宁波伊岛电器有限公司是专业从事空气除湿、空气净化设备及节能产品的研发,设计,制造,销售,服务于一体的综合性企业之一.公司目前致力于除湿机,抽湿机,除湿器,工业除湿机,冷冻除湿机,转轮除湿机,加湿器,家用除湿机,除湿器
行业：仪器/仪表
联系人：吴小华
地区：宁波市江东区
企业博客信息
访问数：次
地区：宁波市
除湿机的使用常识和冷冻除湿机设计探讨
字体大小： -
& 发表于 10-11-27 11:49 &
阅读(541) &
空气中的和温度一样无处不在,无处不有的，南方的黄梅季节温度不高，湿度很大，人就感到闷热难受。同时潮湿和霉菌对金属氧化所造成的损害随时在不自不觉地发生。环境相对湿度大于60%霉菌即可生长，湿度大于85%以上是霉菌的高发环境。
　　 ◆工业产品中光学镜头，磁记录材料（包括光盘），影像胶片，电子信息媒体，电子原器件，仪器，仪表，粉末材料，纸张，木材，丝绸，皮革烟草，食品，茶叶，粮食等都是需要控制湿度的物品。
　　 ◆分化学除湿和冷冻除湿，本文专指冷冻除湿。冷冻式除湿机采用压缩机制冷的原理除湿。空气中的水分在进入蒸发器对冷凝结霜，然后积聚滴出，排入下水口。除湿机与空调器除湿方式不同。空调器除湿是使整个空间温度下降除湿，在夏季，炎热天气的条件下较为适用。除湿机除湿是机器内部降温，把空气中的水排出，对空间的温度反而略微上升，但温差反映不明显，比较适用四季，用电量也节约。
　　 ◆除湿机应避免放在热源旁使用，要保持进出风口的畅通，一般情况下除湿机应放在空间的居中较合适，周围应有足够的空间，不要堆放物品。保持空气流畅，可以达到除湿的效果均匀。
　　 ◆冷冻除湿机在低温（18℃以下）环境条件使用，都会结霜或结冰，带除霜功能的除湿机会自动化霜，但不带除霜功能的除湿机，可用人工化霜（断电的方式）。一般情况下温度低，湿度也低，湿度低于40%以下，除湿的效果可能不明显，速度也较慢，这都属于正常现象。
　　 ◆名义除湿量是在标准环境条件下测定的若除湿量标50升/日，就是指在30℃/RH80%的环境下24小时测定的出水容积。
　　 ◆除湿机在运行过程中，出风口排出热风是机器正常运转的现象，冬季湿度低，出风口温度也明显下降，属正常现象。
　　 ◆消费者在购买除湿机时，对除湿量的计算要综合考虑噪音等指标，一般除湿量较大的除湿机，噪音较大，属工业设备类型，若需要噪音小而除湿要达到要求，建议多购买几台小型除湿机。
& 空气除湿的方法有很多种，冷冻除湿作为其中的一种，由于能耗小、操作简单、易于控制，得到了广泛的应用。本文介绍了冷冻除湿机的类型及原理，一般型除湿机的设计过程，并对其他类型除湿机的设计思路进行探讨，指出了设计中的一些做法及注意事项。关键词：&除湿量&再热器&空气处理&蒸发器
　　 1.前言
　　 在生产和生活环境中，空气的相对湿度具有举足轻重的影响。对湿度的控制和调节，是关系到工农业生产工艺流程、物资储存保管的重要问题。相对湿度过高，机器设备和钢铁产品易于腐蚀、食品易于腐烂，将会给生产、生活及物资储存造成巨大损失，因此，随着工艺水平及要求的提高，空气除湿等环境控制技术的发展显得尤为重要。
　　 空气除湿的方法有很多种，冷冻除湿作为其中的一种，由于能耗小、操作简单、易于控制，得到了广泛的应用。冷冻除湿机就是采用冷冻除湿的原理，用制冷机作冷源，以直接蒸发式冷却器作冷却设备，把空气冷却到露点温度以下，析出大于饱和含湿量的水汽，降低空气的绝对含湿量，再利用部分或全部冷凝热加热冷却后的空气，从而降低空气的相对湿度，达到除湿目的。冷冻除湿机具有除湿效果好、房间相对湿度下降快、运行费用低、不要求热源、也可不需要冷却水、操作方便、使用灵活等优点，被广泛应用于国防工程、人防工程、各类仓库、图书馆、档案馆、地下工程、电子工业、精密机械加工、医药、食品、农业种子储藏及各工矿企业车间等场所。
　　 2.分类
　　 2.1 按使用功能分，可分为：一般型、降温型、调温型、多功能型。
　　 一般型除湿机是指空气经过蒸发器冷却除湿，由再热器加热升温，降低相对湿度，制冷剂的冷凝热全部由流过再热器的空气带走，其出风温度不能调节，只用于升温除湿的除湿机。
　　 降温型除湿机是指在一般型除湿机的基础上，制冷剂的冷凝热大部分由水冷或风冷冷凝器带走，只有小部分冷凝热用于加热经过蒸发器后的空气，可用于降温除湿的除湿机。
　　 调温型除湿机是指在一般型除湿机的基础上，制冷剂的冷凝热可全部或部分由水冷或风冷冷凝器带走，剩余冷凝热用于加热经过蒸发器后的空气，其出风温度能进行调节的除湿机。
