温湿度独立控制空调系统设计方法.ppt

温湿度独立控制空调系统及其设计方法与实例 基于溶液调湿技术的 主要内容 常规空调系统存在问题温湿度独立控制空调系统介绍溶液调湿空调设备原理介绍温湿度独立控制空调系统设计要点设计实例 以某办公楼为例与常规系统的经济性比较 常规空调系统存在的问题 问题1 温度与湿度同时处理的问题 常规空调系统存在的问题 问题2 难以适应室内热湿比的变化 N B W 室内热负荷特点建筑围护结构等决定主要随气象条件变化室内湿负荷特点人员变化决定 温度 含湿量 常规空调系统存在的问题 问题2 难以适应室内热湿比的变化 常规空调系统存在的问题 问题3 对室内空气品质的影响冷凝表面滋生霉菌 霉味 引起各种 空调病 SBS 新风量选择的问题舒适 增大新风量降低能耗 减小新风量 冷凝水排放及滋生霉菌 凝水 滋生病菌的温床 常规空调系统存在的问题 有没有一种空调系统能够解决上述问题 温湿度独立控制空调系统简介 温湿度独立控制空调系统的理念 系统原理 温湿度独立控制空调系统 温湿度独立控制空调系统 技术实现难度高温冷源 显热处理末端装置 送风末端装置 新风独立除湿 几种除湿方式的比较 什么是溶液调湿 溶液式空气湿度处理 采用具有调湿功能的盐溶液为工作介质 利用溶液的吸湿与放湿特性实现对空气的除湿与加湿处理过程利用溶液吸收水蒸气的方法除湿 消除了除湿过程中的凝水和潮湿表面 根除了冷凝水排放系统可能存在的隐患及霉菌滋生的温床溶液具有很强的杀菌作用 能够杀死绝大多数细菌和微生物 提高室内空气品质溶液可以过滤空气中大多数粉尘和颗粒 溶液杀菌效果测试 溶液除湿技术的发展历史简介 溶液除湿的发展历史 早在1931年 F R Bichowsky在美国就取得了氯化锂吸湿在原理上的专利 1934年 Midland Ross公司开始在美国生产这种设备 1955年 Lof等人就提出并实验了采用三甘醇为除湿剂的液体除湿系统 二战后 日本接受美国投资后开始生产这种设备 例如中外炉工业株式会社生产的Kathabar自动湿度调整机和高砂热学工业株式会社生产的Dryaire L高砂液体除湿机 溶液除湿的发展历史 到了70年代 我国也在三线建设中大量应用使用三甘醇溶液作为除湿介质的液体除湿系统 最原始的溶液除湿系统原理图 溶液除湿的发展现状 目前国际溶液除湿空调设备市场中的国外公司主要有日本的Kathabar 美国的AilResearch和以色列的Drykor几家 部分项目 溶液除湿的发展现状 国外厂商的溶液除湿机组 溶液除湿的发展现状 Drykor生产的溶液除湿机组在Vicenza医院的应用实景 溶液除湿的发展现状 国外厂商为何不占领广阔的中国市场 1 不适合中国的气候环境使用均采用单级逆流塔流程 无法进行多级处理 设置全热回收等设备除湿能力较差 只能处理6 8g kg左右的含湿量用于新风预除湿或者用在室外空气含湿量不超过14g kg左右的气候地区 中国东部和中部地区含湿量一般大于21g kg 2 能源利用效率低热水驱动 COP约0 5左右电力驱动 COP约3左右无法同时解决排风的能量回收问题 溶液除湿的发展现状 增大除湿量只能靠增加设备高度 但受机房高度限制 无法进行全热回收 溶液除湿的发展现状 第一级 第二级 第三级 溶液除湿的发展现状 国外厂商为何不占领广阔的中国市场 3 无法同时解决排风的能量回收问题4 系统复杂 体积大 占用大量空间 问题出现在哪里 系统处理流程问题 先天不足 华创瑞风如何解决这些问题 空气 溶液的传热传质基本单元 空气 溶液的传热传质基本单元 先进的VPDS微压动态布液技术 空气 溶液的传热传质基本单元 先进的VPDS微压动态布液技术 空气 溶液的传热传质基本单元 测试报告 溶液式全热回收装置 溶液式全热回收装置 多级 溶液式全热回收过程在i d图上的过程线 Returnair Freshair Sendair Exhaustair 溶液式全热回收装置的优点 全热回收效率高两级全热回收效率超过55 三级全热回收效率超过65 新风侧效率 回风量为新风量的90 以溶液为换热媒介 新风和排风之间无混合 交叉污染根据需求选择不同级数 布置灵活 热泵式溶液调湿新风机组 HVF 电驱动夏季 热泵式溶液调湿新风机组 HVF 电驱动冬季 HVF系列机组性能对比 与Drykor公司产品的对比 典型的应用形式 电驱动机组 典型应用形式 热驱动机组 热驱动溶液再生器 WHSR 热驱动水冷式溶液调湿新风机组 