幾十年來(lái)，在我國(guó)工業(yè)上的恒溫恒濕類空調(diào)工程以及凡是對(duì)濕度有控制要求的空調(diào)工程中，為了控制室內(nèi)相對(duì)濕度，總不得不用再熱的處理方法，這幾乎已成了機(jī)械工業(yè)、電子工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)等有關(guān)工程設(shè)計(jì)數(shù)十年的不變規(guī)律。可是這種再熱形成的冷熱抵消現(xiàn)象所引起的能耗是十分驚人的。因?yàn)椋瑸榱丝刂葡鄬?duì)濕度，歷來(lái)一貫的做法都是先把大量空氣(新風(fēng)和回風(fēng))的溫度一直降低到必要的露點(diǎn)溫度以下，以除去其中的水分，然后再行加熱升溫，才能保持室內(nèi)一定的相對(duì)濕度。鑒于這種情況，近年來(lái)關(guān)于恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能問(wèn)題逐漸成為大家研究的重點(diǎn)，人們希望可以找到一種合理的空氣處理方式，從而達(dá)到節(jié)能的目的。
一、新式恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)
因?yàn)榻^大多數(shù)恒溫恒濕房間內(nèi)產(chǎn)濕量很少，在夏季，回風(fēng)中含有的多余的濕量很少，影響和干擾室內(nèi)相對(duì)濕度的主要因素乃是新風(fēng)空氣。如果對(duì)新風(fēng)空氣進(jìn)行集中專門(mén)處理，以除去新風(fēng)空氣中可能帶入室內(nèi)的多余濕量，將其與回風(fēng)混合，再將混合風(fēng)進(jìn)行降溫到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)，送入房間。這樣的空氣處理方式從邏輯上說(shuō)自是合乎情理的，只要把住干擾室內(nèi)相對(duì)濕度的這一關(guān)口，那么室內(nèi)相對(duì)濕度的保持便是事半功倍了。在冬季依然用普通恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)冬季的模式。具體結(jié)構(gòu)如下圖：
空調(diào)結(jié)構(gòu)說(shuō)明：在傳統(tǒng)恒溫恒濕空調(diào)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，將表冷器一分為二，一部分放置在新風(fēng)入口段，對(duì)新風(fēng)進(jìn)行集中降溫除濕處理，一部分放在原處，還處于新、回風(fēng)混合段。
二、新式恒溫恒濕空調(diào)工藝的實(shí)現(xiàn)與能耗分析
此種結(jié)構(gòu)在夏季將新風(fēng)與回風(fēng)單獨(dú)分開(kāi)進(jìn)行處理，將空調(diào)的濕負(fù)荷完全由新風(fēng)處理負(fù)擔(dān)，混合風(fēng)只承擔(dān)室內(nèi)冷負(fù)荷。夏季模式工況空氣處理過(guò)程見(jiàn)下圖：從上面的能耗分析可知，相比傳統(tǒng)空調(diào)機(jī)組結(jié)構(gòu)，新式恒溫恒濕空調(diào)機(jī)組既節(jié)省了冷量，又節(jié)省了熱量，節(jié)省的冷量大小等于節(jié)省的熱量，其大小為G(i o—i L)。由此可見(jiàn)，前者的再熱量在數(shù)值上與多消耗的冷量相等。其作用純粹在于抵消多消耗的冷量。另外，隨著處理風(fēng)量G的增大，能量的浪費(fèi)量也越大。而這又正是恒溫恒濕類空調(diào)，特別是潔凈室空調(diào)工程為求得良好的氣流組織或一定的潔凈度而不得不加大換氣次數(shù)所必然會(huì)帶來(lái)的后果。如果采用傳統(tǒng)的空調(diào)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，即新、回風(fēng)混合后除濕，由于新風(fēng)濕度相比回風(fēng)濕度很高，新風(fēng)需要除濕量也很大，會(huì)迫使回風(fēng)也降溫到混合露點(diǎn)溫度下參與除濕，再用二次加熱量來(lái)補(bǔ)償，能源浪費(fèi)十分明顯。冬季模式工況和過(guò)渡季節(jié)模式工況時(shí)，其空氣處理過(guò)程與傳統(tǒng)的空調(diào)結(jié)構(gòu)空氣處理過(guò)程一樣，因此能耗一樣。
三、自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)
下面僅對(duì)夏季模式分析自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)。
(1)相對(duì)濕度的控制。用新風(fēng)表冷器冷卻減濕實(shí)現(xiàn)定露點(diǎn)溫度的控制，從而在一定范圍內(nèi)維持室內(nèi)相對(duì)濕度。其空氣處理過(guò)程對(duì)應(yīng)圖4．3中從W到L的冷卻減濕過(guò)程。反饋控制系統(tǒng)框圖如下：
 


 
 
 
(2)空調(diào)房間溫度的控制。用混合風(fēng)表冷器來(lái)承擔(dān)部分冷量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)室溫的控制。其空氣處理過(guò)程對(duì)應(yīng)于圖4．3從C到O的干冷卻過(guò)程。反饋控制系統(tǒng)框圖如下：
 



 
 
