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摘要：根据相关分析，温湿度独立控制系统，即新风承担所有湿负荷和部分显热负荷，房间内的部分显热负荷由采用较高温度的冷冻水的换热设备承担，由于使用高温冷冻水会较大的提高产生该冷冻水的冷热源的能效比，可提高约20%以上[1]，本文以工程项目为实例，介绍了既有高温冷冻水的新建项目采用温湿度独立控制系统的实际工程设计案例。

关键词：温湿度独立控制;高温冷冻水;双冷源;干式风机盘管

Abstract According to the relevant analysis， the temperature and humidity independent control system which is the fresh air bears all the humidity load and part of the sensible heat load， and part of the sensible heat load in the room is borne by the heat exchange equipment using high-temperature chilled water. Because the use of high-temperature chilled water will greatly improve the energy efficiency ratio of the cold and heat source generating the chilled water， which can be increased by more than 20%. The article takes an engineering project as an example， introduces the actual engineering design case of using temperature and humidity independent control system in the new project of existing high-temperature chilled water.

Key words：independent temperature and humidity control; high temperature chilled water; double cold source; dry fan coil

1 工程概况

本项目为某夏热冬冷区的一栋宿舍楼建筑，采用装配式钢结构建筑体系——箱式钢结构集成模块建筑体系，总建筑面积为8367.82平方米，建筑高度为15米，地上4层，其中共包含138套标准间宿舍，休息厅，侯梯厅，走道，布草间等，地下设置1层公共综合管线管廊。

2气候参数

（1）室外设计参数（某夏热冬冷区）

（2）室内设计参数

3负荷计算

本项目围护结构参数符合当地节能规范的相关要求，根据此围护结构参数，采用华电源负荷计算及分析软件进行负荷计算，以典型制冷工况为例：总冷负荷（全热）为367041.75W，室内冷负荷（全热）为170192.77W，室内冷负荷（显热）为148149.78W，室内湿负荷为41036.34g/h，总冷指标（全热）为56.45W/m2。

4冷热源

本项目冷热源采用相邻地块内既有螺杆式地源热泵机组，从机组接出2根DN200冷冻水干管接至地下管廊内，既有地源热泵机组夏季采用高温冷冻水出水运行，供回水温度为12℃/17℃，冬季制热供回水温度为45℃/40℃。既有螺杆地源热泵机组提供的冷冻水的流量、需用压差（扬程）、供回水温度均能够满足使用要求。

5空调系统

由于本项目的既有高温冷冻水的条件，在运行过程中能够较大的提高螺杆式地源热泵机组的能效比，故选择温湿度独立控制系统。温湿度独立控制系统一般包括温度控制系统末端、湿度控制系统末端和冷热源[2];冷热源属于既有条件，且在上文中已经描述，在此不作阐述，温度控制末端、湿度控制末端的选用如下：

（1）温度控制系统末端：采用干式风机盘管，用来承担部分房间内的显热负荷，通过负荷计算可以得到每个房间的显热负荷，以此作为干式风机盘管的选型依据。

（2）湿度控制系统末端：采用冷却除湿的新风系统作为湿度控制末端，用来承担所有新风负荷、所有室内湿负荷以及部分室内显热负荷，选用排风热回收型双冷源全新风组合式空调箱，以夏季制冷工况为例，机组自带排风热回收段和直膨段，首先将室内排出的排风与处理前引入的新风进行热交换，进行第一次冷却，其次热交换后的新风采用12℃/17℃的高温冷冻水进行第二次冷却，最后冷却后的新风进一步采用机组内的直膨机组进行第三次冷却，由于直膨机可以达到的机器露点更低，可以更进一步的除湿，除去所有的湿负荷，并承担新风和部分房间的显热负荷。