　　 多功能型除湿机是指集升温除湿（一般型）、降温除湿、调温除湿三种功能于一体的除湿机，在无室外机（风冷）或冷却水（水冷）时仍可选择升温除湿功能进行除湿的除湿机。
　　 2.2 按有无带风机分，可分为：常规除湿机、风道式除湿机。
　　 2.3 按结构形式分，可分为：整体式、分体式、整体移动式。
　　 2.4 按适用温度范围分，可分为：A型（普通型18 ~ 32℃）、B型（低温型5 ~ 32℃）。
　　 2.5 按送回风方式分，可分为：前回前送带风帽型、后回上送型等。
　　 2.6 按控制形式分，可分为：自动型和非自动型等。
　　 2.7 按特殊使用情况分，还有全新风型、防爆型等。
　　 3.冷冻除湿机设计分析
　　 3.1 一般型除湿机设计
　　 3.1.1 设计原理[1]
　　 一般型除湿机由制冷系统和送风系统组成，其除湿原理见图1，在焓湿图上，除湿过程空气参数的变化过程见图2。
　　 制冷系统：由压缩机1压缩出来的高温高压制冷剂气体进入再热器6（作冷凝器用），将热量传给空气后，冷凝成常温高压液体，经膨胀阀4节流后进入蒸发器2，吸收通过蒸发器的空气中的热量，变成低温低压气体，被吸入压缩机1进行压缩，如此往复循环。
　　 送风系统：湿空气被吸入后，在蒸发器2被冷却到露点温度以下，在h-d图中由状态1到状态2，析出凝结水，绝对含湿量下降，再进入再热器6，吸收制冷剂的热量而升温，相对湿度降低，变为状态3，由送风机5送入房间。
　　 3.1.2 空气处理过程计算
　　 以一般型除湿机CF10设计为例，其名义除湿量要求为10kg/h。
　　 除湿机送风机风量取2800m3/h，压缩机采用Copeland公司的5HP涡旋式压缩机，采用冷凝温度40℃，蒸发温度8℃设计，制冷量为17.3kW。
　　 根据国家标准[2]规定的名义工况进风参数（状态1），干球温度27℃，湿球温度21.2℃，露点温度18.3℃，相对湿度60%，焓值61.795kJ/kg干空气，绝对含湿量为13.5357g/kg干空气；空气经蒸发器冷却处理后到机械露点状态2，其焓值为：
　　 h2 = h1-Q0/（&V）= 61.795 & 17.3&3600/（1.2&2800）= 43.259 kJ/kg干空气
　　 机械露点的相对湿度取90%，查焓湿图可得出状态2的其它参数：干球温度16.4℃，湿球温度15.4℃，焓值43.259kJ/kg干空气，绝对含湿量为10.5857g/kg干空气；制热量为21.6kW，空气经再热器加热后到状态3，其干球温度为：
　　 t2 = t1+Qk/（&Vc）= 16.4 + 21.6&3600/（1.2&2）= 39.2℃
　　 从状态2到状态3为等湿加热过程，故绝对含湿量保持不变，d3 = d2 = 10.5857g/kg干空气，查焓湿图可得出状态3的其它参数：干球温度39.2℃，湿球温度22.7℃，焓值66.6344kJ/kg干空气，绝对含湿量为10.5857g/kg干空气，相对湿度为23.7%。由状态1到状态2析出的凝结水量即除湿机的除湿量为：
　　 D = &V（d1-d2）= 1.2&2800&（13.7）= 9900 g/h = 9.9 kg/h
　　 3.1.3 两器设计
　　 蒸发器及再热器（冷凝器）均采用套片式翅片，紫铜管规格采用Ф9.52&0.35，管间距25.4mm，排间距22mm，正三角形排列，铝片片厚0.115mm。
　　 蒸发器采用平片，片距2.2mm，迎面管排数20，顺风管排数4，翅片长度1000mm，经计算，传热面积为37.73m2，传热对数平均温差为13℃，传热系数为35.3W/ m2℃，迎面风速为1.53m/s，通路数取8。
　　 再热器采用双面冲缝片，片距2.2mm，迎面管排数20，顺风管排数8，翅片长度1000mm，经计算，传热面积为75.46m2，通路数取10。
　　 3.1.4 实验结果
　　 以上设计的CF10一般型除湿机经过了标准的单元式空调机试验台测试，按国家标准[2]规定的试验工况进行试验，所得的数据如下：
　　 除湿量
　　 功率除湿量
　　 kg/h.kW
以上数据显示，实验结果与设计计算过程基本相符，满足了要求，达到了设计目的。
　　 3.2 降温型除湿机设计思路