WCVF 各类办公楼 写字楼 商场 宾馆 饭店等公共建筑和商业建筑的新风处理系统 各类高档公寓 别墅等对空气品质要求比较高的民用建筑 各类要求恒温恒湿或低湿度 含湿量不低于2g kg干空气 相对湿度不低于20 要求的工业建筑 机房 工艺车间 仓库等 其它对室内湿度有严格要求或空气品质要求比较高的场合 溶液调湿型空调的应用范围 基于溶液调湿空调的温湿度独立控制空调系统 技术特点与优势 卓越的节能效果 相对于常规处理方式 办公楼 宾馆等 风机盘管 新风温湿度独立控制系统 30 40 商场 博物馆 体育馆等大空间 温湿度独立处理全空气机组 40 左右 且初投资低 印刷 制药 弹药生产等 工业用恒温恒湿机组 40 80 且显著降低初投资 全面提高室内空气品质提供100 健康 洁净的新风先进的湿度处理方式 避免冷凝除湿带来的潮湿表面 防止空调表面滋生霉菌和微生物 减少 病态建筑综合症 军团病 及各种空气传播疾病通过喷洒溶液可去除超过94 的微生物 细菌 过滤大多数可吸入颗粒物 净化空气 基于溶液调湿空调的温湿度独立控制空调系统 技术特点与优势 基于溶液调湿空调的温湿度独立控制空调系统 技术特点与优势 精确的温 湿度控制可精确控制送风绝对湿度 含湿量 始终维持室内湿度控制要求和其它空调末端装置相结合 可实现温 湿度独立调节与控制 提高人体舒适无需再热 送风相对湿度低 60 维持适宜的送风温度具有对空气除湿 冷却 加湿 加热 全热回收和净化等多种功能 适合全年新风处理要求 节约能源 保护环境避免了常规冷凝除湿处理方式中过度冷却 而又再热造成的能源浪费 可承担100 潜热负荷 使得处理显热负荷的冷冻水温度从常规的7 C提高到18 C左右 采用新型的溶液全热回收装置 全热回收效率高 且能避免新 排风之间的交叉污染 基于溶液调湿空调的温湿度独立控制空调系统 技术特点与优势 节约能源 保护环境多种能源驱动方式 电驱动系列内置热泵循环 制冷量用于降低溶液温度提高除湿能力 排热量用于浓缩再生溶液 能源利用效率高 热驱动系列采用热水 蒸汽等低品位热能 节约大量电能 基于溶液调湿空调的温湿度独立控制空调系统 技术特点与优势 安装方便 维护简单模块化设计 适合现场装配 操作简单 常压运行 安全可靠 机组不需要防冻措施 溶液在 20 C不会冻结 基于溶液调湿空调的温湿度独立控制空调系统 技术特点与优势 增加建筑在LEED认证中的得分6分 能源利用最优化 1分 新风监控 1分 加强通风 1分 系统可控性 热舒适度 1分 热环境舒适度符合ASHREA55 2004 1分 ID创意设计 温湿度独立控制 1分 基于溶液调湿空调的温湿度独立控制空调系统 技术特点与优势 温湿度独立控制空调系统设计时需要注意哪些问题 温湿度独立控制空调系统设计要点 负荷计算 人员的热湿负荷全部由新风承担 室内末端仅处理围护结构 设备发热等显热负荷 新风量需要在卫生要求 一般30m3 h人 和满足除湿负荷的新风量之间选择大的 仅需要计算围护结构和设备发热 湿负荷校核计算即可 温湿度独立控制空调系统设计要点 新风送风状态点的确定 根据新风带走湿负荷的要求确定新风送风含湿量 必须考虑围护结构新风渗透带来的湿负荷 温湿度独立控制空调系统设计要点 风道 需有送风管和回风管 房间风口设计需达到人员送风量 除湿量 要求 高温冷水机组 目前有 特灵 海尔 三菱重工 王牌冷气 日立 阿尔西等厂家生产和常规制取低温冷水的工况比 冷水机组的蒸发温度显著提高 耗功减小 可以有效地提高机组的性能系数COP 可达8 5 12 对于无集中供热的建筑 还可采用空气源热泵机组 夏季制冷得到18 高温冷水 冬季制热得到35 低温热水 新风机组的选型 带全热回收的热泵式溶液调湿新风机组 室内显热处理末端装置 辐射末端 室内显热处理末端装置 辐射末端 特点优点 热舒适性高装修档次高 占用空间小运行时无任何噪音缺点 造价较高制冷量受限 一般不大于60W m2配套控制系统较复杂 室内显热处理末端装置 干式风机盘管 室内显热处理末端装置 风机盘管 特点优点 价格便宜制冷量范围较大 可满足任何常规建筑需求运行 控制系统简单技术可靠缺点 热舒适感略差运行时略有噪音 典型设计案例 设计案例 1办公建筑 某办公建筑 对比常规方案与温湿度独立控制空调系统方案 总建筑面积约20000m2 共五层 其中 一层5940 32m2 二层5044 66m2 三层3876 05m2 四层3907 58m2 五层3190 