6空气处理过程及设备选型

本项目由于平面范围较大，为了避免新风机组的服务半径过大导致其机外余压过大，浪费能源，故新风系统选用2台排风热回收型双冷源全新风组合式空调箱，具体服务范围如下：

（1）北侧包括4层共86间宿舍，共用1台机组，记为PAU-01，每间宿舍根据室内设计参数计算，每间新风量取100m3/h，共计新风量8600m3/h，卫生间排风按换气次数12次/h计，排风量取100m3/h，共计排风量8600m3/h。

（2）西侧和南侧4层共52间宿舍、4层共4间服务梯厅，4层每层的走道及电梯厅，1层的休息厅，共用1台机组，记为PAU-01，共计新风量7750m3/h，排风量5200m3/h。

由于制热为常规制热，且热负荷比冷负荷小，故以夏季制冷工况作为最不利进行分析，其新风处理过程包括三次冷却，其过程分别计算如下：

1）新风与排风显热交换预冷却：考虑到卫生要求，新风与排风近进行显热交换，根据厂家的产品实际性能，其显热交换效率为75%，用下列公式计算：

Cp·ρ·Lp·（t1-t3）·ƞ= Cp·ρ·Lx·（t1-t2）

式中：Cp：空气比热;ρ：空气密度;Lp：排风风量;Lx：新风风量;t1为未处理前入口新风温度，取室外计算参数;t2为热交换后排风温度;t3为热交换前排风温度，取室内计算参数;ƞ为显热交换效率。

经计算，可计算出第一次冷却后的新风被预冷到的温度t2，改点记为预冷点W’。

（2）高温冷冻水冷却：既有地源热泵机组供回水温度为12℃/17℃，根据厂家的产品实际性能，第二次冷却空气处理的机器露点为干球温度18℃，相对湿度为95%，该点记为机器露点L1。

（3）空调箱内直膨段冷却：根据每台新风机组的服务半径以及负荷计算的结果，得到各服务范围内的室内冷负荷和湿负荷，根据公式dL2=dN -W/G[3]，式中dL2为除去所有湿负荷所需要达到的含湿量;dN为室内状态点的含湿量，W为室内湿负荷，G为新风量（kg/s），可以求出dL2，其等湿线与相对湿度95%的交点则为计算的机器露点L2

由于新风已经承担了部分房间的显热负荷，故房间内剩余的显热负荷应小于负荷计算得到的房间内显热负荷，但由于工程实际上存在一定的不可预见因素，故为了简化选型根据负荷计算得到的室内显热负荷来选择干式风机盘管型号，根据厂家的产品实际性能，室内干式风机盘管可处理到15.6℃，满足房间显热负荷的要求。另外，由于房间内的温湿度存在波动，故干式风机盘管实际运行过程中仍不能完全保证干工况运行，仍需要排除冷凝水系统的相关设计[4]。

综合上述所有计算，将各工况点和新风机组各冷却过程的冷量汇总于下表：

7小结

本项目采用温湿度独立控制系统主要基于地块附近既有的高温冷冻水出水的螺杆式地源热泵机组，采用温湿度独立控制系统可以保证其高温冷冻水的充分利用，并使机组的COP较高，节能性较好;另外，由于温度和湿度分别由不同的末端控制，可以保证在实际房间温湿度波动的情况下，通过调节能够使室内工况同时满足温度和湿度的要求，与传统空调的仅沿实际热湿比线偏移相比，可以更好的达到设计要求。通过调节新风机组和干式风机盘管，可以使房间内的温度和湿度尽可能稳定，舒适性更好。

参考文献

[1]许霞， 曲晟， 庞亚玲，等. 双冷源冷凝除湿温湿度独立控制空调系统应用[C]// 中国制冷空调工业协会. 中国制冷空调工业协会， 2015.

[2]邢巧云.温湿度独立控制空调系统的节能效果及其工程实例[J].建筑节能，2011，39（05）：11-15.

[3]陆耀庆.实用供热空调设计手册（第二版）[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2007

[4]侯东明，王聪.双冷源温度湿度独立控制空调系统及其设计方法[J].暖通空调，2012，42（11）：100-104.