双蒸发器户式热湿分控机组变工况运行实验研究

　　0 引 言

　　传统空调根据室内温度调整机组的运行状态，对湿度不进行精确控制，一方面导致室内热舒适度达不到标准，另一方面热湿耦合处理使得空调机组能效比低、耗能大，而热湿分控将是较好的解决方案。分别使用两套末端设备处理显热负荷与湿负荷，冷热源必须同时向两套末端提供不同温度的换热介质，是实现热湿分控的关键技术之一。目前也有相关学者对这一问题进行研究，江 亿等[1]提出基于溶液除湿空调的热湿独立处理空调系统，并已在部分公用建筑中试运行; Hao Xiao-li 等[2]提出一种辐射顶板供冷、置换通风与转轮除湿的组合空调系统，并模拟其在某办公建筑的运行效果，结果表明可提供更好的室内环境并节能。文献[3]在某非居住建筑中使用了DOAS+CRCP 系统，用传统冷冻机组分别制备低温干燥送风与冷水，通过控制三通阀开度控制各介质温度。这些空调形式均可实现热湿分控，但其设备庞大，其中转轮除湿与溶液式除湿造价高、管理维护不便，都只适用于大型的中央空调系统，而目前对民用建筑的分户热湿独立调节模式的研究还较少。因此，本文提出一种双蒸发器户式热湿分控机组[4]，可实现分户分室的温度湿度独立控制。在长沙对双蒸发器机组进行安装，并对其在不同工况下的运行特性进行实验研究，总结了影响机组稳定运行的重要因素，研究结果对于机组的完善及推广有重要意义。

　　1 户式热湿分控空调系统及测试方案

　　1. 1 双蒸发器空调机组简介

　　双蒸发器空调机组原理如图1[4]。

　　机组采用变频压缩机及电子膨胀阀技术，水侧蒸发器制取供给显热末端的冷水，风侧蒸发器制取直接供给室内的干燥新风，运行期间，两个蒸发器的蒸发温度保持一致。

　　温湿度独立控制主要靠压缩机的变频及对两个膨胀阀的开度控制实现。一方面，根据室内负荷情况调节压缩机频率，使得空调机组能力与负荷供需平衡; 另一方面，电子膨胀阀的开度控制除了要保证制冷机组的过热度外，由于热湿分控系统的特殊性，膨胀阀还有以下两条调节原则:

　　1) 机组采用湿度优先控制策略，当室内需要除湿时，需要加大风侧蒸发器的膨胀阀开度保证除湿量;

　　2) 为避免结露，限制辐射板的供水，当供水温度低于18℃时，水侧蒸发器膨胀阀减小开度，当供水温度低于15℃时，水侧蒸发器膨胀阀关闭。

　　1. 2 户式热湿分控系统

　　实验对象为位于长沙的一套多层单元式住宅，建筑面积170m²。将双蒸发器热湿分控机组安装在此实验间(如图2) ，系统末端采用辐射地板作为显热独立末端，水在水机内与一定流量的制冷剂换热降温后通入辐射板，带走室内的显热负荷。冷水流量固定，由水机电子膨胀阀的开度控制水温。由于考虑到夏季辐射板表面的结露问题，冷水温度限制在15～19℃。另外，为了满足夏季除湿及人员新风的要求，室内主要房间，卧室、客厅、餐厅等均设有送风口，风在风管机内与一定流量的制冷剂换热降温去湿后直接送入房间，带走室内的湿负荷。主要从除湿角度考虑送风温度的控制，根据室内空气的露点温度降低机组的蒸发温度，在此过程中水侧蒸发器的蒸发温度与风侧保持一致。