新型温湿度独立控制:单冷源双通道空调机组,节能30%

温湿度独立控制空调系统是指对空调区域的显热负荷和潜热负荷由两套独立系统分别处理的空调形式,显热负荷主要由干工况末端设备承担,潜热负荷全部由低湿度空气承担

温湿度独立控制系统避免了常规空调系统中温湿度联合处理所带来的能源浪费——因湿度控制要求引起的过度冷却和再热矛盾。常用的温湿度独立控制技术有:1)转轮除湿+干式风机盘管,2)溶液除湿+干式风机盘管,3)双冷源温湿分控。[1]

温湿度独立控制:溶液除湿+干式风机盘管

图:温湿度独立控制:溶液除湿+干式风机盘管

双冷源温湿分控空调系统(低温冷源:7℃,高温冷源:16℃)

图:双冷源温湿分控空调系统(低温冷源:7℃,高温冷源:16℃)

最近,国内研究人员引入了温湿度独立控制的理念,对传统热湿联合处理空调箱进行了改进,开发出了一种基于单冷源的双通道空调机组,与常用的温湿度独立控制空调系统一样,也有效避免了因湿度控制要求引起的过度冷却和再热矛盾。[2]

单冷源双通道空调机组

图:单冷源双通道空调机组(冷源:7~9℃)

这一单冷源双通道空调机组内部含有A、B两个通道:通道A处理新风和部分回风混合后的风量,主控湿度;通道B只处理回风,主控温度。表冷器B的通风面积只占总通风面积的30%~45%,经过表冷器B的风速大于表冷器A,空气流经表冷器B时主要发生显热交换,流经表冷器A的风速较低,主要负责冷凝除湿。表冷器A、B的供水温度均为7~9℃。

单冷源双通道空调机组湿空气处理过程

图:湿空气处理过程
1)常规空调系统:C0→L0→Q
2)单冷源双通道空调系统:{C1→L1, N→S}→Q

研究人员把单冷源双通道空调系统与常规空调系统进行横向对比。计算数据显示,为达到相同的送风温湿度设定值(上图Q点),常规空调系统除湿(C0→L0)能耗为676kW,因过度冷却再热到Q点所需能量为118kW,总能耗为794kW;单冷源双通道空调系统总降温除湿(C1→L1, N→S)能耗仅为558kW,比常规空调系统的能耗少236kW,相比节能30%

总结

单冷源双通道空调机组具有如下优点:
1)温湿度分控节省了在夏季为满足湿度控制要求而过度冷却造成的再热能耗;
2)和双冷源温湿分控空调系统相比,只需要单一冷源,少配备了高温冷水机组;
3)和“溶液除湿+干式风机盘管”相比,可以实现过渡季变新风或全新风运行;
4)和常规空调系统相比,硬件设备改动幅度小,设计和改造难度不大。

参考资料:
[1] 建环视界:温湿度独立控制系统
[2] 徐明.应用焓湿计算对双通道空调箱进行节能控制的研究[J].暖通空调, 2018,48(03):136-139+106.

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