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摘 要 本文分析了现有的几种恒温恒湿空调设计法，针对其空气处理过程中共同存在的再热法进行节能优化设计。实践证明，采用节能优化设计的空气处理方式能明显降低空调系统能耗。
关键词 大空间；恒温恒湿；空调设计；节能优化
中图分类号 TU831 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2013）011-0158-02
随着各行业工艺技术的飞速进步，必然要求温、湿度的波动范围更小，从而对恒温恒湿空调系统提出更高的要求。基于目前常用的设计方法，这一要求又会大大增加空调系统的能耗，因此，有必要寻求一种合理的空气处理方法来消除不必要的能量损失，降低系统运行的能耗。
1 现有的几种恒温恒湿空调设计法
为保证达到控制精度和区域内温、湿度均匀，必须符合规范对送风换气次数及送风温差的规定。因此，恒温恒湿空调系统通常采用全空气定风量方式。常见的有三种设计方法：1选用恒温恒湿空调机，配备多级电加热器、电极加湿罐及微电脑控制器。在冷却去湿工况条件下，蒸发盘管使空气温度低于露点温度而去湿，通过加热器的再热控制室内温度保持在设定值，一般宜用于相对湿度控制精度在±5%的房间。2选用风冷柜式空调机，加装电加热器、加湿器以及专用微机温湿度控制器，该类系统为非定型产品。在冷却去湿工况条件下，压缩机持续运行，向气流中投入相对稳定的冷量，通过闭环自动控制系统调节加热量和加湿量，从而达到设定的温度和湿度，系统抗干扰能力较强，可以达到相对湿度±2%的精度要求。3选用空调箱以冷冻水作冷却介质，配备过滤、表冷或喷淋、加热、加湿等功能段。在冷却去湿工况条件下，由室内相对湿度信号控制送风的机器露点，室温信号控制加热器的再热量来保持室内的恒温恒湿，可以达到相对湿度±2%的精度要求。但该类系统必须再配单独的冷、热源设备及自控系统，设备投资大，适用于所需送风量较大的房间。
2 空气处理过程中能量损耗的原因
从上述方法对空气处理的方式来看（见图1），都在投入冷量对空气冷却去湿的同时启用了加热器对空气再热，造成冷热量抵消。
3 对空气处理过程的节能优化设计
3.1 空气处理过程优化设计思路
鉴于绝大多数恒温恒湿空调内部产湿量很少，房间的热湿比数值ε趋于+∞，可近似认为送入室内的空气状态按等湿变化，若将新风单独处理到与室内空气含湿量相同的机器露点，然后同室内回风再混合，通过对混合空气进行干冷却处理以保证送风温差满足相应的规范要求，则在控制室内温度的同时也限制了相对湿度的波动范围，不但满足了相对湿度控制精度的要求，同时也免除了再热造成的冷热量抵消，其空气处理过程焓湿如图3所示。
3.2 空调系统改进方案设计
在具体实现方式上，考虑到目前市场上新风空调箱对新风处理能力过大，而且将新风处理到与室内空气含湿量相同的机器露点，由于焓差过大也很难实现，因此采用部分回风和新风混合的方法，一方面降低入口空气焓值，满足新风机组处理焓差能力的要求；另一方面也解决了最小规格新风机组的处理风量大于室内所需新风量的问题。基于此，恒温恒湿空调系统改进方案如图4
所示。
本方案中采用精密恒温恒湿机作为干工况冷却设备。其机组占地面积小，自控程度高，温度波动可以控制在l℃左右；特别是处理空气焓差小、送风量大，机组的湿冷量占总冷量95%以上，对空气的处理为等湿的干冷却过程。
在设计选型时，首先应根据夏季的设计冷量确定机组的规格，而后根据冬季工况进行电加热器、加湿器容量的校核以及系统的阻力计算，选择是否要加大部件的配置规格。新风空调箱应选用自带冷源形式的机组。虽然目前使用中央空调相当普遍，往往所在的建筑已设计有冷冻水管路系统，且供水温度可以满足新风机组处理空气的需要，但考虑到制冷机仅在办公时间内运行，而检测规范要求试样测试前必须有24h的平衡调湿过程，所以从强调系统的可靠性和备用的考虑，选用新风机组应自带冷源。