干擾l為在控制新風(fēng)表冷器后濕空氣露點(diǎn)溫度過(guò)程中，表冷器處理新風(fēng)附帶產(chǎn)生的溫度擾量。干擾2為室外熱量通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳給室內(nèi)產(chǎn)生冷負(fù)荷擾量和室內(nèi)熱源直接將熱量散出形成的冷負(fù)荷擾量。
四、可行性分析
這種新式恒溫恒濕空調(diào)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是將新風(fēng)先冷卻去濕，再混合。這樣做的目的是盡量使除濕和冷卻分開(kāi)進(jìn)行，在除濕過(guò)程中，新風(fēng)表冷器始終在濕工況下運(yùn)行，混合風(fēng)表冷器盡量在干工況下運(yùn)行。當(dāng)新風(fēng)除濕滿足不了要求時(shí)，才使混合風(fēng)表冷器在濕工況下運(yùn)行，承擔(dān)部分除濕任務(wù)，在這種情況下，要相應(yīng)的啟動(dòng)加熱器，二次加熱達(dá)到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)。
在濕熱地區(qū)空調(diào)控制區(qū)域?yàn)楦森h(huán)境的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)，室內(nèi)濕負(fù)荷較小，除濕的任務(wù)主要是對(duì)新風(fēng)進(jìn)行除濕。這樣，新風(fēng)表冷器在承擔(dān)新風(fēng)濕負(fù)荷的同時(shí)，很多情況下可以承擔(dān)全部室內(nèi)濕負(fù)荷，即空調(diào)系統(tǒng)很多情況下可以在圖4．2所示的夏季模式工況下運(yùn)行。新式恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)如下：
(1)可免除再熱之需，從而可消除冷熱抵消現(xiàn)象，大大節(jié)約能源。
(2)由于新風(fēng)機(jī)組中的風(fēng)機(jī)是按房間內(nèi)的排風(fēng)量和必要的新風(fēng)補(bǔ)給量經(jīng)計(jì)算確定的新風(fēng)量而選用的，所以，它的運(yùn)行可起到“計(jì)量泵”的作用，可確保系統(tǒng)和房間得到所需的新風(fēng)量。
(3)由于新風(fēng)機(jī)組的運(yùn)行和必要新風(fēng)量的確保，室內(nèi)的正壓可有效地建立。這對(duì)防止室外污染空氣或潮濕空氣的進(jìn)入和因室內(nèi)外水蒸汽分壓力差引起的滲透起到有效的阻滯作用。
(4)可有效地防止室內(nèi)相對(duì)濕度受到室外空氣濕度波動(dòng)，特別是下雨天氣和黃梅期的影響。而這一新式恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)也存在缺點(diǎn)，如下：
(1)由于增加了一個(gè)表冷器，因此增加了初投資，同時(shí)也使空氣處理過(guò)程變得復(fù)雜，使運(yùn)行管理和自動(dòng)控制設(shè)備趨于復(fù)雜。
(2)可以免除再熱的這一法在空調(diào)對(duì)象的一種情況下可能會(huì)變得無(wú)效。這主要是指當(dāng)空調(diào)對(duì)象房間內(nèi)的排風(fēng)量大到一定程度，新回風(fēng)量比例增大達(dá)到某一極限，以致經(jīng)新風(fēng)機(jī)組處理后的低溫空氣與回風(fēng)混合后的狀態(tài)低于必要的送風(fēng)溫度，則室內(nèi)的溫濕度控制便可能會(huì)失調(diào)。
三上述關(guān)于恒溫恒濕類空調(diào)工程采用新的處理方法可免除再熱之需，這一點(diǎn)在一般情況下是不會(huì)有何問(wèn)題的。這里所謂的一般情況是指空調(diào)對(duì)象房間內(nèi)沒(méi)有顯著的濕負(fù)荷產(chǎn)生，也即室內(nèi)負(fù)荷的熱濕比近于無(wú)窮大。這一點(diǎn)其實(shí)對(duì)于絕大多數(shù)恒溫恒濕類和對(duì)相對(duì)濕度有一定控制要求的空調(diào)對(duì)象房間而言本屬常規(guī)，并無(wú)任何特殊性可言。因?yàn)榘凑粘＠恚彩菍?duì)相對(duì)濕度有控制要求的房間內(nèi)一般也是不會(huì)有產(chǎn)濕設(shè)備和產(chǎn)濕負(fù)荷的
若夏季空氣處理過(guò)程采用一般的二次回風(fēng)系統(tǒng)，新風(fēng)與一次回風(fēng)混合后，經(jīng)表冷器冷卻到“機(jī)器露點(diǎn)"，再與二次回風(fēng)混合，代替二次加熱，減少在同一空調(diào)系統(tǒng)中同時(shí)加熱和冷卻，具有節(jié)能的效果。但當(dāng)新風(fēng)量相對(duì)一次回風(fēng)較少，同時(shí)室內(nèi)產(chǎn)濕量很少時(shí)，將一次回風(fēng)和新風(fēng)混合后進(jìn)行降溫減濕處理，必然將混合風(fēng)溫度降到很低，和二次回風(fēng)混合后，還要進(jìn)行加熱處理。而且二次回風(fēng)系統(tǒng)增加了一個(gè)風(fēng)道，在控制方面也比較復(fù)雜。這種情況下，本文所給的新式恒溫恒濕空調(diào)結(jié)構(gòu)就具有優(yōu)勢(shì)。
由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和自控技術(shù)在空調(diào)系統(tǒng)上的廣泛應(yīng)用，使得空調(diào)自動(dòng)化技術(shù)水平不斷提高，為空調(diào)系統(tǒng)的復(fù)雜控制創(chuàng)造了更好的條件。文中提出的新式恒溫恒濕空調(diào)結(jié)構(gòu)的自動(dòng)控制完全有可能實(shí)現(xiàn)。新式恒溫恒濕空調(diào)結(jié)構(gòu)雖然增加了系統(tǒng)的初投資，但是可以降低運(yùn)行費(fèi)用。因此，在一些合適的場(chǎng)合，有可能得到應(yīng)用。http://m.czksngs.com