溫濕度獨立控制課件

1、 張延順溫濕度獨立控制(kngzh)（DOAS）系統(tǒng)綜述共四十七頁1.溫濕度獨立(dl)控制綜述 1.研究背景 目前集中空調都使用出口溫度為5-7或更低的冷水作為冷媒，對空氣進行處理，這是因為空氣除濕的需要。而如果僅為了(wi le)降溫，采用出口溫度為18-20的冷源都可滿足要求。然而一般除濕負荷僅占空調負荷的30%一50%。結果大量的顯熱負荷也用這樣的低溫冷媒處理，就導致冷源效率低下。 2.定義 溫濕度獨立控制空調系統(tǒng)是指采用溫度濕度兩套獨立的空調控制系統(tǒng)，分別控制、調節(jié)室內的溫度與濕度。共四十七頁圖1空調系統(tǒng)的負荷(fh)構成圖共四十七頁 圖1 溫濕度分控系統(tǒng)原理圖共四十七頁 空調房間的

2、相對濕度由空調新風系統(tǒng) 控制(也就是說房間的潛熱由新風系統(tǒng)來消除)， 而空調房間的溫度由室內干式風機盤管或冷輻射(fsh)空調等末端空調方式控制(也就是說室內絕大部分的顯熱由房間空調器消除)避免常規(guī)空調系統(tǒng)中熱濕聯合處理所帶來的損失，可以滿足不同 房間熱濕比不斷變化的要求，提高了室內環(huán)境的舒 適度。 溫濕度獨立控制主要(zhyo)難點是新風的高效大幅度除濕。共四十七頁 3.除濕方式(fngsh)轉輪(zhun ln)除濕：溶液除濕：冷卻除濕：除濕方式不再需要低溫冷凍水適應室內熱濕比的變化節(jié)能，健康設備投資相當，運行費省除濕量有限加熱再生時能耗高共四十七頁2.1 溶液除濕系統(tǒng)原理 當溶液表面(b

3、iomin)飽和空氣分壓力小于空氣中水蒸氣分壓力時，空氣中的水蒸汽分子將向除濕溶液轉移，或者說被除濕溶液吸收2.溶液(rngy)除濕圖3a溶液除濕原理示意圖共四十七頁吸濕劑完成整個(zhngg)除濕 再生循環(huán)的狀態(tài)變化過程圖3a吸濕狀態(tài)(zhungti)變化示意圖將不同濃度的溶液采用與其平衡的濕空氣狀態(tài)來表示 并繪于濕空氣的溫濕圖上。圖 是溶液吸濕過程中溶液狀態(tài)變化過程 ,共四十七頁1 2 是除濕過程 ,溶液濃度降低 ,同時若采用 逆流、冷卻等手段 ,該過程可以近似等溫甚至降溫進行(jnxng) ;2 3 4 是溶液被加熱、再生的過程 ,該過程需要提供熱量 ,使 溶液中的水分蒸發(fā) ,溶液變濃

4、;4 1 溶液被冷卻 ,再進入除濕器除濕。圖3a吸濕溶液的循環(huán)(xnhun)過程共四十七頁圖 表示的是溶液除濕過程(guchng)中空氣的狀態(tài)變化 過程(guchng) ,雙線表示除濕過程 ,單線表示再生過程。共四十七頁圖3b利用冷水做冷源的溶液(rngy)除濕新風機組圖3b利用冷水做冷源的溶液除濕新風(xn fn)機組共四十七頁圖3b溶液(rngy)除濕新風機組共四十七頁圖3b溶液除濕空調(kn dio)系統(tǒng)夏季運行模式共四十七頁圖3b溶液除濕空調系統(tǒng)夏季運行(ynxng)模式共四十七頁除濕劑表面具有較低的蒸氣壓，增大與濕空氣之間的傳質推動力使除濕劑有較強的吸濕能力;有較低的溶解度，減小除濕

5、劑的耗用量;化學性質穩(wěn)定，對碳鋼和銅等金屬材料具有較低的腐蝕性無毒性，冰點低;粘度要低，改善除濕劑流動狀況(zhungkung)，降低泵的功耗;除濕劑傳質性能好，價格低廉 2.2 除濕溶液(rngy)選擇原則共四十七頁 2.3 結論(jiln)適應室內熱濕比的變化。末端方式不同；不再(b zi)需要低溫冷凍水;采用溶液吸濕完成空氣除濕，無論在新風處理機還是風機盤管處，都不存在凝水。共四十七頁3.冷卻(lngqu)除濕3.1 概念(ginin) 在同一個空調系統(tǒng)中，設置兩種具有不同蒸發(fā)溫度的冷源，而且是各盡其用。高溫冷源負責新風預冷及末端循環(huán)降溫 低溫冷源只負責新風系統(tǒng)輔助除濕，“溫濕分控”，就

