淺析三恒系統中恒溫恒濕空氣處理過程設計[朕的好窩]

　　關鍵字：恒溫恒濕空調加濕空調除濕

　　隨著建筑功能性的增多，越來越多的項目需要維持室內環境的溫濕度恒定，比如大型的數據網絡機房、醫院手術室等。在進行恒溫恒濕空調系統設計時，不應只選用幾臺單元式恒溫恒濕空調機放置在空調房間就了事，而應從空調區的溫濕度基數和精度要求出發，進行合理的空氣處理過程設計，確定合適的恒溫恒濕空調系統。

　　1空調房間溫濕度精度要求的考量因素

　　根據空調區溫濕度精度要求設計不同的空氣處理方案：

　　對于精度要求不高時，夏季空氣處理過程可只用表冷器進行降溫除濕，按使用要求確定溫度或濕度信號優先控制冷凍水電動二通閥開度以調節溫濕度。

　　對于精度要求較高時則應對溫濕度分別進行調節，即溫濕度需要獨立控制。

　　簡述如下：

　　1.1較低要求恒溫恒濕系統

　　當室內溫度基數為23℃～28℃，精度為±2℃;室內相對濕度基數為50%～60%RH，精度為±10%RH時，可采用集中式全空氣系統。

　　空氣處理原理圖如圖1:

　　夏季:室內溫濕度通過控制冷凍水電動二通閥來實現。室內溫、濕度信號與設定值比較后，按溫濕度優先順序或偏差值大小優先順序控制表冷器出水電動二通閥開度，使新風，回風混合后經表冷器降溫去濕后達到設計所要求的機器露點，送入空調房間，使室內空氣溫、濕度保持在規定的范圍內。

　　冬季：新風與回風混合后，經加熱加濕后送入室內，室內溫度信號與設定值比較后，以偏差值控制加熱器的電動二通閥的開度，調節加熱量，使室內空氣溫度達到規定范圍內;室內濕度信號與設定值比較后，以偏差值控制加濕器的電動閥開度，調節加濕量，使室內相對濕度達到規定范圍內。

　　1.2較高要求恒溫恒濕系統

　　當室內溫度基數為23～26℃，精度為±1℃;室內相對濕度基數為50～60%RH，精度為±5%RH時，由于室內溫、濕度要求的精度范圍較小，夏季單靠控制冷凍水電動二通閥開度很難同時達到溫濕度精度范圍。因此室內溫、濕度必須分開控制。

　　空氣處理原理圖如圖2:

　　夏季室內溫度通過調節電加熱器的加熱量來實現，室內濕度通過調節冷凍水電動二通閥來實現。這里增加一個二次回風過程，可避免過多的熱冷能量抵消，節約一部分能量。

　　通過以上兩個例子可以看到由于空調房間溫、濕度精度要求不同，應該采用不同的空氣處理方案

　　2空調房間溫濕度基數要求的考量因素

　　由于空調房間溫、濕度基數不同，也應采用不同的空氣處理方案。調節室溫用換熱器就可實現，調節室內相對濕度卻因室內露點溫度不同而應采用不同的降濕、加濕設備。

　　2.1空氣的除濕

　　新、回風混合后，經冷卻去濕后機器露點的絕對含濕量須低于室內空氣露點所對應的絕對含濕量，才有可能負擔室內濕負荷。常規冷凍水供水溫度為7℃，而經過表冷器冷卻去濕后的空氣出口干球溫度比冷凍水供水溫度高出約3.5~4℃。表冷器所提供的冷量要大于或等于空氣處理過程所需冷量的同時，表冷器的干球溫度效率及接觸系數必須大于等于空氣處理過程的干球溫度效率及接觸系數。還須考慮析濕系數的影響。因此采用常規7℃冷凍水供水的表冷器，冷卻除濕的空氣處理方案不適用于室內露點溫度低于11℃的空調系統。室內露點溫度在4℃～12℃之間，除濕設備可采用冷凍除濕機;當室內露點溫度低于4℃時，采用冷凍除濕機除濕效率下降，機組除霜時間過長。這時可采用低露點空氣干燥機，綜合運用冷凍除濕和氯化鋰轉輪除濕技術：新風經初、中效兩級過濾后，用蒸發器降溫除濕到露點溫度為6℃～8℃，再經過氯化鋰轉輪除濕機除濕，將空氣露點降至-10℃。對于需要更低露點的空氣，再經過二級表冷器和氯化鋰轉輪除濕機除濕，可將空氣露點溫度降至-20℃。氯化鋰轉輪除濕機可通過設旁路控制，即控制通過轉輪除濕風量的大小或控制再生溫度的高低來調節機組除濕量的大小。