3.3 空调系统改进方案的适用条件
在一般情况下，上述关于恒温恒湿空调系统采用改进方案免除再热之需是不会有任何问题的。这里所谓的一般情况是指室内没有显著的湿负荷产生，也即室内负荷的热湿比趋近于无穷大。这一点其实对于绝大多数恒温恒湿类和对相对湿度有一定控制要求的空调对象房间而言本属常规，并无任何特殊性可言。因为按照常理，凡是对相对湿度有控制要求的房间内一般也是不会有明显散湿的工艺生产设备和产湿负荷的。
但某些特殊的应用场合需要引起人们足够的重视。当空调对象房间内的排风量大到一定程度，新回风量比例增大达到某一极限，以致经新风机组处理后的低温空气与回风混合后的状态低于必要的送风温度，则室内的温湿度控制便可能会失调。导致这种情况发生的新回风比极限值则主要取决于室内显热负荷的大小。
这一现象的极端情况即直流式系统，或者在某些情况下要求新风处理机组出口处的空气保持恒温恒湿时，采用露点温度控制以后的再热过程却是无论如何也免除不了的。对于能产生有毒有害物质的场合，常采用直流式系统处理，而直流式恒温恒湿空调系统的新风处理能耗相当大，为此通常采用热回收的方法来回收排风中的余冷或余热处理新风，从而减少处理新风所需的能量，降低机组负荷，提高空调系统的经济性。
4 结束语
空调节能离不开恒温恒湿类空调的节能，而恒温恒湿空调系统的节能，首先要采用合理的空气处理方式，杜绝冷热抵消后的节能效果是巨大的。按照笔者设计的空调处理方式，可节省再热系统所产生的能耗。同时新风机组在过渡季节的全新风运行，也可大大降低空调系统全年运行费用。因此，对于恒温恒湿空调系统，如何节能优化设计无疑是设计人员首先要考虑的。
参考文献
[1]黎洪.恒温恒湿空调系统的节能优化设计[J].低温与特气，2008，01.
[2]李丙寅，王海亭.恒温恒湿空调系统的设计与研究[J].山西建筑，2009，13.
关键词 大空间；恒温恒湿；空调设计；节能优化
中图分类号 TU831 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2013）011-0158-02
随着各行业工艺技术的飞速进步，必然要求温、湿度的波动范围更小，从而对恒温恒湿空调系统提出更高的要求。基于目前常用的设计方法，这一要求又会大大增加空调系统的能耗，因此，有必要寻求一种合理的空气处理方法来消除不必要的能量损失，降低系统运行的能耗。
1 现有的几种恒温恒湿空调设计法
为保证达到控制精度和区域内温、湿度均匀，必须符合规范对送风换气次数及送风温差的规定。因此，恒温恒湿空调系统通常采用全空气定风量方式。常见的有三种设计方法：1选用恒温恒湿空调机，配备多级电加热器、电极加湿罐及微电脑控制器。在冷却去湿工况条件下，蒸发盘管使空气温度低于露点温度而去湿，通过加热器的再热控制室内温度保持在设定值，一般宜用于相对湿度控制精度在±5%的房间。2选用风冷柜式空调机，加装电加热器、加湿器以及专用微机温湿度控制器，该类系统为非定型产品。在冷却去湿工况条件下，压缩机持续运行，向气流中投入相对稳定的冷量，通过闭环自动控制系统调节加热量和加湿量，从而达到设定的温度和湿度，系统抗干扰能力较强，可以达到相对湿度±2%的精度要求。3选用空调箱以冷冻水作冷却介质，配备过滤、表冷或喷淋、加热、加湿等功能段。在冷却去湿工况条件下，由室内相对湿度信号控制送风的机器露点，室温信号控制加热器的再热量来保持室内的恒温恒湿，可以达到相对湿度±2%的精度要求。但该类系统必须再配单独的冷、热源设备及自控系统，设备投资大，适用于所需送风量较大的房间。
