郭 勇

（廣東省建筑設計研究院，廣州510010）

0 引言

隨著人們對家居環(huán)境的要求逐漸提高，除了滿足室內(nèi)溫度以外，對濕度的要求也越來越高。目前主要應用的除濕方式以固體和溶液除濕為主，但這兩類除濕方式也有缺點，例如整體設備體積大，腐蝕性強導致設備使用壽命較短，并且溶液除濕后的空氣對人體健康的影響具有不確定性［1］，這些缺點導致該類除濕方式在戶式中央空調(diào)工程中難以推廣應用。本文以一戶式中央空調(diào)工程為例，通過在新風機組內(nèi)設置雙級制冷的方式對室內(nèi)相對濕度進行主動調(diào)節(jié)，同時還能通過再熱實現(xiàn)過渡季節(jié)的新風除濕供熱運行。

1 工程概況

本工程為廣州某頂級復式住宅項目，總建筑面積1200m2，其中空調(diào)面積約700m2，住宅位于該建筑頂層39、40層，包括客廳、臥室、書房、中西餐廳、雪茄室、茶藝室、棋牌室、廚房、衛(wèi)生間等功能房間。

業(yè)主為了滿足室內(nèi)的舒適性，要求全年溫度恒定在25～27℃，相對濕度恒定在50%～60%。通過對該住宅進行詳細負荷計算，本項目總冷負荷約197 kW，總濕負荷約20 kg／h，總新風量約6000 m3／h。

2 空調(diào)方案

本工程設置家用中央空調(diào)系統(tǒng)，考慮到建筑層高，房間舒適性以及系統(tǒng)靈活使用等因素，夏季制冷采用多聯(lián)機加新風系統(tǒng)，冬季采暖采用地板輻射加新風系統(tǒng)的方式，同時多聯(lián)機系統(tǒng)也作為冬季供熱的補充方式。

根據(jù)夏季冷負荷及住宅的4大功能分區(qū)，大樓總共設置4套冷暖變頻多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)，其中39層采用一臺14匹、一臺24匹冷暖變頻多聯(lián)空調(diào)，40層采用一臺14匹、一臺20匹冷暖變頻多聯(lián)空調(diào)。新風系統(tǒng)根據(jù)功能分區(qū)設置4套新風系統(tǒng)，分別設置新風空調(diào)器。

3 新風空調(diào)器方案

3.1 新風處理方案比較

新風系統(tǒng)分別按常規(guī)新風空調(diào)機和調(diào)濕型新風機組兩種方案進行比較。

方案一設置常規(guī)多聯(lián)機新風空調(diào)器，可以單獨實現(xiàn)新風制冷及供熱，夏季室內(nèi)的濕負荷由空調(diào)室內(nèi)機負責承擔。當系統(tǒng)在設計工況運行時，空氣處理過程沿圖1中實線部分進行。室內(nèi)機將室內(nèi)空氣（N）冷卻除濕至 （M），新風空調(diào)器將室外新風（W）冷卻除濕至 （L），經(jīng)過處理后的回風 （M）與新風 （L）混合后 （O）送入房間吸收房間的余熱余濕，使得室內(nèi)達到設計參數(shù) （N）。

圖1 設計工況空氣處理過程圖

但在潮濕季節(jié)時，室外溫度降低，房間冷負荷降低，而濕負荷幾乎不變甚至增加，此時熱濕比線發(fā)生變化，空氣處理過程沿圖1中虛線運行。室內(nèi)機將室內(nèi)空氣 （N′）冷卻除濕至 （M′），新風空調(diào)器將室外新風 （W′）冷卻除濕至 （L），經(jīng)過處理后的回風 （M′）與新風 （L′）混合后 （O′）送入房間吸收房間的余熱、余濕，使得室內(nèi)參數(shù)達到設計要求 （N′）。在此工況下，由于室內(nèi)熱濕比線偏離設計工況，空調(diào)系統(tǒng)雖然可以通過多聯(lián)機的控制系統(tǒng)將溫度控制在設定值，但由于室內(nèi)相對濕度僅隨溫度進行被動調(diào)節(jié)，最終導致相對濕度超出設計范圍。

圖2 調(diào)濕型新風空氣處理過程圖

方案二采用調(diào)濕型新風機組，室內(nèi)相對濕度由新風進行主動調(diào)節(jié)。由于受到空間、健康等因素限制，不便安裝溶液除濕新風機，所以采用在新風機組設置兩級制冷深度除濕，從而調(diào)節(jié)新風系統(tǒng)送風含濕量，控制房間的相對濕度。當空調(diào)系統(tǒng)在設計工況下運行時，空氣處理過程按圖1實線過程進行。當在潮濕季節(jié)運行時，設置調(diào)濕型新風機組的系統(tǒng)按圖2所示過程進行空氣處理。室外新風（W）通過表冷器冷卻除濕至 （L）與冷卻除濕后的回風 （M）進行混合 （O）后送入房間。通過調(diào)節(jié)新風送風點的空氣參數(shù)，讓新風送風空氣 （L）焓值低于室內(nèi)控制狀態(tài)點 （N）的焓值，新風系統(tǒng)承擔部分濕負荷，從而對房間內(nèi)的濕度進行控制。