6、是采用兩個各自獨立的末端設備系統(tǒng)分別承擔溫度、濕度的控制。圖 雙冷源系統(tǒng)示意圖共四十七頁圖1 雙冷源溫濕度分控系統(tǒng)原理圖共四十七頁該系統(tǒng)中，高溫冷源為主冷源，負責承擔全部室內顯熱負荷和部分新風負荷，占空調系統(tǒng)總負荷的比例一般在50%以上；低溫冷源為輔助冷源，承擔室內濕負荷和部分新風負荷，占空調系統(tǒng)總負荷的比例一般在50%以下。在雙溫空調系統(tǒng)中，高溫冷源通常(tngchng)采用集中模式，冷凍水設計供水溫度一般控制在1318范圍之內，低溫冷源一般采用分散設置的直接蒸發(fā)系統(tǒng)，即在每一臺新風機組或空調機組中，均自帶一組用于深度除濕的直接蒸發(fā)制冷系統(tǒng)。共四十七頁3.2 空氣處理過程 雙溫型新風(xn

7、fn)機組中的夏季空氣處理流程分為兩段，如圖 所示圖3b雙溫空調(kn dio)的新風處理過程示意圖共四十七頁第一段為通過高溫冷水盤管實現的對新風的冷卻除濕過程，即圖中的WL1 段，其中L1 稱為(chn wi)第一設計機器露點，簡稱“第一露點”；第二段為通過直接蒸發(fā)盤管或者低溫盤管實現的對新風的深度冷卻除濕過程，即圖中的L1L2 段，其中L2 稱為第二設計機器露點，簡稱“第二露點”。共四十七頁 對于帶熱回收的雙溫新風系統(tǒng)，夏季空氣(kngq)處理過程包括三個階段如圖所示圖熱回收型雙溫新風系統(tǒng)(xtng)的夏季處理過程共四十七頁WA：（全熱或顯熱）熱回收過程 ；AL1：高溫(gown)冷水盤管

8、冷卻處理過程 ；L1L2：輔助除濕盤管深度除濕過程。共四十七頁3.3 雙溫冷源空調系統(tǒng)的分類： 根據自帶低溫冷源的冷凝模式不同，雙溫空調系統(tǒng)中的新風系統(tǒng)又可分為風冷型雙溫新風系統(tǒng)和水冷型雙溫新風系統(tǒng)兩大類型 （1）風冷型雙溫新風系統(tǒng) 風冷型雙溫新風系統(tǒng)是指新風自帶冷源的冷凝系統(tǒng)，是利用室內排風作為冷卻介質，由于室內排風溫度明顯低于室外新風，因此(ync)可以有效降低自帶冷源系統(tǒng)的冷凝溫度和冷凝壓力，使其制冷系統(tǒng)有所提高。與此同時，利用排風露點較低的特點，采用蒸發(fā)冷凝技術，可以使制冷系統(tǒng)的效率進一步提高。因此(ync)它適合應用于有集中排風的空調系統(tǒng)。采用風冷型低溫冷源的雙溫空調系統(tǒng)如圖所示。共

9、四十七頁圖采用風冷型低溫冷源的雙溫空調(kn dio)系統(tǒng)共四十七頁 （2）水冷型雙溫新風系統(tǒng) 水冷型雙溫新風系統(tǒng)是指新風自帶冷源的冷凝系統(tǒng)，是利用來自冷卻塔（或其它天然冷源）的冷卻水作為(zuwi)冷卻介質。 由于絕大部分冷源都采用高效率的集中高溫冷源，因此與常規(guī)單冷源系統(tǒng)相比，水冷型雙溫空調系統(tǒng)的綜合COP 仍可提高15% 20%。該新風系統(tǒng)適用于沒有集中排風可以利用的空調系統(tǒng)，如潔凈空調系統(tǒng)或室內局部排風量較大又不便集中利用的空調系統(tǒng)，如潔凈空調系統(tǒng)或室內局部排風量較大又不便集中利用的空調系統(tǒng)。采用風冷型低溫冷源的雙溫空調系統(tǒng)如圖所示。共四十七頁圖采用水冷型低溫冷源的雙溫空調(kn di