72m2 空调面积共15600m2 设计案例 温湿度独立控制空调系统办公区域 一层食堂 五层 干式风机盘管加溶液调湿新风机组 HVF 办公区域采用温湿度独立控制空调系统 由干式风机盘管承担室内显热负荷 由溶液调湿新风机组产生干燥新风承担室内湿负荷 前庭 地板冷辐射加溶液调湿新风机组前庭为阶梯状建筑形式 北向 人员负荷较小 采用地板冷辐射加干空气变风量置换通风空调系统 中庭 冷风渗入档案室 溶液调湿型空气处理机组 HVA 设计案例 常规空调系统所有房间均采用常规空调系统办公区域等均采用风机盘管加新风系统部分区域采用全空气方式空调末端供回水采用常规的7 12 冷冻水 设计过程 负荷计算 DeST c 设计过程 食堂空调系统食堂由于人员密集 因此负荷主要是人员产生的湿负荷和热负荷 围护结构和设备发热产生的显热负荷所占比例较小针对这种负荷特性 采用溶液调湿新风处理机组处理负担人员的所有湿负荷和显热负荷 而采用干式风机盘管负担围护结构和设备发热产生的显热负荷 是最为合适的空调方式控制调节简单可靠空气品质高 无饭菜味道 设计过程 前庭 中庭 冷辐射地板控制室内温度溶液调湿型新风机组控制室内湿度 考虑渗透 送风采用下送上回 保护辐射地面采用CFD软件对结果进行模拟计算 设计过程 档案馆要求常年恒温恒湿 杀菌净化 档案馆位于内区 显热负荷非常低 主要负荷为人员产热 产湿和灯光负荷 常规的机房用恒温恒湿空调 必然存在先低温除湿再电加热升温的能源浪费 常规光触媒等方式难以对细菌进行有效杀灭 基本形同虚设 溶液调湿型全空气处理机组 恒温恒湿 杀菌效果显著 设计结果 设备选型 温湿度独立控制空调系统各分区空调形式及负荷情况 设计结果 设备选型 温湿度独立控制空调系统设备选型列表 设计结果 设备选型 常规空调系统各分区空调形式及负荷情况 设计结果 设备选型 温湿度独立控制空调系统设备选型列表 设计结果 综合节能效果比较 和常规系统的经济性比较 以上述办公建筑为例 对比常规空调系统与基于溶液调湿的温湿度独立控制空调系统在北京 上海 深圳三个城市的节能效果 和常规系统的经济性比较 相关说明 未计算再热能耗损失 未计算冷冻水 冷却水管路节约的投资 常规空调系统加湿以蒸汽加湿计算 实际不少采用电极加湿 和常规系统的经济性比较 以前面的建筑为例 对比常规空调系统与基于溶液调湿的温湿度独立控制空调系统在北京 上海 深圳三个城市的节能效果采用温湿 度独立控制空调系统与常规空调系统相比 整个空调系统的设备初投资略有增加 但运行费用显著降低北京 上海地区投资回收年限约为2年 深圳地区投资回收年限仅为1 5年采用温 湿度独立控制空调系统具有非常显著的经济效益 设计案例 2美术馆 剧院 某美术馆与剧院综合建筑总建筑面积约32000m2 地上7层 共17350m2 地下3层 共计13500m2 设计案例 温湿度独立处理空调系统为大空间建筑 采用全空气空调系统选择热泵式溶液调湿空气处理机组HVA分区控制 灵活多变机组内置热泵制冷 制热系统 无需外接冷热源取消了冷冻机房 冷冻水系统 冷却水系统 冷却塔和相应的管路节省了相应的水管安装施工费用 设计案例 按照功能需求 使用时间分区 设计案例 初投资分析 节约初投资 171万元 设计案例 运行费用分析采用常规的全空气系统 冷水机组COP5 5 5 全空气系统中 冷水机组电耗约为50 平均COP为2 8 热泵式溶液调湿空气处理机组 整机综合COP约为4 2 无其它能源消耗 节能33 40 该项目年节约运行费用 60 7万元 工程应用 北京锋尚国际公寓 辐射方式处理显热转轮 冷凝除湿 再冷 南京锋尚国际公寓 含二期 辐射方式处理显热热泵式溶液调湿新风机组 工程应用情况 南京锋尚国际公寓 全年温度测试结果 工程应用情况 南京锋尚国际公寓 全年相对湿度测试结果 工程应用情况 南京锋尚国际公寓 全年绝对湿度测试结果 北京人民医院热泵式溶液除湿新风机组 清华大学超低能耗示范楼 辐射方式处理显热干式风机盘管处理显热热泵式溶液调湿新风机组 北京市科委可持续发展科技促进中心 辐射方式处理显热热泵式溶液调湿新风机组 上海建筑科学研究院莘庄生态节能建筑示范楼 干式风机盘管处理显热热泵式溶液调湿新风机组 天津建筑节能管理中心 辐射方式 干式风机盘管处理显热热泵式溶液调湿新风机组 其他工程应用 深圳市建筑科学研究院办公楼 1 7万m2 上海市粮库综合办公楼节能示范项目 2 6万m2 北京奥运村幼儿园微能耗建筑项目 3000m2