　　 降温型除湿机与一般型除湿机相比，在制冷系统中，增设了一个水冷冷凝器（水冷式）或一个室外风冷冷凝器（分体风冷式），再热器面积可减小，充当过冷器用，以增加制冷量，提高除湿量。即从压缩机排出的高温高压气体，先进入水冷或风冷冷凝器冷凝，再进入再热器过冷，然后才经过节流进入蒸发器。
　　 空气处理过程与一般型类似，只是从状态2到状态3的加热量很小，送风温度较低，一般比进风温度低7℃左右，可负担室内余热。
　　 3.3设计思路
　　 降温型除湿机与一般型除湿机相比，在制冷系统中，增设了一个水冷冷凝器（水冷式）或一个室外风冷冷凝器（分体风冷式），再热器面积可减小。这里面有两种做法，一种是将再热器置于水冷或风冷冷凝器前面，与后者串联布置，并分多路控制，以此调节对冷却除湿后空气的加热量，从而达到控制出风温度的目的，另外，水冷式设比例式三通水量调节阀，调节冷却水量，风冷式设冷凝风量控制，从而使冷凝器带走多余的热量。另一种做法是将再热器置于水冷或风冷冷凝器后面，也是串联布置，只通过水冷式的水量调节阀调节冷却水量或风冷式的冷凝风量控制，来调节冷凝器带走的热量，从而到达调节出风温度的目的。
　　 空气处理过程与一般型类似，只是从状态2到状态3的加热量可调节，送风温度可在一定范围内进行调节，也可负担室内余热。
　　 3.4 多功能型除湿机设计思路
　　 多功能型除湿机与调温型除湿机类似，而功能较多，再热器所需传热面积较大，在没有冷却水时也能运行（充当一般型除湿机的作用），它也有两种做法。第一种与调温型的不同之处在于再热器水冷或风冷冷凝器为并联连接，此时应特别注意各支路的阻力平衡问题，一般需设一个储液器。另一种的做法与调温型的基本一致，也是串联布置，再热器所需传热面积较大，且控制较复杂。
　　 空气处理过程根据所选择功能的不同，分别与上述三种机型一致。
　　 4.结束语
　　 冷冻除湿机种类繁多，用途广泛，可根据室内余热余湿的情况选择不同类型的除湿机，以满足工程设计的需要。另外，冷冻除湿还可与吸收或吸附式除湿方式相结合，以获得较低露点温度的空气状态。因此，根据不同的除湿要求，冷冻除湿机与其它领域的联合还可作进一步的探讨。
　　 参考文献
　　 1.电子工业部第十设计研究院主编，《空气调节设计手册》（第二版）[M]，中国建筑工业出版社，3 ~ 460。
　　 2.机械工业部机械标准化研究所，中华人民共和国机械行业标准JB/T 7769-95 除湿机[S]，机械工业部机械标准化研究所，1996.4。
&&&&企博网（） 版权所有&溶液调湿 _百度百科
特色百科用户权威合作手机百科
收藏 查看&溶液调湿本词条缺少概述、信息栏、名片图，补充相关内容使词条更完整，还能快速升级，赶紧来吧！ 22.8
温湿度独立控制空调系统
22.8.1 概述
常规的空调系统，夏季普遍采用热湿耦合的控制方法，对空气进行降温与除湿处理，同时去除建筑物内的显热负荷与潜热负荷。经过冷凝除湿处理后，空气的湿度（含湿量）虽然满足要求，但温度过低，有时还需再热才能满足送风温湿度的要求。
常规空调系统通常很难避免表22.8-1所列出的这些问题。
常规的空调系统存在的主要问题
序号 问 题 问
1 热湿联合处理的损失 夏季人体舒适区一般为t=25&C，φ=60%左右，此时露点温度约为16.6&C。常规空调系统的排热、排湿，大都是通过对空气进行冷却和冷凝除湿完成的。如果空调送风仅需满足室内排热的要求，则冷源的温度低于室内空气的干球温度（25&C）即可，考虑传热温差与介质的输送温差，冷源的温度只需要15~18&C。如果空调送风需满足冷凝除湿要求，冷源的温度需要低于室内空气的露点温度，考虑5&C传热温差和5&C介质输送温差，实现16.6&C的露点温度需要6.6&C的冷源温度，所以，常规空调系统都采用5~7&C冷水的原因（直接蒸发时冷凝温度也多在5&C） 空调排热、排湿的任务，可以看成是从25&C 环境中向外界抽取热量，在16.6&C的露点温度的环境下向外界抽取水分。
在空调系统中，显热负荷（排热）约占总负荷的50~70%，而潜热负荷（排湿）约占总负荷的30~50%。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5~7&C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（此时相对湿度约为90%），还需要对空气进行再热处理，使之达到送风温度的要求。这就造成了能源的进一步浪费与损失