10、o)系統(tǒng)共四十七頁3.4雙溫空調系統(tǒng)(xtng)的特點與優(yōu)勢：（1）節(jié)能方面的優(yōu)勢在舒適性空調系統(tǒng)中（新風比按 15%計），若采用高低溫雙冷源方案，則占總冷量90%以上的主冷源可以采用制冷效率更高的高溫冷凍水（按供水溫度 15計）系統(tǒng)，只有不到 10%的輔助冷源需要采用常規(guī)低溫冷源（供水溫度 7）。因此，與全部冷源均為 7低溫冷源的常規(guī)空調方案相比，高低溫雙冷源方案的綜合制冷效率（COP）可以提高 20%以上，節(jié)能優(yōu)勢(yush)顯著。 （2） 在保證舒適的同時使健康得以保障 在常規(guī)舒適性空調系統(tǒng)中，由于風機盤管與新風機組均采用 7低溫冷源，因此風機盤管中的表冷器在供冷季永遠都是“濕表面”，當

11、空氣中的灰塵駐留在盤管上時，必然會滋生細菌，造成空氣的嚴重污染。因空調系統(tǒng)自身污染導致的空氣品質下降甚至疾病傳播問題，已成為空調系統(tǒng)的重大隱患。 。常規(guī)的為“舒適性”空調，在共四十七頁讓我們得到舒適的同時，有可能使我們失去健康！（3） 溫濕度獨立控制 新風系統(tǒng)承擔空調系統(tǒng)全部濕負荷，負責房間的濕度控制； 風機盤管系統(tǒng)只承擔室內顯熱負荷，負責房間溫度控制。因 此，在高低溫雙冷源方案中，室內溫濕度得以實現完全獨立控制，可以最大限度保障環(huán)境舒適度，使之成為真正意義上的“舒適性空調系統(tǒng)”。（4）設備投資稍微有所增加，運行費用更加節(jié)省雙溫空調系統(tǒng)的設備投資比常規(guī)空調系統(tǒng)略有增加。前者雖然需要增加一組低溫

12、(dwn)冷水機組（或獨立冷源）及相應的冷水管道系統(tǒng)（僅供新風系統(tǒng)），工程費用有所增加，但由于該系統(tǒng)中主冷源為高溫冷源，制冷效率提高，因此主機的總輸入功率可以減少。綜合比較起來，后者設備投資稍高，但在運行費用方面，雙溫冷源方案將大為節(jié)省。 共四十七頁溫度控制設備(shbi)干盤管：1）干盤管如果按冷量/風量確定，其冷量只有普通風機盤管機組的38.8%；2）對于(duy)干盤管行業(yè)標準給出的基本規(guī)格具有不確定性，以表1作為干盤管基本規(guī)格和名義工況進行推廣是否合理值得深入探討；共四十七頁 輻射(fsh)板輻射(fsh)板埋管式：單位面積冷、熱量過小， 施工不便，所以逐漸被毛細管所代替；裝配式金屬輻

13、射板：尚處于研發(fā)階段， 缺乏大規(guī)模工程實踐 毛細管網：單位面積供冷量過小單位價格偏高綜述：毛細管網作為公共建筑，尤其是商用建筑顯冷設備布置在天花板時，夏季在國內大部地區(qū)冷量均顯不足，影響其在國內大部分地區(qū)的公共建筑和商業(yè)建筑中的使用，不過在冬季供熱量可滿足大部分要求。加上無噪聲無吹風感是一種比較理想的末端供暖裝置。共四十七頁 冷梁（beam）圖2冷梁工作示意圖1）被動冷梁：類似于散熱器冷熱兩用，只是置于天花板上，目前應用較少；2）主動冷梁：實際上是一種空氣水誘導(yudo)器?？梢岳錈醿捎镁湍壳岸远嗖捎弥鲃永淞骸９菜氖唔?3）主動冷梁運行工況 主動冷梁如上圖所示，承擔空調系統(tǒng)全部潛熱或部分

