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摘要：温湿度独立控制空调系统能够更好的适应室内热湿比的变化，控制室内空气品质，在降低空调电耗，改善城市能源供需结构中起着重要的作用，在实践工程中能得以良好的运用。本文分析温湿度独立控制空调系统，并用实例加以说明。
关键词：温湿度独立控制空调系统；干式风机盘管；全空气系统
随着空调的广泛需求、人居环境健康的需要和能源系统平衡的要求，目前空调方式面临着巨大的挑战。新型空调应该具备的特点有：
1）减少室内送风量，最好采用与供暖系统共用的末端方式；
2）加大室外新风量，减少室外新风的处理能耗；
3）避免室内产生凝结水，采取新的除湿方式；
4）不用空气过滤式过滤器，采用新的空气净化方式；
5）节约电能，以低品位热能为动力；
6）实现高体积利用率的高效蓄能。
从上述要求出发，目前普遍认为温湿度独立控制系统是 一个有效的解决途径。温湿度独立控制就是向室内送入干燥空气来控制湿度，采用另外独立的系统排除显热来控制温度，从而全面调节室内热湿环境。该系统的关键就是怎样处理出干燥空气而不造成过高的能源消耗。
1.温湿度独立控制空调系统的组成
温湿度独立控制系统利用干燥的新风调节室内湿度，利用高温冷水通过独立的末端（辐射或者对流方式）调节室内温度[1]。
温湿度独立控制空调系统基本组成为：处理显热的系统与处理湿度的系统。处理显热的系统包括：高温冷源、去除显热的室内末端装置，新风处理机组（用于制备干燥的新风）以及去除湿负荷的室内末端送风装置。由于除湿的任务由新风系统承担，因而显热系统的冷水供水温度不再是常规冷凝除湿空调中的7℃，而可以提高到18℃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，制冷剂的性能系数也有大幅度的提高。余热消除末端装置可以采用辐射板、干式风机盘管等多种形式，由于供水的温度高于室内空气的露点温度，因而不存在结露的危险。处理余湿的系统，同时承担去除室内CO2、异味，以保证室内空气质量的任务。此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，并通过改变送风量来实现对湿度和CO2的调节。在处理余湿的系统中，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，具体过程见图1。
图1 温湿度独立控制空调系统
2.温湿度独立控制空调系统的工程实例
2.1 工程概况
某工程位于河南省郑州市，总建筑面积43509.04平方米，其中地上建筑面积29368.8平方米，共16层，主要功能为办公、观演厅、会议室；地下建筑面积14140.24平方米，共2层，主要功能为车库、设备房及员工餐厅。
本项目的建筑空调面积空调20443m，系统夏季最大逐时总冷负荷2854KW，单位空调面积冷指标为139.6W/m，其中夏季室内冷负荷1767.4KW，室内显热冷负荷1405KW。冬季最大逐时总热负荷为1988KW，单位空调面积热指标为97.3W/m。本项目功能区域较多，各个功能区域的温湿度要求不同，为了提供更加健康、舒适的环境，节约能源，满足能源系统平衡的要求，采用温湿度独立控制空调系统。
2.2 温湿度独立控制空调系统方案
空调系统中，对空气的降温处理，要求冷源的温度低于房间空气的干球温度即可，而对空气的除湿处理则要求冷源的温度低于房间空气的露点温度，传统空调系统使用同一冷源，对空气进行降温和除湿处理，因而可能造成能源品位的浪费。温湿度独立控制策略的基本思路是通过不同的系统分别单独控制室内温度和湿度。