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，吸收的显热与潜热比只能在一定的范围内变化，图22.8-1中N、B、W围成的三角形区域（其中室内空气的状态点为N，对应的露点为B，冷水的状态点为W）。而建筑物实际需要的热湿比却在较大的范围内变化。室内的湿量一般来源于人体，当人数不变时，产生的潜热量不变。但显热却随气候、设备使用状况等发生大幅度的变化。在另一些场合，室内人数有可能有较大的变化，但很难与显热量的变化成正比。这种变化的显热与潜热比与冷凝除湿的空气处理方式的基本固定的显热潜热比也构成不匹配问题。对这种情况，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 这样，就会造成室内相对湿度过高或过低的现象。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，造成能耗不必要的增加（由于室内外温差加大而加大了通过围护结构的传热和处理新风的能量）；相对湿度过低也将导致由于与室外的焓差增加使处理室外新风的能耗增加。在一些情况下为协调热湿矛盾，还需要对降温除湿后的空气进行再加热，这更造成不必要的能源消耗。冷凝除湿的本质就是靠降温使空气冷却到露点而实现除湿，因此降温与除湿必然同时进行，很难随意改变二者之比。这样，要解决空气处理的显热与潜热比与室内热湿负荷相匹配的问题，就需要寻找新的除湿方法
3 对环境及室内空气品质的影响 常规空调系统大都依靠空气通过冷表面进行降温除湿，因此不可避免的会出现潮湿表面甚至产生积水，空调停机后这样的潮湿表面就成为霉菌繁殖的最好场所。从而使空调系统成为空调可能引起健康问题的主要原因。
排除室内装修与家具产生的VOC、排除人体散发的异味、降低室内CO2浓度，最有效的措施是加大室内通风换气量，即引入室外空气、排除室内空气。然而大量引入室外空气就需要消耗大量冷量（在冬季为热量）去对室外空气降温除湿（冬季为加热） 实现空气除湿而不出现潮湿表面，构建无霉菌的健康空调系统，是当今空调面临的一个重要课题。
通常（建筑物围护结构性能较好，室内发热量不大时），处理室外空气需要的冷量约占总冷量的1/2左右。进一步加大室外新风量，就意味空调能耗将加大。
近30年来，国内外在人均室外空气供给量一直上下反复，如美国标准从人均25m3/h到能源危机后的10m3/h，现又重新上升至30m3/h，而丹麦由于室外无高热高湿气候，其新风标准则为90 m3/h/p。怎样能够加大室外新风量而又不增加空调处理能耗？这又是目前空调面对的严峻问题
能源供给与品位问题
空调耗电占到建筑总耗电的40%左右，怎样节省空调耗电成为重要的课题。随着能源问题的日益严峻，迫切需要以低品位热能作为夏季空调的动力。目前北方地区大量的热电联产集中供热系统在夏季由于无热负荷而无法运行，使得电力负荷出现高峰的夏季热电联产发电设施反而停机，或者按纯发电模式低效运行。如果可以利用这部分热量驱动空调，既能节省空调电耗，又可使热电联产电厂正常运行，增加发电能力。这样既可减缓夏季供电压力，又能提高能源利用率，是热电联产系统继续发展的关键。
目前全球供电系统陆续出现的事故使我们更重视供电安全性。建筑物内设置燃气发动机，带动发电机发电承担建筑的部分用电负荷，同时利用发动机的余热解决建筑的供热/冷问题（BCHP：Building Combined Heat & Power generation）是今后建筑物能源系统的最佳解决方案之一 此种方式目前需解决的问题之一是怎样用余热制冷或直接解决空气的冷却去湿，采用吸收式制冷有时并非最佳方案。优化BCHP的一个重要课题是使热电冷负荷的彼此匹配。当建筑物电力负荷出现高峰而无相应的热负荷或冷负荷时，发动机由于排热量无法充分利用而不能充分投入运行满足电负荷要求。当建筑物出现电力负荷低谷而热负荷或冷负荷高峰时，如果不能发电上网，发动机也由于电力无处使用而不能充分投入来满足热量的需求。其结果就导致BCHP仅能承担电负荷与热负荷相重合的这一小部分负荷。采用能量蓄存装置储存暂时多出的能量，就会大大缓解这一矛盾。但是怎样才能实现最高体积利用率的储存能量是一个非常关键的问题。冰蓄冷方式被认为是在建筑物内最有效的蓄能方式，并广泛使用。可是利用BCHP系统的余热制冰就难以采用目前普遍的吸收式制冷方式。制冰温度远低于空调温度，也使总的能源利用率降低
输送能耗问题
