溫濕度獨(dú)立控制的工位空調(diào)(2)

　　從人體舒適感與送風(fēng)溫度速度之間的關(guān)系來(lái)看。送風(fēng)要承擔(dān)室內(nèi)冷負(fù)荷，風(fēng)速較大的地方室內(nèi)溫度也較低，容易產(chǎn)生冷吹風(fēng)感；風(fēng)速較小的地方室內(nèi)溫度也較高。這種送風(fēng)溫度與速度的耦合關(guān)系與人體的舒適感正好相反，于是在同一個(gè)房間，有的地方由于吹風(fēng)感而不適，有的地方由于空氣沉悶而不適。即便送風(fēng)速度和溫度均勻分布，由于個(gè)體的差異，對(duì)溫度和速度的感受力不同，這種熱環(huán)境的滿意度也不會(huì)太高。

　　由此可見(jiàn)，新型的空調(diào)方式必須打破送風(fēng)溫度與速度的耦合關(guān)系，將溫度和濕度控制分離開(kāi)來(lái)。新風(fēng)負(fù)責(zé)消除室內(nèi)潛熱負(fù)荷，顯熱負(fù)荷由輻射或?qū)α鞯姆绞匠袚?dān)。而溫濕獨(dú)立控制的工位空調(diào)與這種思想正相適應(yīng)。

　　3溫濕獨(dú)立控制與工位空調(diào)的結(jié)合

　　工位空調(diào)按照工作位的送風(fēng)位置可以分為地板式，桌面式和隔斷式系統(tǒng)。地板式系統(tǒng)不同于地板送風(fēng)，它的送風(fēng)口不是均勻布置的，而是根據(jù)室內(nèi)人員的位置確定，一般沒(méi)有工作區(qū)和背景區(qū)之分。桌面式系統(tǒng)送風(fēng)位于桌面或以上，可以通過(guò)水平桌面格柵VDG(VerticalDeskGrill)、垂直桌面格柵HDG(HorizontalDeskGrill)、可移動(dòng)式風(fēng)口MP(MovablePanel)、電腦顯示器風(fēng)口CMP(ComputerMonitorPanel)或個(gè)人環(huán)境單元PEM(PersonalEnvironmentsModule)送風(fēng)，送風(fēng)位置如圖2[3]所示。隔斷式系統(tǒng)即送風(fēng)口設(shè)在個(gè)人工作區(qū)之間的隔斷上。圖3所示是中原信生博士提出的一種隔斷內(nèi)圓主體送風(fēng)末端裝置[6]。桌面式和隔斷式系統(tǒng)容易形成工作區(qū)微環(huán)境，如果由這些送風(fēng)單元承擔(dān)室內(nèi)全部負(fù)荷，則每個(gè)單元承擔(dān)的負(fù)荷過(guò)大，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)空調(diào)運(yùn)行不均勻的現(xiàn)象[4]，所以A有背景區(qū)和工作區(qū)之分。再加上Fanger教授提出的個(gè)人熱控系統(tǒng)，工位空調(diào)比較完整的組成是：背景空調(diào)-工作位送風(fēng)-個(gè)人熱控系統(tǒng)。

　　對(duì)于有背景區(qū)和工作區(qū)之分的工位空調(diào)適于采用溫濕獨(dú)立控制。顯熱負(fù)荷以輻射或?qū)α鞯姆绞?，即背景空調(diào)，來(lái)消除。背景空調(diào)的末端裝置有輻射頂板或輻射墻，干式風(fēng)機(jī)盤(pán)管或自然對(duì)流冷卻器等，采用18℃-20℃的高溫冷水吸收顯熱。由于水溫一直高于室內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度，所以不存在結(jié)露的問(wèn)題。高溫冷水的來(lái)源可以是地下循環(huán)水，土壤源換熱得到的冷水，或者制冷機(jī)。從理論上講制取這種高溫冷水的制冷機(jī)COP會(huì)很高，但此時(shí)壓縮比很低。而一般的壓縮機(jī)在低壓縮比時(shí)效率不高，從而不能達(dá)到高效節(jié)能的效果，需要專門(mén)研究開(kāi)發(fā)可工作于這一工況的高效制冷機(jī).

　　潛熱負(fù)荷依靠送至工作位的新風(fēng)來(lái)消除，新風(fēng)事先經(jīng)過(guò)外部低濕源的除濕。按照外部低濕源的種類，除濕的方法可以分為膜法除濕和吸附除濕。

　　膜法除濕即將待處理空氣與低濕源用一層薄膜隔開(kāi)，在低濕源側(cè)采取一定的物理化學(xué)手段，使空氣析濕。按照在低濕源一側(cè)采取的處理方法又分為兩種，真空法和加熱法。真空法即在膜的低濕源側(cè)抽真空，依靠?jī)蓚?cè)水蒸氣的分壓力差使空氣中的水分析出。這種方法所需能耗大，對(duì)膜的強(qiáng)度要求也較高。加熱法即在低濕源側(cè)加熱，一般是通熱空氣，依靠?jī)蓚?cè)水蒸氣的化學(xué)勢(shì)差使新風(fēng)析濕。這種方法由于膜兩側(cè)溫差較小，形成的水蒸氣化學(xué)勢(shì)差小，析濕的效果很差。

　　吸附除濕按照吸附劑的種類，分為固體吸附除濕和液體吸附除濕。

　　固體吸附除濕常見(jiàn)的是固體轉(zhuǎn)輪除濕。空氣處理過(guò)程的焓濕圖如圖4所示。室外新風(fēng)經(jīng)前置表冷器降溫除濕后進(jìn)入除濕轉(zhuǎn)輪，忽略轉(zhuǎn)輪輪轂帶到吸濕段和再生段的熱量，除濕過(guò)程近似等焓升溫的過(guò)程。然后經(jīng)后置表冷器或熱交換器降溫至與室內(nèi)狀態(tài)等焓的狀態(tài)點(diǎn)。W點(diǎn)為室外計(jì)算點(diǎn)。W1點(diǎn)是前置表冷器所能達(dá)到的機(jī)器露點(diǎn)，由進(jìn)入前置表冷器冷水溫度決定。W2為除濕轉(zhuǎn)輪出口的狀態(tài)點(diǎn)，由除濕轉(zhuǎn)輪的性能決定。W3為后置表冷器或熱交換器出口狀態(tài)點(diǎn)。減濕后的空氣利用高溫冷源冷卻降溫，后置表冷器通18℃-20℃高溫冷水，也可利用室內(nèi)排風(fēng)，讓減濕后的空氣與排風(fēng)通過(guò)熱交換器換熱。這種方法吸濕材料為多孔材料如硅膠、活性炭、沸石、氧化鋁凝膠，或有機(jī)物及鹽類，吸濕能力較強(qiáng)。但是轉(zhuǎn)輪除濕運(yùn)行過(guò)程是動(dòng)態(tài)的，混合損失大，影響效率。而且很難實(shí)現(xiàn)等溫除濕，除濕過(guò)程釋放出的潛熱使除濕劑的溫度升高，吸濕能力下降，整個(gè)過(guò)程傳熱傳質(zhì)的不可逆損失大，效率不高。