6℃的露點(diǎn)溫度的環(huán)境下向外界抽取水分。

　　目前空調方式的排熱排濕都是通過(guò)空氣冷卻器對空氣進(jìn)行冷卻和冷凝除濕，再將冷卻干燥的空氣送入室內，實(shí)現排熱排濕的目的?，F有的熱濕聯(lián)合處理的空調方式存在如下問(wèn)題。

　?。?）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余濕，冷源的溫度需要低于室內空氣的露點(diǎn)溫度，考慮傳熱溫差與介質(zhì)輸送溫差，實(shí)現16.6℃的露點(diǎn)溫度需要約7℃的冷源溫度，這是現有空調系統采用5~7℃的冷凍水、房間空調器中直接蒸發(fā)器的冷媒蒸發(fā)溫度也多在5℃的原因。

　　在空調系統中，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(jìn)行處理，造成能量利用品位上的浪費。而且，經(jīng)過(guò)冷凝除濕后的空氣雖然濕度（含濕量）滿(mǎn)足要求，但溫度過(guò)低，有時(shí)還需要再熱，造成了能源的進(jìn)一步浪費與損失。

　?。?）難以適應熱濕比的變化。通過(guò)冷凝方式對空氣進(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變化，而建筑物實(shí)際需要的熱濕比卻在較大的范圍內變化。一般是犧牲對濕度的控制，通過(guò)僅滿(mǎn)足室內溫度的要求來(lái)妥協(xié)，造成室內相對濕度過(guò)高或過(guò)低的現象。

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

　?。?）室內空氣品質(zhì)問(wèn)題。大多數空調依靠空氣通過(guò)冷表面對空氣進(jìn)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，空調停機后這樣的潮濕表面就成為霉菌繁殖的最好場(chǎng)所?？照{系統繁殖和傳播霉菌成為空調可能引起健康問(wèn)題的主要原因。

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

　?。?）室內末端裝置的問(wèn)題。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，房間設定溫度為25℃，當送風(fēng)溫度為15℃時(shí)，所要求循環(huán)風(fēng)量為24m3/hr/m2，這就往往造成室內很大的空氣流動(dòng)，使居住者產(chǎn)生不適的吹風(fēng)感。

　　為減少這種吹風(fēng)感，就要通過(guò)改進(jìn)送風(fēng)口的位置和形式來(lái)改善室內氣流組織。這往往要在室內布置風(fēng)道，從而降低室內凈高或加大樓層間距。很大的通風(fēng)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(fēng)感，即使安裝了空調系統，也往往不使用熱風(fēng)，而通過(guò)另外的暖氣系統通過(guò)采暖散熱器供熱。這樣就導致室內重復安裝兩套環(huán)境控制系統，分別供冬夏使用。

　?。?）輸配能耗的問(wèn)題。為了完成室內環(huán)境控制的任務(wù)就需要有輸配系統，帶走余熱、余濕、CO2、氣味等。在中央空調系統中，風(fēng)機、水泵消耗了40~70%的整個(gè)空調系統的電耗。在常規中央空調系統中，多采用全空氣系統的形式。所有的冷量全部用空氣來(lái)傳送，導致輸配效率很低。

　　此外，隨著(zhù)能源問(wèn)題的日益嚴重，以低品位熱能作為夏季空調動(dòng)力成為迫切需要。目前北方地區大量的熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱系統在夏季由于無(wú)熱負荷而無(wú)法運行，使得電力負荷出現高峰的夏季熱電聯(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動(dòng)空調，既省下空調電耗，又可使熱電聯(lián)產(chǎn)電廠(chǎng)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)系統繼續發(fā)展的關(guān)鍵。由于空調負荷在一天內變化顯著(zhù)，與熱電聯(lián)產(chǎn)電廠(chǎng)提供熱能并不是很好匹配，如何實(shí)現有效的蓄能，以協(xié)調二者的矛盾也是熱能使用當中存在的問(wèn)題。

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