为了完成室内环境控制的任务就需要有输配系统，带走余热、余湿、CO2、气味等。在中央空调系统中，风机、水泵消耗了40~70%的整个空调系统的电耗 采用不同的输配方式、采用不同的输配媒介，输配系统的效率存在着明显的差异，采用空气作为媒介的输送能源消耗是水作为媒介的5～10倍。在目前中央空调系统中，不少采用全空气系统的形式，所有的冷量全部用空气来传送，导致输配效率很低
图22.8-1 冷凝除湿的处理范围
此外，还有冬、夏采用不同的室内末端装置，导致室内重复安装两套环境控制系统，分别供冬夏使用等等。由上述各类问题可见，空调的广泛需求、人居环境健康的需要和能源系统平衡的要求，对目前空调方式提出了挑战。新的空调应该具备的特点为：
◆ 加大室外新风量，能够通过有效的热回收方式，有效的降低由于新风量增加带来的能耗增大问题；
◆ 减少室内送风量，部分采用与采暖系统公用的末端方式；
◆ 取消潮湿表面，采用新的除湿途径；
◆ 少用电能，以低品位热能为动力；
◆ 能够实现高体积利用率的高效蓄能；
◆ 能够实现各种空气处理工况的顺利转换。
22.8.2 系统运行策略
1. 室内环境控制系统的任务
室内环境控制系统的任务是提供舒适、健康的室内环境。舒适、健康的室内环境要求室内温度、湿度、空气流动速度、洁净度和空气品质都控制在一定范围内。室内环境控制的任务也可以理解为：排除室内余热、余湿、CO2、室内异味与其它有害气体，使其参数在上述规定的范围内。排除余热可以采用多种方式实现，只要介质的温度低于室温即可实现降温效果，可以采用间接接触的方式（辐射板等），又可以通过低温空气的流动置换来实现。排除余湿的任务，就不能通过间接接触的方式，而只能通过低湿度的空气与房间空气的置换（质量交换）来实现。排除CO2、室内异味与其它有害气体与排除余湿的任务相同，需要通过低浓度的空气与房间空气进行质量交换才能实现。
室内余热的来源为：通过围护结构传入室内的热量、透过外窗进入室内的太阳辐射热量、人员与设备散热量等；室内余湿的来源为：人体散湿量、室内潮湿表面的散湿量、食品或其他物料的散湿量等。一般室内余度的变化。
排除室内余湿的方法，通常为向室内输送干燥空气。对于以人员活动为主的建筑而言，要求新风去除的室内余湿量，就等于室内人员的散湿量；因此余湿量与人数呈正比；但室内的余热却随气候、室内设备状况等的不同发生较大幅度的变化。因而需要送风含湿量满足下列关系式：
（2.28-1）
因此，送风含湿量 （g/kg）为：
（2.28-2）
图22.8-2给出了室内设定参数为25&C、相对湿度为55%（含湿量为10.8 g/kg）情况下，送风含湿量随不同劳动强度与人均新风量的变化趋势。对于普通办公室，当人均新风量为40 m3/h时，要求的送风与室内排风含湿量差为2.1 g/kg，因此所要求的送风含湿量为10.8-2.1=8.7 g/kg。如果要求新风同时带走人员的显热负荷，在25&C下办公室人员的显热散热量为65 W/人，当人均新风量为40 m3/h时，为去除人员的余热，所需要的送风温差为4.9&C，即新风的送风温度为25-4.9=20.1&C。
图22.8-2 送风含湿量随人均新风量变化曲线
对于舒适性空调系统，室内CO2和水蒸气的来源主要是人。表22.8-2给出了不同劳动强度时排除室内余湿所需的新风量的变化情况（室内温度为25℃，室内的含湿量与送风含湿量的差值为2.5g/kg）。
当室外环境的CO2浓度为300ppm时，根据排湿确定的新风量，可以使室内环境的CO2浓度保持在850~950ppm之间；当室外环境的CO2浓度为500ppm时，根据排湿确定的新风量，可以使室内环境的CO2浓度保持在范围内，基本满足室内空气品质的要求。
当根据排除CO2要求确定的新风量所能带走的余湿量，室内的相对湿度可维持在52~59%之间，能够满足室内湿度的要求。也就是可以根据测量得到的CO2浓度确定送风量，从而同时控制室内的空气品质与湿度满足要求。反之，也可以根据含湿量确定新风量，从而达到同时控制室内湿度和CO2浓度的要求。
排除室内余湿所需新风量
劳动强度 散湿量 CO2排放量 新风量 新风带走的CO2量①
新风带走的CO2量②
g/（h∙p) m3/（h∙p） m3/（h∙p） m3/（h∙p） m3/（h∙p）
坐 61 0.013 20.3 0.014 0.010
极轻劳动 102 0.022 34.0 0.024 0.017
轻 劳 动 175 0.030 58.3 0.041 0.029
中等劳动 227 0.046 75.7 0.053 0.038
