溫濕度獨立控制系統在民用建筑中的應用

龔凱　楊美媛　張江濤

摘 要：隨著人們生活水平的日益提高，對空氣的品質也提出了更高的要求。好的室內空氣品質可以為人們提供健康的生活環境，有益于提高學習、生活效率，提高生活質量。然而溫濕度獨立控制空調系統不僅可以將室內的溫度、濕度、空氣流動速度和空氣品質都控制在一定的范圍內。還可以避免常規空調系統中熱濕聯合處理所帶來的能量損失，緩解緊張的能源問題。

關鍵詞：溫濕度獨立控制；地源熱泵；地板輻射供冷

前言

為提高室內空氣品質、減少能源消耗已經受到越來越多的關注。目前常規空調方式的排熱排濕大都是通過空氣冷卻器對空氣進行冷卻和冷凝除濕，再將冷卻干燥的空氣送入室內，實現排熱排濕的目的，這就造成了能源的進一步浪費[1]。溫濕度獨立控制系統可以單獨的進行熱處理和濕處理，從而避免了降溫加熱的重復過程。利用溫濕度獨立控制空調系統（Temperature and Humidity Independent Control of Air-conditioning Systems）可以避免常規空調系統熱濕耦合處理帶來的問題，能夠有效的提高能源利用效率。

1 溫濕度獨立控制

1.1 室內顯熱負荷

室內顯熱負荷來源：來自圍護結構傳熱、太陽輻射的熱、人員顯熱產熱、設備、照明產熱、滲風進入室內環境帶來的顯熱等。

1.2 室內濕負荷

室內濕負荷來自：室內人員產濕、開敞濕表面散濕、植物蒸騰作用散濕、滲風進入室內環境帶來的濕負荷等。

2 工程實例

本項目位于山東省青島市黃島區開發區長江東路某小區，小區總建筑面積30000平方米，占地面積31000平方米，配置恒溫恒濕空調系統，全年使用。每戶獨立設置新風機組，地板供冷（熱），主要功能是為房間提供恒溫18～26℃，濕度50～65%，全年提供室內新風。在整體工程中防止冷表面結露是關鍵。

2.1 輻射供冷

影響輻射供冷的重要參數是人體和輻射冷表面的之間的角系數。角系數的大小取決于人員和冷表面之間的距離以及冷表面的面積。在面積相同時，地板相對于其他冷表面（墻壁，窗戶，天花板等）而言對人體有更高的角系數[2]。文章以1#-1單元-201的一個房間為例，客廳中央站人，采取站姿時對地板的角系數為0.37，坐姿時對地板的角系數為0.4，人體對天花板的角系數一般僅為0.15～0.20。所以地板供冷的輻射供冷量要大于頂供冷。另外，冷地面的對流換熱量在很大程度上取決于熱源。在人體站立處的周圍，地面冷空氣受熱會產生上升氣流，對流換熱量也會加大。即地板供冷量效果好，并且輻射供冷具有“自調節”功能，根據輻射換熱的四次方定律可知，其能自動增大輻射換熱量（供冷量）[3]，所以本工程選用地板輻射供冷（熱）。

2.4 防結露

防結露問題是THIC應用的首要的問題，避免結露就要求輻射板的表面溫度高于室內空氣的露點溫度。兩種方法，其一提高輻射末端的供水溫度，保持供水溫度高于室內空氣露點溫度1℃以上[4]，本工程室內空氣設計參數為：室內溫度t0=27℃，相對濕度？漬=60%，露點溫度約18.6℃，因此設定夏季輻射末端供、回水溫度為16℃/20℃。其二是降低室內空氣露點溫度。夏季應先啟動新風系統進行除濕，當室內空氣的相對濕度接近或達到設計值后再開啟輻射末端供冷系統，可很好地避免結露。此外，還要很好地控制建筑室內正壓和滲透率，對建筑做好密封，盡可能少開門、少開窗，防止室外空氣滲入室內[5]。

3 結束語

文章介紹了青島某小區應用THIC較早的民用建筑之一，對溫濕度獨立控制空調理念的推廣具有重要的示范作用，該小區空調系統運行正常，空調效果良好，該系統的特點是將溫度與濕度分開，避免能量利用品位上的浪費。

在THIC中，應安裝溫濕度采集器以對末端負荷變化進行反饋，從而改變機組運行參數，達到最佳運行狀態。應用地盤管輻射末端空調系統加獨立新風空調系統是空調領域的一大突破，因此，應在實際運行中還需收集數據與經驗，使之更加完善。

參考文獻

[1]劉曉華，江億，張濤.溫濕度獨立控制空調系統[M].北京：中國建筑工業出版社，2013.

[2]王子介.低溫輻射供暖與輻射供冷[M].北京：機械工業出版社，2004.

[3]黃翔，王天富，朱穎心.空調工程[M].北京：機械工業出版社，2009.

[4]劉曉華，易曉勤，謝曉云，等.基于溶液除濕方式的溫濕度獨立控制空調系統性能分析[J].中國科技論文在線，2008，7：469-475.

[5]林霆，隋學敏.上海某酒店式公寓空調設計[J].暖通空調，2008：98-103.

作者簡介：龔凱（1988，5-），在讀碩士研究生，男，河北唐山，碩士研究生，工學碩士，在校學生，研究方向：制冷與熱泵理論技術。