为消除室内显热，本项目根据不同房间的功能用途及空间大小，采用干式风机盘管或干式吊顶式空气处理机组，用高温冷水机组制备冷水，供回水温度（夏天）14 ～19℃。而系统的湿负荷则全部由处理后的新风承担。新风的处理方式主要有冷却除湿、固体除湿以及溶液除湿等。其中溶液除湿能使低品位的能源达到较好的热力学效果，目前运用地比较广泛。本项目采用热泵式溶液调湿新风机组（以具有吸湿性能的盐溶液为工作介质，利用溶液的吸湿与放湿特性实现对空气的除湿与加湿处理。）盐溶液与空气中的水蒸气分壓力差是二者进行水分传递的驱动势，当溶液的表面蒸汽压低于空气水蒸气分压力时，空气被除湿，吸收水蒸气的溶液浓度降低需要浓缩再生不能重新使用，加热后的溶液当其表面蒸汽压高于空气中的水蒸气分压力时，溶液中的水分进入空气中，溶液被浓缩再生，空气被加湿。利用溶液与空气之间的热量与质量的传递特性，可以实现对空气的全方位处理过程：降温除湿，加热加湿等，满足全年空气处理要求。
1）冷热源
室内的显热负荷由显热末端处理，选用制冷量为755.6kW（214.9USRT）的高温高效螺杆冷水机组2台，制备14℃冷水（供水），回水温度19℃。新风冷负荷及室内湿负荷新风机组承担，采用热泵式溶液调湿新风机组。全空气机组选择热泵式溶液调湿全空气机组。冬季采用两台换热量为680KW的换热器，将市政热水由95℃（供水）/70℃（回水）转换成55℃（供水）/45℃（回水），供系统使用。
2）室内风系统
根据服务区域的性质及空间大小，室内风系统大致分为三种形式：
办公室或者独立间隔的房间，采用干式风机盘管加新风系统，干式风机盘管暗吊顶内，上回侧送或散流器顶送。室外空气经新风机组处理后直接送入室内。机组所需再生风量来自房间排风，排风通过风管进入新风机组，再生完成后再排至室外。
门厅及休息厅等区域采用干式吊顶式空气处理机组加新风系统，吊顶式空气处理机组安装在吊顶内，上回风散流器顶送。设新风处理机组，室外空气经新风机组处理后直接送入室内。机组所需再生风量来自房间排风，排风通过风管进入新风机组，再生完成后再排至室外。 影剧院的舞台和观众厅，水量调度大厅等大空间区域采用组合式空气处理机组，低风速单风道全空气系统。室外新风由外墙百叶进入，经空气处理机组的盐溶液除湿、冷却或者加湿、加热后与回风混合，再经干式表冷器冷却或者加热，通过消声静压箱、风管、散流器送至各空调区域。新风管装有手动对开多叶调节阀，可根据室内需要及季节变化而调节阀门的开启度，过渡季节可将阀门全开。
2.3 系统空气处理过程分析
系统中的显热末端只承担室内的显热负荷，室内湿负荷仅由新风机承担，其空气处理过程及流程如图2～3所示。
图2 全空气系统处理过程
图2为全空气系统的处理过程示意，其中N点为室内设计状态点，W为室外空气状态点，经新风机组处理后的干燥新风L与室内回风混合，M即为混风状态点。混合后的空气经空气处理机组等湿降温处理至O点（送风状态点）送至室内。
图3 干式风机盘管加新风系统处理过程
图3为干式风机盘管（或干式吊顶式空气处理机组）加新风系统处理过程示意，其中N点为室内设计状态点，W为室外空气状态点，经新风机组处理后的干燥新风L直接送至室内，与显热末端等湿降温处理的循环空气K混合后达送风状态点O。
2.4 新风量的确定
空调系统设计的基本目的就是提供舒适、健康的室内环境，新风量要满足排除室内二氧化碳、异味及有害气体等的要求。在温湿度独立控制系统中，室内湿负荷由新风承担，即新风量同时需要满足去除余湿的要求。《公共建筑节能设计标准》[2]中规定了各种功能建筑内的人员卫生新风量，而去除余湿所需的新风量则需要根据工程实际情况进行计算确定。为了排除室内余湿，送入房间的空气湿度应小于房间内的空气湿度。
（1）
式（1）中，，W为室内湿负荷，G为新风量，为空气密度，、分别为室内设计工况下的含湿量以及新风的含湿量，为单位体积新风的除湿能力。
在设计中，新风量的确定需要衡量除湿及卫生两方面的要求，取两者中的大值。
3.结论
本文分析了温湿度独立控制系統的主要特点，该系统从节能的角度出发，分别控制温度和湿度，同时还达到了舒适性的要求，可以创造出符合绿色要求的仿自然环境，避免了冷却盘管在湿工况下运行的弊端，没有潮湿表面，杜绝细菌滋生，不仅改善卫生条件，而且减少金属腐蚀机会，避免了噪声。同时，文章以具体工程为例，简要分析了温湿度独立控制系统设计的思路，系统的主要空气处理过程以及主要设计参数（新风量）的确定方法。
参考文献：
[1]徐征，刘莜屏，何海亮.温湿度独立控制空调系统节能实力分析[J] .暖通空调，2007，37.