重 劳 动 400 0.074 133.3 0.093 0.067
注：① 环境中CO2浓度为300ppm，室内外CO2浓度差为700ppm；
② 环境中CO2浓度为500ppm，室内外CO2浓度差为500ppm。
2. 温湿度独立控制的空调系统
空调系统承担着排除室内余热、余湿、CO2与异味的任务。由于排除室内余热与排除CO2、异味所需要的新风量与变化趋势一致，因此，可以通过新风同时满足排除余湿、CO2与异味的要求；而排除室内余热的任务则通过其它的系统（独立的温度控制方式）实现。由于无需承担除湿的任务，因而可用较高温度的冷源即可实现排除余热的控制任务。
温湿度独立控制空调系统的特点是：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。其优点是：
◆ 避免了常规空调系统中热湿联合处理所带来的损失。
◆ 由于温度、湿度采用独立的控制系统，可以满足不同房间热湿比不断变化的要求。
◆ 克服了常规空调系统中难以同时满足温、湿度参数要求的致命弱点。
◆ 能有效地避免出现室内湿度过高或过低的现象。
◆ 过渡季节能充分利用自然通风来带走余湿，保证室内较为舒适的环境，缩短空调系
统运行时间。
在温湿度独立控制情况下，自然通风可采用以下的运行模式：
◇ 当室外温度和湿度均低于室内要求的温湿度时，直接采用自然风来解决建筑的排热排湿；
◇ 当室外温度高于室内温度、但湿度低于室内要求的湿度时，采用自然风满足建筑排湿要求，利用辐射板或风机盘管等末端装置解决室内温度问题；
◇ 当室外湿度高于室内湿度时，关闭自然通风，采用机械方式解决室内空调要求。
当采用机械方式时，除湿系统把新风处理到足够干燥的程度，可用来排除室内人员和其它产湿源产生的水分，同时还作为新风承担排除CO2、室内异味等保证室内空气质量的任务。一般来说，这些排湿、排有害气体的负荷仅随室内人员数量而变化，因此可采用变风量方式，根据室内空气的湿度或CO2浓度调节风量；而室内的显热则通过另外的系统来排除（或补充），由于这时只需要排除显热，因此就可以采用较高温度的冷源通过辐射、对流等多种方式实现。
温湿度独立控制空调系统基本上由处理显热与处理潜热的两个系统组成，两个系统独立调节，分别控制室内的温度与湿度，如图2.28-3所示。
图22.8-3 温湿度独立控制空调系统
处理显热的系统包括：高温冷源、消除余热的末端装置，以水作为输送媒介。由于除湿的任务由处理潜热的系统承担，因而显热系统的冷水供水温度不再是常规冷凝除湿空调系统中的7&C，而可以提高到18&C左右，从而为天然冷源的使用提供了条件，即使采用机械制冷方式，制冷机的性能系数也有大幅度的提高。消除余热的末端装置可以采用辐射板、干式风机盘管等多种形式，由于供水温度高于室内空气的露点温度，因而不存在结露的危险。
处理潜热的系统，同时承担去除室内CO2、异味等保证室内空气质量的任务。该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的媒介。在处理潜热的系统中，由于不需要处理温度，因而湿度的处理可能有新的节能高效方法。由于仅是为了满足新风和湿度的要求，温湿度独立控制系统的风量，远小于变风量系统的风量。
22.8.3 系统的主要组成部件
温湿度独立控制空调系统的主要组成部件有：
（1）控制湿度的干燥新风处理系统，如溶液除湿、转轮除湿等方式处理新风；
（2）末端送风系统，如置换送风、个性化送风等；
（3）排除室内余热的高温冷源，如深井水、土壤源换热器等天然冷源、制备高温冷水（出水温度为18℃）的制冷机组等；
（4）去除显热的室内末端装置，如辐射板方式、干式风机盘管等。
1. 新风处理方式
温湿度独立控制空调系统中，需要新风处理机组提供干燥的室外新风，以满足排湿、排CO2、排味和提供新鲜空气的需求。采用转轮除湿方式是一种可能的解决途径，通过在转轮转芯中添加吸湿性能的固体材料（如硅胶等），被处理空气与固体吸湿材料直接接触从而完成对空气的除湿过程。吸湿材料的再生可选用电或者蒸汽等方式，再生温度一般在120℃左右。转轮的除湿过程接近等焓过程，参见图22.8-4，减湿加热后的空气可进一步通过高温冷源（18℃）冷却降温，从而实现温度与湿度的独立控制。
