温湿度独立控制THIC(temperature and humidity independent control)是近年来在国内外发展起来的一种新的集中空调方式,已经有越来越多的学者和工程技术人员对这项技术进行理论研究和开始工程应用。THIC空调系统革命性的体现在不同于传统的集中空调形式,以往的空调系统温度和湿度的控制从来都是耦合在一起的,为了除去空调房间的湿负荷,空调系统不得不采用7/12℃的低温冷冻水来降温和除湿,存在系统的能效低等各种弊端。而THIC空调系统是采用两个互相独立的系统分别对室内的温度和湿度进行控制,这样就可以做到湿度和温度的独立灵活控制,营造最舒适、最健康的室内环境,并产生较大的节能效果,THIC系统的理念原理如下:

从热舒适与健康的角度出发,要求对室内温湿度进行全面控制,夏季人体的舒适区为25℃,相对湿度为60%,此时的露点温度为16.6℃。空调排热、排湿的任务可以看成是从25℃的环境中向外抽取热量,在16.6℃的露点温度下向外抽取湿量。如果空调送风仅需满足室内排热要求,则冷源的温度低于室内的干球温度25℃即可,考虑到传热温差与介质的输送温差,冷源的温度只需要15~18℃。如果空调送风需要满足室内排湿的要求,如果采用常规的冷凝除湿法,冷源的温度需要低于室内16.6℃的露点温度,考虑5℃的传热温差和5℃的介质输送温差,这就需要约6.6℃的冷源温度,这也就是目前现有空调系统采用7/12℃冷冻水的原因。

常规的空调系统显热负荷(排热)约占总负荷的50%~70%,而潜热负荷(排湿)约占总负荷的30%~50%,占一半以上的显热负荷本可以采用高温冷源排走的热量,却与除湿一起共用 7/12℃的低温冷源进行处理,造成能量利用品位上的浪费。而且在焓湿图上这种空气的处理过程很难按照原有的热湿线得到设计的室内温湿度要求值,而不得不牺牲对湿度的控制仅满足温度的要求,造成室内相对湿度过高或者过低,很不舒适。但我觉得新技术的发展和被人认可是一个过程,节能而先进的技术迟早会得到认可和推广的!

早在上世纪90年代初,美国人提出了温湿度独立控制的方法,甚至再往早,上世纪80年代末最早欧洲人提出置换通风(displacement ventilation)加冷却吊顶的空调方式,这些都是最初期的THIC空调系统雏形。THIC空调系统的湿度控制系统的除以采用传统的冷冻除湿及溶液除湿、固体除湿等方式,温度控制系统可以采用干盘管、冷顶板、冷梁等方式来实现,所需要的高温冷水可以结合土壤源、水源热泵技术、蒸发冷却技术、高温冷水机组等方式来解决。这方面的技术和组合方式的研究是暖通行业的热门前沿课题。在中国工程院院士、清华大学江亿教授的研究团队多年的努力下将这种空调系统的理论得到完善和系统化,解决了THIC空调系统最核心的新风调湿难题并开发了成熟的北京华创瑞风溶液调湿新风机组,而且在国内许多大中型项目的空调系统实施,取得了良好的节能效果,使得我国THIC空调系统的研究和开发在国际处于领先水平。

溶液调湿的原理是将空气与与盐溶液的混合物(如LiBr、CaCl2、LiCl等)直接接触,控制溶液表面温度保证其表面水蒸气分压力不同来除湿和加湿,溶液在调湿、再生的过程中不断循环,来完成对空气调湿要求,而且属于等温除湿过程,空气的的处理点在焓湿图上非常易于控制,而且需要除湿的空气不需要像常规系统冷却到很低的温度

江阴人民医院新区综合医疗楼总建筑面积约7万平方米,共分三段,A段为急诊及办公楼,B段为门诊,C段为住院楼。共设置华创瑞风溶液调湿新风系统(MCHF系列5台)。医院内动力中心设于与该建筑物相邻的后勤服务中心内,动力中心内设置了专业的3台600RT高温离心式冷水机组、4台2.8MW燃气热水锅炉、2台4t/h燃气蒸汽锅炉等配套设施.

这个工程空调系统按照THIC空调系统设计的,让华创瑞风溶液调湿新风机组完全负担室内的湿负荷,而让干式盘管承担室内显热负荷,高温冷冻水的供回水温度提高到14/19℃并由动力中心提供。这样的系统设计带来以下以往的空调系统不能具备的几个主要优点:

1. 室内温、湿度独立灵活控制,可以精确的控制室内温湿度,满足室内环境的舒适度要求。

2. 节能效果显著。本设计确定的高温冷水机组的COP达到了5.5,比以往的冷水机组高出约40%,这是THIC空调系统节能的最基础保证。此外,比如在过渡季室外温度不高而室内存在湿负荷时,仅开启所在区域新风机组进行除湿即可,不必为了除湿而不得不开启中央大型制冷机组。

3. 由于显热末端干式风机盘管采用了高温冷水,水温高于室内环境的露点温度,所以不会产生冷凝水,避免了以往风机盘管湿工况运行的产生和室内细菌等微生物的繁殖和扩散,同时也避免了空调房间惯有的异味的存在。这是THIC空调系统在许多医疗医院工程、大型公共建筑中得到广泛应用的主要原因之一.

4. 新风处理具备杀菌灭活特性。盐溶液在对通过机组的新风进行调湿的同时,其杀菌灭活的特性可以消灭新风中所携带部分病菌,配合合理布置的新风系统可以控制交叉感染,对医院医疗建筑的非常适合。

随着我国医疗卫生事业的迅速发展,医院建设标准的提高,使得对医院医疗的建筑的室内环境要求也相应提高,导致医院建筑已经成为单位面积耗能最大公共建筑之一。不仅如此,由于医院大部分区域空调系统都是24小时运行,而像手术室、ICU、血液病房等洁净区域要求全年恒温恒湿、空气净化、其空调系统能耗更是巨大。因此作为售后服务工程师应该不断的学习和掌握先进技术,针对工程的性质具体问题具体分析,合理妥当的在一些具体工程中应用新理念和新技术,通过这样不仅可以自己的技术服务水平得到提升,更为重要的是不断为建筑的节能减排事业做好一份应有的职责。

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