摘要：与舒适性空调相比，恒温恒湿室空调主要用于将室内的温度、湿度、洁净度及气流速度控制在一定的波动范围内，以满足工业生产、科学研究等特殊场合对室内环境的要求。随着生产技术的不断发展，恒温恒湿空调的作用也越来越大。
关键词：暖通空调；恒温恒湿设计
引言
恒温恒湿空调机组在许多行业特别是工业领域中广泛应用，用来满足生产工艺所需的温湿度要求。这种空调机组常常是连续运行，能耗居高不下。随着能源形势日益紧张，“节能减排”已成为当前我国生产企业面对的首要问题，生产企业节能工作势在必行。在许多精密仪器生产厂家中，维持室内温湿度的空调机组是高耗能作业组成之一。因此降低恒温恒湿空调系统的能耗，是降低生产能耗的主要组成部分。对恒温恒湿空调系统进行节能考虑和设计，是目前广大工程技术人员需要面对的问题。
1.现有恒温恒湿试验室设计方法及分析
1.1目前常见的恒温恒湿空调系统的设计方法
在冬季加热加湿工况条件下，各种设计方法控制温湿度的手段是一致的，要实现湿度控制精度达到±2% 也较容易，主要的区别在于夏季冷却去湿工况。选用恒温恒湿空调机，机组有风冷和水冷型两种，配备有多级电加热器和电极加湿罐及微电脑控制器。在冷却去湿工况条件下，蒸发盘管使空气温度低于露点温度而去湿，通过加热器的再热控制室内温度保持在设定值。该类机组由于冷量的调节一般仅二档或三档，机组出口空气的机器露点不易稳定，对室内相对湿度的控制能力较低，一般宜用于相对湿度控制精度在±5% 的试验室，目前大多采用了该种定型产品。选用风冷柜式空调机，加装电加热器、加湿器以及专用微机温湿度控制器，该类系统为非定型产品。在冷却去湿工况条件下，压缩机持续运行，向气流中投入相对稳定的冷量，通过闭环自动控制系统调节加热量和加湿量，从而达到设定的温度和湿度，系统抗干扰能力较强，可以达到相对湿度±2% 的精度要求。选用空调箱以冷冻水作冷却介质，配备过滤、表冷或喷淋、加热、加湿等功能段。在冷却去湿工况条件下，由室内相对湿度信号控制送风的机器露点，通过室温信号控制加热器的再热量来保持室内的恒温恒湿，可以达到相对湿度±2%的精度要求。但该类系统必须再配单独的冷、热源设备及自控系统，设备投资大，适用于所需送风量较大的大型试验室或有多个试验室的情况。
1.2造成能耗损失的原因分析
这里以某柜式恒温恒湿空调机组为例，简单介绍恒温恒湿空调系统中潜在的能耗损失。
从原理上分析，图1所示的控制方式属于固定露点温度控制。一般经过处理后的空气露点温度总必然会落在如图2所示的点1与点2的区间（t1dp= 6.7℃，t2dp = 12.8 ℃）。正是基于这一原理，这样的所谓的恒温恒湿机组能应用于室内要求温度控制精度±1 ℃、相对湿度40% ~ 60%的场合。如今国内外各家公司生产的恒温恒湿机组尽管在控制手段上可能比这里图示的改进了很多，甚至是采用了计算机控制，以致对温度和湿度的控制精度确有提高，但可以肯定有一点不会改变：露点温度控制机理和需要再热问题仍然存在。
2.调试运行中发现的问题
在夏季完成的空调系统组装，所以紧接着就展开了空调的调试工作。在进行调试的时候工作人员发现由于内部湿度相对过高，二次加热管的热量已经达到了符合，其他的房间也都达到了80%左右，所以依靠原有设计的二次再热管进行湿度的调节已经失去了意义。为了提高设备的运行效率，通过对设计、研发、组装等各个步骤的分析，最终发现空调在运行中部分生产工艺设备并没有投入使用，控制人员短缺。内部负荷较小，造成湿度偏大，所以为了达到无负荷恒温恒湿的要求，必须进行二次改造设计。
3.改造的设计方案及调试
面对恒温恒湿空调在调试过程中出现的问题，为了能够有效的达到起初设计的目的，在原有设计思路的基础上进行方案的改进，才能够解决调试过程中出现的问题，达到恒温恒湿空调利用效率的最大化。
3.1空调改造方案
首先将回风系统改变成二次回风系统，在空调箱的上部加装相应的回风管路，对原设计中的二次再热功能进行保留，操作测试工作在空调厂房内进行，保证关闭一条生产线的同时另一条生产线可以正常运行，确保厂内相对湿度。
3.2第一次自控改造方案
如果是在夏季，在进行温度控制的时候，需要对二次回风开度进行调节，当温度超过二十二摄氏度的时候需要减小回风开度，如果超过就需要增大。对于湿度，可以利用冷水阀开度调节的方式对回风湿度进行控制，一般湿度大于50%就需要增加开度，反之亦然。
如果是在冬季，在进行温度控制的时候需要将二次回风开关彻底关闭，如果温度大于二十二摄氏度就需要增加冷水阀的开度，反之亦然。同样，在进行湿度控制调节的时候，二次回风依旧需要完全关闭，需要对加湿阀进行控制，当湿度小于50%的时候就增大阀门开度，反之亦然。
4.变制冷剂流量空调技术在恒温恒湿空调系统中的应用
变制冷剂流量空调技术可分为VAV 空调和数码涡旋中央空调，它们均具备节省建筑空间、布置灵活、高效节能等优点。变频多联体空调更适合负荷变化范围大的场合，数码涡旋空调则制暖效果更好、防电磁干扰能力强。但是，变频多联集中式空调和数码涡旋集中式空调应用于恒温恒湿空调均将面对怎样精确控温的问题。因为这些技术均直接输送制冷剂至室内，室内制冷剂温度与室内设计温度温差大，将导致室内实际温度波动大；其次是这类空调的制冷量不是很大，不能适用于需求量大的领域。因此它们在恒温恒湿空调领域还未被广泛使用。系统分区是空调节能优化控制的关键技术之一，好的分区，不仅有利于节能，也有利于控制。笔者结合恒温恒湿和变制冷剂流量空调系统的特点，从空调分区方面进行优化设计。如果建筑物可分为内区、外区（见图3），那么，笔者认为，在内区还是采用全空气系统（AHU），在外区则采用变制冷剂流量和空气系统（VRF+ AHU）结合的形式。显然，这样既有利于室内温湿度的稳定，又能实现冷热源成本的降低。
5.结束语
空调节能离不开恒温恒湿类空调的节能，而恒温恒湿空调系统的节能，首先要采用合理的空气处理方式，杜绝冷热抵消后的节能效果是巨大的。按照设计的空调处理方式，可节省再热系统所产生的能耗。同时，为了降低冷源成本，可以考虑结合采用变制冷剂流量空调技术，从广义上将建筑物分为内外两个区，内区仍然采用全空气系统，外区采用空气和变制冷剂流量技术相结合，既可以实现节能，又可便于温湿度控制。
参考文献：
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论文作者:董建松
论文发表刊物:《基层建设》2018年第14期
论文发表时间:2018/7/9
标签：恒温论文; 空调论文; 湿度论文; 制冷剂论文; 相对湿度论文; 温度论文; 机组论文; 《基层建设》2018年第14期论文;