摘要：随着建筑能耗占比不断上升，暖通空调系统的节能问题日益受到重视。传统空调系统采用热湿耦合处理方式，导致能源利用效率偏低、运行能耗高。基于热湿解耦的暖通空调系统通过分离显热与潜热负荷处理路径，有效提高系统能效并优化室内环境控制精度。本文系统分析了热湿解耦技术的原理与应用形式，探讨了包括冷却除湿新风系统、再热除湿系统、干式风盘系统、除湿转轮及独立新风系统等典型解耦技术路径，并结合实际建筑运行案例对比其节能效果。研究表明，热湿解耦策略可显著降低系统冷量需求和运行能耗，优化空气品质控制，并提升系统运行的灵活性和稳定性，对我国建筑节能目标的实现具有重要现实意义。

关键词：热湿解耦；暖通空调；节能优化；独立新风系统；除湿策略

引言

当前，建筑能耗约占全社会总能耗的三分之一，而其中暖通空调系统又是建筑能耗的主要组成部分，尤其在高湿高热地区，空调能耗比重更高。传统空调系统在处理室内热湿负荷时，通常采用单一冷却盘管对空气进行降温除湿，即在显热和潜热同时存在的条件下，以过冷空气去除湿气后再加热至送风温度。这种“先冷却、再加热”的处理方式存在明显的能源浪费，尤其在潜热负荷较大时，冷量和热量的频繁转换会导致系统效率下降、运行成本上升。为了实现建筑节能与室内空气质量的双重目标，热湿解耦的概念应运而生。所谓热湿解耦，是指将空气中的显热和潜热负荷通过不同的设备或系统分别处理，从而实现热负荷和湿负荷的独立控制。

传统热湿耦合系统的能效瓶颈与解耦需求分析

传统全空气系统在实际运行中存在的显著问题之一即热湿负荷耦合处理带来的能效损失。在空调设计中，送风温度往往受限于除湿需求，因此系统必须将空气冷却至露点以下完成除湿过程，再经过再热手段将空气温度提高至可接受的送风值。这种方式虽然可以达到设定的室内湿度与温度标准，但却在除湿阶段消耗大量冷量，在再热阶段又引入额外热能，构成典型的能源内耗，尤其在高湿地区更加明显。此外，湿负荷的变化频繁而复杂，传统系统对湿度响应迟缓，导致室内相对湿度波动大，舒适性下降，同时容易引发结露、霉变等问题，影响建筑物的使用寿命与室内空气质量。从能源管理的角度出发，实现显热与潜热负荷的分流处理，不仅可减少系统冷负荷总量，提升能效比，更可提高系统对冷热负荷的适应性与控制精度。因此，研究一种能够实现热湿分离、分段控制、协同运行的暖通空调系统结构已成为提升系统运行效率与用户舒适性的重要路径。

基于热湿解耦的空调系统类型与关键技术路径分析

热湿解耦系统的构建形式多样，其核心思想是通过独立设备或流程分别处理空气的显热与潜热部分。目前主要有以下几种系统结构路径：一是冷却除湿型独立新风系统，该系统将新风作为潜热处理对象，通过冷冻水盘管或冷媒直接膨胀装置将其冷却至露点以下除湿后，再由二次换热器进行显热调节，室内循环空气则由干式风机盘管处理显热负荷，实现冷源合理利用与湿度精准控制；二是除湿转轮与焓轮系统，该类设备通过亲水性材料吸附空气中的水汽，并通过热回收装置再生除湿转轮材料，实现低能耗连续除湿，尤其适用于新风负荷较大的场景；三是溶液除湿系统，利用盐水或有机溶液对空气中的水分进行吸附，热解后再生，除湿效率高，系统稳定性强；四是显热与潜热双盘管系统，即通过在空调机组内设置双冷盘管结构，上游低温盘管处理潜热，下游中温盘管处理显热，结合双回风或旁通结构调整气流路径，实现精细控制。上述系统普遍采用变流量控制技术与分区智能调节策略，使空调系统在面对多变负荷时能保持较高的运行效率与响应速度。值得注意的是，热湿解耦系统的关键在于控制系统的协同运行能力与检测传感系统的响应速度，只有通过高精度湿度传感器、智能控制算法及高效换热元件的配合，才能真正实现热湿负荷处理路径的分离与再集成。

热湿解耦系统节能效果分析与模拟评估研究

为了验证热湿解耦策略的节能效果，本文选取某位于典型夏热冬暖地区的大型商业办公楼为研究对象，建立传统全空气系统与基于热湿解耦的新风 ₄ 风机盘管系统对比模型，采用EnergyPlus 能耗模拟平台进行全年运行仿真。仿真结果显示，在相同室内舒适度指标控制下，热湿解耦系统的全年能耗较传统系统下降约 21% ，其中冷量节约占比最大，尤其在夏季湿负荷高峰期系统能效提升明显。此外，湿度控制精度提高约 30% ，室内相对湿度波动幅度显著减小，有效改善用户舒适性。在高温高湿工况下，热湿解耦系统通过降低新风负荷占比与优化空气处理流程，显著降低空调主机运行频率与冷冻水泵能耗。进一步分析表明，系统节能效果受制于多个因素，包括室外空气焓值变化幅度、建筑外维护结构传热性能、控制策略精度及风系统漏风率等。因此，优化热湿解耦系统不仅是硬件层面的提升，更需在控制策略与系统集成上进行联合设计，建立响应快速、数据驱动的运行优化体系。

热湿解耦策略下暖通系统的运行优化与控制机制探讨

热湿解耦系统的运行控制机制直接关系到其节能性能与舒适性水平。不同于传统单一控制回路的模式，热湿解耦系统需同时对显热与潜热负荷实施差异化控制。因此，控制系统需具备双回路协调能力，并依据室内环境参数与负荷变化动态调整运行状态。首先，在控制策略上应采用基于预测模型的前馈控制与基于反馈误差的 PID 控制相结合的方法，对新风负荷进行先验识别，对风盘显热负荷实施实时调节，实现负荷匹配最优化。其次，引入基于建筑热湿模型的预测控制器（MPC）有助于提升控制精度与响应速度，尤其在负荷剧烈波动时能保持系统运行的稳定性。

工程实践与未来发展方向的综合分析

在实际工程应用中，热湿解耦系统的部署面临多项技术与管理挑战，包括系统初投资成本、设备选型标准、施工与调试难度以及运行维护水平等。但在高端公共建筑、医疗场所、数据中心及大型综合体中，热湿解耦所带来的能效收益与环境质量提升已得到充分验证。未来的发展方向应聚焦于系统集成度提升、智能化控制水平增强与新型除湿材料与设备的研发。特别是结合建筑信息模型（BIM）与机电系统集成设计（MEP），可在建筑设计初期即进行热湿负荷分区分析与系统选型布局，实现系统设计与建筑物功能的深度融合。

结论

本文围绕基于热湿解耦的暖通空调系统展开研究，系统分析了传统热湿耦合处理方式的能效瓶颈，探讨了多种典型解耦技术路径及其应用效果，通过模拟与案例分析验证了热湿解耦在提升系统能效、改善湿度控制、优化用户体验方面的显著优势。研究结果表明，热湿解耦不仅是一种节能策略，更是一种系统集成优化思维，其推广应用对于提升建筑运行效率、响应国家节能减排战略具有重要意义。未来应加强系统控制策略的智能化发展、设备结构的集成化设计及建筑系统间的协同联动，推动热湿解耦理念在更广泛的建筑类型中落地实践，为实现低碳建筑目标贡献技术支撑。

参考文献

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