吊顶冷盘管与热泵式溶液除湿型新风机组温湿度独立控制空调系统应用研究

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1、1绪论1.1引言在人类社会高速发展的今天，随着我国经济的发展和生活条件的改善，人们对生活质量以及居住环境的舒适度要求也越来越高。而现在普遍使用的空调系统都是由房间负荷及最大送风温差来决定该房间的送风量，通过对流来消除室内的热、湿和污染物。由于空调房间的风量较大，使得房间内垂直温度梯度过高，有较大的“吹风感”问题，再加上回风的利用使室内空气粉尘浓度得不到降低，引起空气品质下降，最终引起“空调病”，无法满足人们对室内环境舒适性的要求。并且这种空调系统的风机及制冷设备还消耗了大量的能源，据统计，在建筑

2、物能耗中，暖通空调(HVAC)系统的年能耗占建筑物总能耗的40～60%，年能耗费平均占建筑物总运营费的25%[1]，所以现在的空调系统能耗已成为城市供电系统的巨大压力。研究一种新型的不但能够提供一个健康而又舒适的气候环境，而且能够节约能源的空调系统迫在眉捷。辐射吊顶空调系统是一种全新的空调设计方法，它能够满足更高层面的创造良好的舒适环境、提高室内空气品质和节能的发展方向。是一种值得推广的舒适、节能的空调系统。根据热舒适指标理论(Fanger教授的PMV理论等)和人体热平衡理论，采用辐射方式直接作

3、用于人体，在室内空气温度较高(夏季供冷工况)、较低(冬季供热工况)的条件下，仍可以使人处于舒适状态，并且比较符合在舒适时人体习惯的辐射散热与对流散热的比例关系，因而相对于传统的对流传热方式具有明显的节能性和舒适性[2]，近年来成为人们研究的热点之一。但单一的辐射系统无法去除室内的湿负荷及有害物，也无法满足人们对新风的要求，达不到室内空气品质的标准。如何解决好除湿和新风问题成为辐射空调系统的首要问题。本论文研究的课题即是为满足上述要求和问题而提出的一种可行的技术措施——吊顶冷盘管＋热泵式溶液除湿型

4、新风机组温湿度独立控制空调系统。吊顶冷盘管作为降温的末端装置，采用将盘管安装于室内吊顶内，管内介质为高温冷水，从而实现降温的目的，而热泵式溶液除湿型新风机组通过对新风进行去湿处理，将干燥的新风送入室内，排除室内湿负荷、CO2及室内异味，以满足室内湿环境与空气品质的要求，两系统结合达到全面调节室内热湿环境的目的[3]。1.2课题提出的背景本课题鉴于传统空调系统的诸多弊端，并结合深圳地区的气候特点，提出了温湿度独立控制系统空调策略的解决方案，以期在实验的基础上探讨此温湿度独1立控制系统在深圳这种高温

5、高湿地区应用的可行性。1.1深圳市的气候特点深圳市位于南海之滨，珠江口以东的海岸山西侧地带，属于亚热带海洋性季风气候。主要气候特征是：1）长夏（4月中旬至10月末）短冬：7月份最热，平均气温28.2℃，极端最高气温38.7℃。而冬天从12月开始到来年2月结束，天气较暖和，一般无需供暖；2）太阳辐射强：由于处于北回归线以南，因此全年日照均较好，冬季日照率普遍在35％以上。夏季日照强烈，从5月份～10月份水平面单位面积日均太阳辐射量达12.81MJ/m2[4]；3）主导风速大，湿度大：季风盛行，主导

6、风速较大，平均风速为2.6m/s。年均相对湿度为79％，从3月～10月，包含春夏过渡季节以及夏季空调季节，这段时间的相对湿度是非常高的，其相对湿度大于70％的时数为4439小时，占总时数的比例为82％[4]。文献[4]对深圳地区的除湿需求作了分析，结果表明：像深圳这种夏热冬暖潮湿的地区，其除湿需求（以办公建筑为例）是比较大的，空调季节（5月～10月）需除湿时间约为5月初至10月中旬，期间日均所需除湿量为0.38kg/（m2·d），日均湿负荷为0.90MJ/（m2·d）。3～4月份，日均所需除湿量

7、大于0.18kg/（m2·d），日均湿负荷大于0.43MJ/（m2·d）。由以上气候特征不难看出：深圳地区夏季气温较高、相对湿度很大，而且这种高温高湿的气候持续时间较长，一般可达7个月左右。这就决定了夏季降温除湿是该地区室内热湿环境控制的关键和重点之一。1.2目前室内环境的处理方式[5]①现有空调系统的处理方式对于空调系统，按照承担室内热湿负荷所用介质的不同，可以分为全空气系统、空气－水系统、全水系统和制冷剂直接蒸发系统。其中，全水系统是指向不同房间供给新风的风机盘管空调系统，全部负荷均由风机盘

8、管承担，卫生条件较差。制冷剂直接蒸发系统是指自带冷源的窗体空调器、分体空调器和柜式空调器等，统称为房间空调器。以下介绍常用的全空气系统和空气－水系统。全空气系统：利用空气作为承担室内负荷的介质，即将经过处理的空气送入空调房间内。在夏季，在消除室内余热余湿后，使室内的温湿度保持在一定范围内；在冬季，在消除室内余湿的同时，向室内补充热量。由于空气的比热容较小，为消除余热、余湿所需的送风量大，风道的断面尺寸大，需要占有较大的建筑空间。空气－水系统：同时利用空气和水作为承担室内负荷的介质，即利用空气、水