2 空气处理过程中能量损耗的原因
从上述方法对空气处理的方式来看（见图1），都在投入冷量对空气冷却去湿的同时启用了加热器对空气再热，造成冷热量抵消。
3 对空气处理过程的节能优化设计
3.1 空气处理过程优化设计思路
鉴于绝大多数恒温恒湿空调内部产湿量很少，房间的热湿比数值ε趋于+∞，可近似认为送入室内的空气状态按等湿变化，若将新风单独处理到与室内空气含湿量相同的机器露点，然后同室内回风再混合，通过对混合空气进行干冷却处理以保证送风温差满足相应的规范要求，则在控制室内温度的同时也限制了相对湿度的波动范围，不但满足了相对湿度控制精度的要求，同时也免除了再热造成的冷热量抵消，其空气处理过程焓湿如图3所示。
3.2 空调系统改进方案设计
在具体实现方式上，考虑到目前市场上新风空调箱对新风处理能力过大，而且将新风处理到与室内空气含湿量相同的机器露点，由于焓差过大也很难实现，因此采用部分回风和新风混合的方法，一方面降低入口空气焓值，满足新风机组处理焓差能力的要求；另一方面也解决了最小规格新风机组的处理风量大于室内所需新风量的问题。基于此，恒温恒湿空调系统改进方案如图4
所示。
本方案中采用精密恒温恒湿机作为干工况冷却设备。其机组占地面积小，自控程度高，温度波动可以控制在l℃左右；特别是处理空气焓差小、送风量大，机组的湿冷量占总冷量95%以上，对空气的处理为等湿的干冷却过程。
在设计选型时，首先应根据夏季的设计冷量确定机组的规格，而后根据冬季工况进行电加热器、加湿器容量的校核以及系统的阻力计算，选择是否要加大部件的配置规格。新风空调箱应选用自带冷源形式的机组。虽然目前使用中央空调相当普遍，往往所在的建筑已设计有冷冻水管路系统，且供水温度可以满足新风机组处理空气的需要，但考虑到制冷机仅在办公时间内运行，而检测规范要求试样测试前必须有24h的平衡调湿过程，所以从强调系统的可靠性和备用的考虑，选用新风机组应自带冷源。
3.3 空调系统改进方案的适用条件
在一般情况下，上述关于恒温恒湿空调系统采用改进方案免除再热之需是不会有任何问题的。这里所谓的一般情况是指室内没有显著的湿负荷产生，也即室内负荷的热湿比趋近于无穷大。这一点其实对于绝大多数恒温恒湿类和对相对湿度有一定控制要求的空调对象房间而言本属常规，并无任何特殊性可言。因为按照常理，凡是对相对湿度有控制要求的房间内一般也是不会有明显散湿的工艺生产设备和产湿负荷的。
但某些特殊的应用场合需要引起人们足够的重视。当空调对象房间内的排风量大到一定程度，新回风量比例增大达到某一极限，以致经新风机组处理后的低温空气与回风混合后的状态低于必要的送风温度，则室内的温湿度控制便可能会失调。导致这种情况发生的新回风比极限值则主要取决于室内显热负荷的大小。
这一现象的极端情况即直流式系统，或者在某些情况下要求新风处理机组出口处的空气保持恒温恒湿时，采用露点温度控制以后的再热过程却是无论如何也免除不了的。对于能产生有毒有害物质的场合，常采用直流式系统处理，而直流式恒温恒湿空调系统的新风处理能耗相当大，为此通常采用热回收的方法来回收排风中的余冷或余热处理新风，从而减少处理新风所需的能量，降低机组负荷，提高空调系统的经济性。
4 结束语
空调节能离不开恒温恒湿类空调的节能，而恒温恒湿空调系统的节能，首先要采用合理的空气处理方式，杜绝冷热抵消后的节能效果是巨大的。按照笔者设计的空调处理方式，可节省再热系统所产生的能耗。同时新风机组在过渡季节的全新风运行，也可大大降低空调系统全年运行费用。因此，对于恒温恒湿空调系统，如何节能优化设计无疑是设计人员首先要考虑的。
参考文献
[1]黎洪.恒温恒湿空调系统的节能优化设计[J].低温与特气，2008，01.
[2]李丙寅，王海亭.恒温恒湿空调系统的设计与研究[J].山西建筑，2009，13.