[2]中国建筑科学研究院，中国建筑业协会建筑节能专业委员会.GB50189-2005 公共建筑节能设计标准[S] .北京：中国建筑工业出版社，2005.
关键词：温湿度独立控制空调系统；干式风机盘管；全空气系统
随着空调的广泛需求、人居环境健康的需要和能源系统平衡的要求，目前空调方式面临着巨大的挑战。新型空调应该具备的特点有：
1）减少室内送风量，最好采用与供暖系统共用的末端方式；
2）加大室外新风量，减少室外新风的处理能耗；
3）避免室内产生凝结水，采取新的除湿方式；
4）不用空气过滤式过滤器，采用新的空气净化方式；
5）节约电能，以低品位热能为动力；
6）实现高体积利用率的高效蓄能。
从上述要求出发，目前普遍认为温湿度独立控制系统是 一个有效的解决途径。温湿度独立控制就是向室内送入干燥空气来控制湿度，采用另外独立的系统排除显热来控制温度，从而全面调节室内热湿环境。该系统的关键就是怎样处理出干燥空气而不造成过高的能源消耗。
1.温湿度独立控制空调系统的组成
温湿度独立控制系统利用干燥的新风调节室内湿度，利用高温冷水通过独立的末端（辐射或者对流方式）调节室内温度[1]。
温湿度独立控制空调系统基本组成为：处理显热的系统与处理湿度的系统。处理显热的系统包括：高温冷源、去除显热的室内末端装置，新风处理机组（用于制备干燥的新风）以及去除湿负荷的室内末端送风装置。由于除湿的任务由新风系统承担，因而显热系统的冷水供水温度不再是常规冷凝除湿空调中的7℃，而可以提高到18℃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，制冷剂的性能系数也有大幅度的提高。余热消除末端装置可以采用辐射板、干式风机盘管等多种形式，由于供水的温度高于室内空气的露点温度，因而不存在结露的危险。处理余湿的系统，同时承担去除室内CO2、异味，以保证室内空气质量的任务。此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，并通过改变送风量来实现对湿度和CO2的调节。在处理余湿的系统中，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，具体过程见图1。
图1 温湿度独立控制空调系统
2.温湿度独立控制空调系统的工程实例
2.1 工程概况
某工程位于河南省郑州市，总建筑面积43509.04平方米，其中地上建筑面积29368.8平方米，共16层，主要功能为办公、观演厅、会议室；地下建筑面积14140.24平方米，共2层，主要功能为车库、设备房及员工餐厅。
本项目的建筑空调面积空调20443m，系统夏季最大逐时总冷负荷2854KW，单位空调面积冷指标为139.6W/m，其中夏季室内冷负荷1767.4KW，室内显热冷负荷1405KW。冬季最大逐时总热负荷为1988KW，单位空调面积热指标为97.3W/m。本项目功能区域较多，各个功能区域的温湿度要求不同，为了提供更加健康、舒适的环境，节约能源，满足能源系统平衡的要求，采用温湿度独立控制空调系统。
2.2 温湿度独立控制空调系统方案
空调系统中，对空气的降温处理，要求冷源的温度低于房间空气的干球温度即可，而对空气的除湿处理则要求冷源的温度低于房间空气的露点温度，传统空调系统使用同一冷源，对空气进行降温和除湿处理，因而可能造成能源品位的浪费。温湿度独立控制策略的基本思路是通过不同的系统分别单独控制室内温度和湿度。
为消除室内显热，本项目根据不同房间的功能用途及空间大小，采用干式风机盘管或干式吊顶式空气处理机组，用高温冷水机组制备冷水，供回水温度（夏天）14 ～19℃。而系统的湿负荷则全部由处理后的新风承担。新风的处理方式主要有冷却除湿、固体除湿以及溶液除湿等。其中溶液除湿能使低品位的能源达到较好的热力学效果，目前运用地比较广泛。本项目采用热泵式溶液调湿新风机组（以具有吸湿性能的盐溶液为工作介质，利用溶液的吸湿与放湿特性实现对空气的除湿与加湿处理。）盐溶液与空气中的水蒸气分壓力差是二者进行水分传递的驱动势，当溶液的表面蒸汽压低于空气水蒸气分压力时，空气被除湿，吸收水蒸气的溶液浓度降低需要浓缩再生不能重新使用，加热后的溶液当其表面蒸汽压高于空气中的水蒸气分压力时，溶液中的水分进入空气中，溶液被浓缩再生，空气被加湿。利用溶液与空气之间的热量与质量的传递特性，可以实现对空气的全方位处理过程：降温除湿，加热加湿等，满足全年空气处理要求。