　　空氣除濕裝置的性能比較

　　空氣除濕裝置的性能比較見上表，適用于恒溫恒濕空調系統的是冷凍法和轉輪吸附法。因為這兩種方法的除濕量調節精度比較高，用轉輪吸附法時必須與冷凍法聯合除濕。由于轉輪吸附法能耗較大，應減少通過轉輪除濕機的風量。

　　其空氣處理原理圖如圖3:

　　室內相對溫度通過控制轉輪除濕機的除濕量來現實，室內溫度通過控制連接后表冷器的冷凍水電動兩通閥來現實。

　　2.2空氣的加濕

　　空氣加濕器有干蒸氣加濕器、電加濕器(電熱式、電極式)、PTC蒸汽發生器、加壓噴霧式加濕器、離心式加濕器、超聲波式加濕器、濕面蒸發式加濕器等，進行設計選型時要注意加濕過程在焓濕圖上的變化過程，是近似等焓過程還是近似等溫過程，當新風比例較大時，等焓加濕所需的加熱量要占很大比例。

　　2.3工程方案實例

　　某檢測實驗室內溫、濕度要求為：23±1℃，50±5%RH，設置了一臺恒溫恒濕空調機以保持室內溫、濕度要求，在夏季陰雨天氣時室內溫度為18℃，相對濕度達到70%RH。分析原因：實驗室內散熱、散濕量較小，主要冷負荷及濕負荷為圍護結構冷負荷及新風冷、濕負荷。梅雨季節和夏季的陰雨天氣中，氣溫不高，日照不強，但濕度很高，恒溫恒濕機根據溫度信號加大供冷以提高除濕量，而電加熱器的調溫的加熱量很小，不足以維持室內溫度。

　　某信息中心計算機房設置了兩臺力博特牌機房專用恒溫恒濕空調機，送風方式為下送風。新風經冷凍水型新風機組處理后送入室內。空調系統投入使用后不久就出現了空調冷凝水被恒濕恒濕空調機風機吹落在架空地板內的情況。分析原因：主要是國

　　內外對計算機房的管理水平不同。計算機房空調的特點是：機柜發熱量很大，室內基本上沒有什么散濕量。因此機房專用恒溫恒濕空調機都是按大風量，小焓差設計的。換熱盤管為A型盤管。A型盤管下面沒有設擋水板，機房專用空調為干工況運行。室內濕負荷由新風機負擔，新風經冷卻去濕處理后，含濕量要低于室內狀態點。而國內人員可以習慣自由進出計算機房，不設緩沖間。水蒸氣自然會進入計算機房，空調濕負荷增加，自然就有冷凝水就會被吹落。因此我們在進行“中國網通北京IDC機房”空調設計時就吸取了這個經驗教訓，注意讓新風系統承擔室內濕負荷，以保證機房專用恒溫恒濕空調機在干工況下運行，并在下送風口周圍設置了一道圍堰，確保空調冷凝水不流到計算機房的架空地板內。

　　因此空調系統設計應重視空氣處理過程的選擇，采取有效措施以保證空調區的室內溫濕度要求。

　　3結束語

　　綜上所述，恒溫恒濕空調系統的設計應根據室內溫、濕度要求及冷負荷、濕負荷情況做具體分析、選擇合理的空氣處理方案。本文未涉及自控系統，僅就空氣處理過程提出了幾點淺顯的觀點。

　　參考文獻：

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　　[2]陸耀慶,主編.實用供熱空調設計手冊.北京：中國建筑工業出版社，1993.

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