采用溶液除湿方式也是可行的途径之一，将空气直接与具有吸湿的盐溶液接触（如溴化锂溶液等），空气中的水蒸气被盐溶液吸收，从而实现空气的除湿处理过程。溶液除湿与转轮除湿机理相同，仅由吸湿溶液代替了固体转轮。由于可以改变溶液的浓度、温度和气液比，因此与转轮相比，这一方式还可实现对空气的加热、加湿、降温、除湿等各种处理过程。与转轮相同，吸湿后的溶液需要浓缩再生才能重新使用，但溶液的浓缩再生可采用70～80℃的热水、冷凝器的排热等低品位热能作为其驱动能源。热泵驱动的溶液式新风机（有关溶液式新风机的介绍，参见第21.7.7节），热泵的制冷量用于降低除湿溶液的温度从而提高其除湿性能，热泵的排热量用于溶液的浓缩再生，新风机的性能系数COP超过5；热水驱动（≥70℃）的新风机，平均性能系数COP可达1.5；而且由于溶液的蓄能密度约为1000MJ/m3，其蓄能密度高于冰蓄冷，使得除湿过程与再生可以分别运行，降低了对于持续热源的依赖程度。
溶液除湿与冷凝除湿、转轮除湿处理过程
（O－室外空气；R－室内空气；S－送风状态点）
2. 送风末端装置
在温湿度独立控制空调系统中，采用新风承担排除室内余湿，保证室内空气质量的任务。由于仅是为了满足新风和湿度的要求，如果人均风量40 m3/h，每人5m2面积，则换气次数只在2~3 h-1，远小于变风量系统的风量。这部分空气可通过置换送风的方式从下侧或地面送出，也可采用个性化送风方式直接将新风送入人体活动区。
基于温湿度独立控制的置换送风主要目的是去除湿，因此从“按需送风、就近排湿（污）”的原则出发，风口应接近于人员主要活动区。末端风量的调节方法可与传统的变风量系统类似，即可以采用阀门或者风机来调节末端风量。由于湿度独立控制风系统“小风量送风、高效去除余湿”的特点和要求，其调节方法也有独特之处。对于小风量范围（300 m3/h以下）内的调节设备，阀门的价格甚至高于风机的价格；而且当各个末端所需风量与额定风量之比相差较大的时候，会很有多阀门处在开度较小的位置，增大了整个送风系统的阻力，造成了能源的浪费，因此建议末端采用风机来调节风量。由于末端阻力以及风量都较小，因此一般选用效率较高的直流无刷风机，负责克服末端阻力，而空调箱以及送风管道的阻力则全部由总送风机（由于风量以及需要的压头较大，一般采用交流变频风机）来克服。
对于采用直流无刷电机驱动的末端风机，可以通过调节输入电压（电流）等方法来改变风机转速从而改变风量。在实际运行过程中，当室内湿源发生变化的时候（可采用相对湿度传感器或者CO2传感器），可以通过调节风机的转速或者改变风机的开启数量（对于阀门调节的末端就是调节阀门的开度），从而调整风量满足室内相对湿度或者CO2浓度的要求。末端控制系统的原理图见22.8-5（图中的风机也可以换作阀门）。
送风末端控制系统示意图
（1－电压调节器；2－传感器）
3. 高温冷源的制备
由于潜热由单独的新风处理系统承担，因而在温度控制系统中，采用约18℃的冷水即可满足降温要求。此温度要求的冷水为很多天然冷源的使用提供了条件，如深井水、通过土壤源换热器获取冷水等，深井回灌与土壤源换热器的冷水出水温度与使用地的年平均温度密切相关，表22.8-3给出了我国一些主要城市的年平均温度，可以看出：不少地区可以直接利用该方式提供18℃冷水。在某些干燥地区（如新疆等）可以通过直接蒸发或间接蒸发的方法制取18℃冷水（参见第22.8.5节 间接蒸发制冷的冷水机组）。
我国一些城市年平均温度（&C）
城市名称 哈尔滨 长春 西宁 乌鲁木齐 呼和浩特 拉萨 沈阳
年平均温度 3.6 4.9 5.7 5.7 5.8 7.5 7.8
城市名称 银川 兰州 太原 北京 天津 石家庄 西安
年平均温度 8.5 9.1 9.5 11.4 12.2 12.9 13.3
城市名称 郑州 济南 洛阳 昆明 南京 贵阳 上海
年平均温度 14.2 14.2 14.6 14.7 15.3 15.3 15.7
城市名称 合肥 成都 杭州 武汉 长沙 南昌 重庆
年平均温度 15.7 16.2 16.2 16.3 17.2 17.5 18.3
城市名称 福州 南宁 广州 台北 海口
年平均温度 19.6 21.6 21.8 22.1 23.8
即使采用机械制冷方式，由于要求的压缩比很小，制冷机的COP将有大幅度的提高。图22.8-6是三菱重工（MHI）微型离心式高温冷水机组的工作原理，采用“双级压缩＋经济器”的制冷循环形式和传热性能优异的高效传热管，优化设计离心式压缩机叶轮和轴承，具有非常高的性能系数COP。当冷冻水进、出水温度为21/18℃、冷却水进、出水温度为37/32℃时，其COP =7.1，在部分负荷条件下或冷却水温度降低时，其性能则更为优越。