14、室內顯熱的室外新風進入主動冷梁中，通過噴嘴高速射出，誘導室內空氣。由于室內空調末端沒有風機(fn j)，同時去除了回風管，因此不但能耗明顯降低，風道減少，且室內噪聲減小。4）主動冷梁產生的主要問題1.如果采用圖2a形式，必須要有很好的防止凝露的自動控制系統(tǒng)，圖2b是一種為防止凝露設有冷凝水盤的主動冷梁；2.價格不菲，目前進口主動冷梁的價格是國內同樣冷量的風機盤管機組的3 5倍。國產冷梁已進入研發(fā)階段，不久將進入市場共四十七頁共四十七頁共四十七頁濕度控制(kngzh)設備轉輪除濕機：主要用于工業(yè)建筑和特色建筑。國內較少使用(shyng)的原因：1）除濕量有限；2）除濕后干空氣上升需進一步冷卻；3

15、）加熱再生時高耗能；5）體積較大，占據空間；鹽溶液除濕機：DOAS中最主要的除濕設備。但是鹽溶液除濕機眾多不利因素使推廣困難1）鹽溶液具有腐蝕性；2）新風中攜帶的鹽粒會損害健康；3)除濕價格昂貴；4）除濕機整機功率偏高；共四十七頁 冷凝除濕機 采用磁懸浮冷水機組向普通新風機組提供3 5冷水，普通新風機組完全可以作為DOAS的新風除濕機組使用，如果對新風除濕機的結構加以改進，同時采用全熱交換器作為預處理，新風除濕機的出風含濕量將大幅度下降，室內相對濕度同時減小，干盤管的進水溫度可以接近甚至(shnzh)等于普通空調系統(tǒng)的冷水初溫。共四十七頁圖4 與干式末端組合的雙冷源溫濕度獨立(dl)控制系統(tǒng)共

16、四十七頁 DOAS室外空氣計算(j sun)參數國內目前現行(xinxng)的DOAS所采用的室內外空氣計算參數與常規(guī)空調系統(tǒng)不同，也與國際上現行的DDOAS不同室內外空氣計算參數確定的基本原則1）空調末端溫度控制裝置（干盤管或輻射供冷系統(tǒng)）在干工況狀態(tài)下運行；2）采用高溫冷水機組向空調末端溫度控制裝置供冷，高溫冷水機組在高溫工況下（1618 ）下具有較高的COP；3）采用鹽溶液調濕新風機組進行濕度控制。共四十七頁 溫濕度獨立(dl)控制突出特點回風系統(tǒng)的取消 ,無論是應對恐怖分子的生化襲擊 ,還是應對傳染病疫情(yqng),使得建筑物的環(huán)境安全性大大提高 ，室內空氣品質得到明顯改善； 對于多

17、室建筑則無需額外增大系統(tǒng)的新風量 ,同時也解決了變風量系統(tǒng)的新風不足的問題。 新風機組采用低溫送風大溫差 ,室內剩余顯熱采用無風道的顯冷設備 ,因此集中送風的空調機組規(guī)格縮小，機房面積相應減小,風道系統(tǒng)大幅度縮減,空調系統(tǒng)需要建筑物提供的空調機房面積、吊頂凈空、風道系統(tǒng)所占據的空間、管道豎井面積明顯少于常規(guī)空調系統(tǒng)； 無需擔心冷輻射吊頂或末端風機盤管的結露問題。共四十七頁共四十七頁共四十七頁共四十七頁結論(jiln)DOAS（溫度濕度(shd)獨立控制系統(tǒng)）是一種高效節(jié)能、且能明顯改善室內空氣質量的先進的空調系統(tǒng)，值得大力推廣和應用；采用不同設備組合的DOAS，由于所選設備的不同，不但會影響系統(tǒng)的初投資，也會影響系統(tǒng)的運行費用，需要反復比較和斟酌；國內現行的一般高溫冷水機組存在諸多問題，難以推廣應用，磁懸浮冷水機組在DOAS中的應用，可解決DOAS的高、低溫冷源問題，使得DOAS更加節(jié)能；干盤管等末端設備由于自身缺點，難以作為一種DOAS的顯冷設備推廣應用；幾種除濕設備存在這樣或那樣的問題，需要深入研究，進一步改善和提高化。共四十七頁問題(wnt)干盤管等末端裝置(zhungzh)技術改進的需要及推廣；冷梁在中國的市場的使用情況；負荷減小時，雙冷源的節(jié)能效果探討；低溫