1）冷热源
室内的显热负荷由显热末端处理，选用制冷量为755.6kW（214.9USRT）的高温高效螺杆冷水机组2台，制备14℃冷水（供水），回水温度19℃。新风冷负荷及室内湿负荷新风机组承担，采用热泵式溶液调湿新风机组。全空气机组选择热泵式溶液调湿全空气机组。冬季采用两台换热量为680KW的换热器，将市政热水由95℃（供水）/70℃（回水）转换成55℃（供水）/45℃（回水），供系统使用。
2）室内风系统
根据服务区域的性质及空间大小，室内风系统大致分为三种形式：
办公室或者独立间隔的房间，采用干式风机盘管加新风系统，干式风机盘管暗吊顶内，上回侧送或散流器顶送。室外空气经新风机组处理后直接送入室内。机组所需再生风量来自房间排风，排风通过风管进入新风机组，再生完成后再排至室外。
门厅及休息厅等区域采用干式吊顶式空气处理机组加新风系统，吊顶式空气处理机组安装在吊顶内，上回风散流器顶送。设新风处理机组，室外空气经新风机组处理后直接送入室内。机组所需再生风量来自房间排风，排风通过风管进入新风机组，再生完成后再排至室外。 影剧院的舞台和观众厅，水量调度大厅等大空间区域采用组合式空气处理机组，低风速单风道全空气系统。室外新风由外墙百叶进入，经空气处理机组的盐溶液除湿、冷却或者加湿、加热后与回风混合，再经干式表冷器冷却或者加热，通过消声静压箱、风管、散流器送至各空调区域。新风管装有手动对开多叶调节阀，可根据室内需要及季节变化而调节阀门的开启度，过渡季节可将阀门全开。
2.3 系统空气处理过程分析
系统中的显热末端只承担室内的显热负荷，室内湿负荷仅由新风机承担，其空气处理过程及流程如图2～3所示。
图2 全空气系统处理过程
图2为全空气系统的处理过程示意，其中N点为室内设计状态点，W为室外空气状态点，经新风机组处理后的干燥新风L与室内回风混合，M即为混风状态点。混合后的空气经空气处理机组等湿降温处理至O点（送风状态点）送至室内。
图3 干式风机盘管加新风系统处理过程
图3为干式风机盘管（或干式吊顶式空气处理机组）加新风系统处理过程示意，其中N点为室内设计状态点，W为室外空气状态点，经新风机组处理后的干燥新风L直接送至室内，与显热末端等湿降温处理的循环空气K混合后达送风状态点O。
2.4 新风量的确定
空调系统设计的基本目的就是提供舒适、健康的室内环境，新风量要满足排除室内二氧化碳、异味及有害气体等的要求。在温湿度独立控制系统中，室内湿负荷由新风承担，即新风量同时需要满足去除余湿的要求。《公共建筑节能设计标准》[2]中规定了各种功能建筑内的人员卫生新风量，而去除余湿所需的新风量则需要根据工程实际情况进行计算确定。为了排除室内余湿，送入房间的空气湿度应小于房间内的空气湿度。
（1）
式（1）中，，W为室内湿负荷，G为新风量，为空气密度，、分别为室内设计工况下的含湿量以及新风的含湿量，为单位体积新风的除湿能力。
在设计中，新风量的确定需要衡量除湿及卫生两方面的要求，取两者中的大值。
3.结论
本文分析了温湿度独立控制系統的主要特点，该系统从节能的角度出发，分别控制温度和湿度，同时还达到了舒适性的要求，可以创造出符合绿色要求的仿自然环境，避免了冷却盘管在湿工况下运行的弊端，没有潮湿表面，杜绝细菌滋生，不仅改善卫生条件，而且减少金属腐蚀机会，避免了噪声。同时，文章以具体工程为例，简要分析了温湿度独立控制系统设计的思路，系统的主要空气处理过程以及主要设计参数（新风量）的确定方法。
参考文献：
[1]徐征，刘莜屏，何海亮.温湿度独立控制空调系统节能实力分析[J] .暖通空调，2007，37.
[2]中国建筑科学研究院，中国建筑业协会建筑节能专业委员会.GB50189-2005 公共建筑节能设计标准[S] .北京：中国建筑工业出版社，2005.