（a）微型离心式高温冷水机组 （b）性能曲线
图22.8-6 高温冷水机组
4. 去除显热的末端装置
去除显热的末端装置可采用较高温度的冷源通过辐射、对流等多种方式实现。当室内设定温度为25℃时，采用屋顶或垂直表面辐射方式，即使平均冷水温度为20℃，每平方米辐射表面仍可排除显热40 W/m2，已基本可满足多数类型建筑排除围护结构和室内设备发热量的要求。由于水温一直高于室内露点温度，因此不存在结露的危险和排凝水的要求。此外，还可以采用干式风机盘管通入高温冷水排除显热。由于不存在凝水问题，干式风机盘管可采用完全不同的结构和安装形式，参见图22.8-7；这可使风机盘管成本和安装费大幅度降低，并且不再占用吊顶空间。这种末端方式在冬季可完全不改变新风送风参数，仍由其承担室内湿度和CO2的控制。
(a) 仿吊扇形式 (b) 贯流式 (c) 自然对流式
干式风机盘管
干式风机盘管的典型设计思路是：（1）可选取较大的设计风量；（2）选取较大的盘管换热面积、但较少的盘管排数、以降低空气侧流动阻力；（3）选用大流量、小压头、低电耗的贯流风机或轴流式风机，或以自然对流方式的实现空气侧的流动；（4）选取灵活的安装布置方式，例如吊扇形式，安装于墙角、工位转角等角落，充分利用无凝水盘和凝水管所带来的灵活性。
目前风机盘管样本中提供的传热能力，大多是工作在冷凝除湿的“湿工况”情况。在温湿度独立控制空调系统中，由于风机盘管在“干工况”下运行，并且供回水温度均和常规系统不同，风机盘管实际供冷量与常规设备样本中的数据又存在很大差别，不能按照常规设备样本提供的供冷量数据进行选型。
若将常规的湿式风机盘管直接使用在干工况情况下，则可根据产品样本中给出的标准工况下的供热量及供回水温度差由式（22.8-3）反算出风机盘管的传热能力KF。继而根据供冷工况下的设计供水温度，由式（22.8-4）得到干工况下的实际供冷量。
Qh－ 标准工况下的供热量，W；
Qc－ 干工况下的供冷量，W；
F－ 传热面积，m2；
K－ 传热系数，W/m2∙&C；
Δtm,h、Δtm,c－供热与供冷工况下的对数平均温差，&C。
表22.8-4给出了两种型号的风机盘管在干工况下的性能参数与样本额定值。由计算结果可以看出，在给定供回水温度的情况下，同一盘管干工况的供冷量约为湿工况的40%。但由于不需要除湿，盘管所需承担的负荷减小，实际增加的盘管面积需根据工况进行核算。
风机盘管在不同工况下的工作性能
（冷水供回水温度为17/21&C） 湿工况
（冷水供回水温度为7/12&C）
FP-5 FP-10 FP-5 FP-10
额 定 风 量 (m3/h) 619 8
态 干球温度：26&C，相对湿度：50%
送 风 温 度 （&C） 20.7 20.6 14.2 14.0
送风相对湿度（ %） 69 69 95 95
量 （W） 76 5312
22.8.4 运行能耗分析
在温湿度独立控制空调系统中，新风系统承担了所有的潜热负荷；18℃的冷水供给辐射板或干式风机盘管等室内末端装置承担显热负荷。表22.8-5给出了温湿度独立控制空调系统与常规空调系统耗电量与运行费用的比较情况。常规空调系统是指：采用电动制冷冷水机组制备7℃冷水，同时去除显热负荷与潜热负荷（不考虑冷热抵消问题），机组耗电量 为：
（22.8-5）
温湿度独立控制空调系统与常规空调系统运行能耗比较
系统 温湿度独立控
制空调系统 温湿度独立控制系统与
常规系统运行能耗比较 备
1 潜热负荷：热泵驱动的溶液除湿新风机组，机组耗电量
显热负荷：电动制冷机制备18℃冷冻水，机组耗电量
当x1=0.3时， ；
当x1=0.5时， 。
[如果显热负荷由土壤源换热器或地下水等天然冷源提供，则当x1=0.3或0.5时， ]
2 潜热负荷：70℃热水驱动的溶液除湿新风机组，机组耗热量
显热负荷：同系统1
当x1=0.3时， ， ；
当x1=0.5时， ， 。
[如果溶液的再生热量可以免费得到时，当x1=0.3或0.5时， ]
符号说明：
－空调系统总负荷；
－制备7℃冷水的电动制冷机的性能系数；
－制备18℃冷水的电动制冷机的性能系数；
－新风处理机组的性能系数；
－温湿度独立控制系统与常规空调系统的耗电量之比；
－温湿度独立控制系统与常规空调系统的运行费用之比；
－电价与热价之比；
－新风机组所承担的负荷占总负荷的比例；
－18℃冷冻水承担显热负荷占总负荷的比例， 。
新手上路我有疑问投诉建议参考资料 查看