3.2 過渡季新風供熱方案

由于廣州地區(qū)特別在春季常出現(xiàn) “濕冷”天氣，室外空氣溫度較低且?guī)缀踹_到飽和狀態(tài)。由于圍護結構的空氣滲入導致房間濕負荷也增大，室內(nèi)即需要供熱也需要除濕。但是大多數(shù)品牌多聯(lián)機在室外濕球溫度≥15℃時無法開啟制熱，開啟地暖又需要較長時間達到室內(nèi)的設定溫度。當 “濕冷”天氣時，且多聯(lián)機無法開啟制熱時，考慮在新風系統(tǒng)增加再熱段進行除濕供熱，保證房間濕度的情況下提升房間溫度，從而提高室內(nèi)舒適性。新風供熱方案空氣處理過程圖如圖3。

3.3 調(diào)濕型新風空調(diào)器設計

圖3 過渡季節(jié)新風供熱空氣處理過程圖

根據(jù)新風調(diào)濕及過渡季節(jié)新風供熱的需求，設計調(diào)濕型新風空調(diào)器。根據(jù)現(xiàn)場情況，新風空調(diào)器采用風冷分體式。新風空調(diào)室外機包括換熱器及風扇、數(shù)碼渦旋壓縮機等設置在屋頂。新風空調(diào)室內(nèi)機設置過濾段＋兩級蒸發(fā)段＋冷凝再熱段＋電熱加濕段及風機段。其中兩級蒸發(fā)包括預冷及再冷系統(tǒng)，每級蒸發(fā)器對應獨立的壓縮機，且再冷系統(tǒng)還可進行冷凝熱回收對新風進行再熱。新風再熱量優(yōu)先采用冷凝熱回收再熱，當新風再熱量需求較大時，采用冷凝熱回收再熱＋電加熱調(diào)節(jié)的方式控制送風參數(shù)。

根據(jù)本項目需求計算各房間新風量，按分區(qū)分別設置新風機組，并計算其制冷量及再熱量。共選擇6臺新風空調(diào)器，其中2臺作為備用機組，新風空調(diào)器規(guī)格參數(shù)如表1。

表1 新風空調(diào)器規(guī)格參數(shù)表

4 調(diào)濕型新風空調(diào)運行策略

4.1 新風系統(tǒng)控制目標的選擇

該住宅由于面積較大，房間數(shù)量較多，每個房間的熱濕負荷不同，熱濕比也不一樣。在每個新風系統(tǒng)負擔的眾多房間中選擇業(yè)主?；顒臃块g作為“重要房間”，如客廳，餐廳，臥室等。在若干“重要房間”內(nèi)以最后設定的 “重要房間”相對濕度為準控制，一旦有 “重要房間”進行重新設定，新風系統(tǒng)自動切換至重新設定后的重要房間溫濕度進行控制。

4.2 室內(nèi)相對濕度控制

（1）當?n（室內(nèi)反饋相對濕度%） ＞?s（房間設定相對濕度%）時，新風機組進入除濕工況，逐漸調(diào)大壓縮機對新風進行除濕；

當?s－5≤?n＜?s時，逐漸調(diào)小壓縮機對新風除濕量。

當?n＜?s－5時，關閉新風機除濕功能。

（2）若關閉新風機除濕功能20min后 （分鐘數(shù)可在機組上根據(jù)后期調(diào)試設定），?n仍小于?s－5，則新風機組切換至加濕工況，開啟電熱加濕器加濕。

當?n＞?s時，逐漸調(diào)大電熱加濕器加濕量，當?s＜?n＜?s＋5時，逐漸調(diào)小電熱加濕器加濕量，當?n≥?s＋5時，關閉電熱加濕器。

若關閉電熱加濕器20min（分鐘數(shù)可在機組上根據(jù)后期調(diào)試設定）后，?n仍大于?s＋5，則新風機組切換至除濕工況。

4.3 過渡季新風供熱控制

當過渡季節(jié)，Tn（室內(nèi)反饋溫度℃） ＜TS（室內(nèi)設定溫度℃），且?n＞?s時，室內(nèi)需要供熱除濕，而多聯(lián)機因過熱保護無法開啟，新風機組轉(zhuǎn)為新風供熱除濕工況，優(yōu)先開啟冷凝熱回收裝置進行供熱，不足部分開啟電加熱器精確控溫，同時為了避免新風送風溫度過高導致吹風不舒適感，控制新風送風溫度Tc≤TS＋10。

5 結論

本項目采用雙級壓縮制冷的調(diào)濕型新風空調(diào)器和多聯(lián)機聯(lián)合運行，進行主動濕度調(diào)節(jié)，并且在過渡季節(jié)回收利用冷凝熱進行供熱除濕，創(chuàng)造了良好舒適的室內(nèi)環(huán)境。項目安裝調(diào)試完成并經(jīng)過兩年運行后，用戶反饋空調(diào)及新風系統(tǒng)運行良好，室內(nèi)溫濕度穩(wěn)定，達到了設計預期。

參考文獻：

［1］王楊睿.杭州地區(qū)住宅建筑濕環(huán)境測試及除濕對策［D］.西安：西安建筑科技大學，2013.