恒温恒湿空调方案的选用

在进行恒温空调系统设计时，不应只选几台恒温恒湿空调机放置在空调房间就了事，而应从空调房间冷热及湿负荷的变化规律、空调房间的温湿度基数和精度要求等因素仔细分析后，再选择合适的空气处理方案。

1  几种恒温恒湿空调系统的空气处理过程探讨

1.1 较低要求恒温恒湿系统

当室内温度基数为23～28℃，精度为±2℃；室内相对湿度基数为50～60％RH，精度为±10％RH时，可采用集中式全空气系统。空气处理原理图如图1。夏季室内温湿度通过控制冷冻水电动二通阀来实现。室内温、湿度信号与设定值比较后，按温湿度优先顺序或偏差值大小优先顺序控制表冷器出水电动二通阀开度，使新风，回风混合后经表冷器降温去湿后达到设计所要求的机器露点，送入空调房间，使室内空气温、湿度保持在规定的范围内。

冬季：新风与回风混合后，经加热加湿后送入室内，室内温度信号与设定值比较后，以偏差值控制加热器的电动二通阀的开度，调节加热量，使室内空气温度达到规定范围内；室内湿度信号与设定值比较后，以偏差值控制加湿器的加湿量，使室内相对湿度达到规定范围内。加热水温不高时（不超过65℃，水温过高容易在表冷器中结垢）。

图1 要求较低的恒温恒湿空气处理系统

2.2 较高要求恒温恒湿系统

图2 要求较高的恒温恒湿空气处理系统

当室内温度基数为23～26℃，精度为±1℃；室内相对湿度基数为50～60％RH，精度为±5％RH时，由于室内温、湿度要求的精度范围较小，夏季单靠控制冷冻水电动二通阀开度很难达到温湿度精度范围。因此室内温、湿度必须分开控制，空气处理原理图如图2。

夏季室内温度通过调节电加热器的加热量来实现，室内湿度通过调节冷冻水电动二通阀来实现。这里增加一个二次回风过程，可避免过多的热冷能量抵消，节约一部分能量。通过以上两个例子，作者想强调由于空调房间温、湿度精度要求不同，应该采用不同的空气处理方案；由于空调房间温、湿度基数不同，也应采用不同的空气处理方案。调节室温用换热器就可实现，调节室内相对湿度却因室内露点温度不同而应采用不同的降湿、加湿设备。

空气的除湿

由图1、图2可以看出新、回风混合后，经冷却去湿后机器露点的绝对含湿量须低于室内空气露点所对应的绝对含湿量，才有可能负担室内湿负荷。常规冷冻水供水温度为7℃，而经过表冷器冷却去湿后的空气出口干球温度比冷冻水供水温度高出约3.5~4℃。表冷器所提供的冷量要大于或等于空气处理过程所需冷量的同时，表冷器的干球温度效率及接触系数必须大于等于空气处理过程的干球温度效率及接触系数。还须考虑析湿系数的影响。因此采用常规7℃冷冻水供水的表冷器，冷却除湿的空气处理方案不适用于室内露点温度低于12℃的空调系统。室内露点温度在4℃～12℃之间，除湿设备可采用冷冻除湿机；当室内露点温度低于4℃时，采用冷冻除湿机除湿效率下降，机组除霜时间过长。这时可采用低露点空气干燥机，综合运用冷冻除湿和氯化锂转轮除湿技术：新风经初、中效两级过滤后，用蒸发器降温除湿到露点温度为6℃～8℃，再经过氯化锂转轮除湿机除湿，将空气露点降至-10℃。对于需要更低露点的空气，再经过二级表冷器和氯化锂转轮除湿机除湿，可将空气露点温度降至-20℃。氯化锂转轮除湿机可通过设旁路控制，即控制通过转轮除湿风量的大小或控制再生温度的高低来调节机组除湿量的大小。

空气除湿装置的性能比较见表1 适用于恒温恒湿空调系统的是冷冻法和转轮吸附法。因为这两种方法的除湿量调节精度比较高，用转轮吸附法时必须与冷冻法联合除湿。由于转轮吸附法能耗较大，应减少通过转轮除湿机的风量。其空气处理原理图如图3。

表1 空气除湿装置的性能比较

图3 空气除湿系统

室内相对温度通过控制转轮除湿机的除湿量来现实，室内温度通过控制连接后表冷器的冷冻水电动两通阀来现实。

空气的加湿

空气加湿器有干蒸气加湿器、电加湿器（电热式、电极式）、PTC蒸汽发生器、加压喷雾式加湿器、离心式加湿器、超声波式加湿器、湿面蒸发式加湿器等，进行设计选型时要注意加湿过程在焓湿图上的变化过程，是近似等焓过程还是近似等温过程，当新风比例较大时，等焓加湿所需的加热量要占很大比例。

工程方案实例

某检测实验室内温、湿度要求为：23±1℃，50±5%RH，设置了一台恒温恒湿空调机以保持室内温、湿度要求，在夏季阴雨天气时室内温度为18℃，相对湿度达到70%RH。分析原因：实验室内散热、散湿量较小，主要冷负荷及湿负荷为围护结构冷负荷及新风冷、湿负荷。梅雨季节和夏季的阴雨天气中，气温不高，日照不强，但湿度很高，恒温恒湿机根据温度信号加大供冷以提高除湿量，而电加热器的调温容量是很小的不足以维持室内温度。这种情况就比较适用于前述第二种空调方案：采用集中式全空气系统，利用二次回风来降低再加能耗。

某信息中心计算机房设置了两台力博特牌机

房专用恒温恒湿空调机，送风方式为下送风。新风经冷冻水型新风机组处理后送入室内。空调系统投入使用后不久就出现了空调冷凝水被恒湿恒湿空调机风机吹落在架空地板内的情况，分析原因：主要是国内外设计习惯不同。计算机房空调冷负荷的特点是：机房内设备发热量很大，基本上没有什么散湿量，显热负荷是主要负荷。因此机房专用恒温恒湿空调机都是按大风量，小焓差设计的，欧美设计习惯是室内空调机为干工况运行，室内湿负荷由新风机负担。新风经冷却去湿处理后，含湿量要低于室内状态点。机房专用恒温恒湿空调机的换热盘管为A 型盘管。A 型盘管下面没有设挡水板，（因为是按干工况设计）。而国内设计习惯是把新风处理到室内焓线上，由室内空调器负担部分新风湿负荷，这样机房专用恒温恒湿机是在湿工况下运行，

空调冷凝水就会被吹落。因此我们在进行“中国网通北京IDC 机房”空调设计时就吸取了这个经验教训，注意让新风系统承担室内湿负荷，以保证机房专用恒温恒湿空调机在干工况下运行，并在下送风口周围设置了一道围堰，确保空调冷凝水不流到机房架空地板内。

结束语

综上所述，恒温恒湿空调系统的设计应根据室内温、湿度要求及热、湿负荷情况做具体分析，选择合理的空气处理方案。本文未涉及空调气流组织及自控系统，仅就空气处理过程提出了作者几点浅显的观点。

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