二、温湿度独立控制空调技术的特点

空调系统承担着排除室内余热、余湿、CO2与异味的任务。研究表明：排除室内余湿与排除CO2、异味所需要的新风量与变化趋势一致，即可以通过新风同时满足排除余湿、CO2与异味的要求，而排除室内余热的任务则通过其他的系统（独立的温度控制系统）来实现。由于无需承担除湿的任务，因而用较高温度的冷源即可实现排除余热的任务。

温湿度独立控制空调系统中，采用温度与湿度两套独立的空调控制系统，分别控制、调节室内的温度与湿度，从而避免了常规空调系统中热湿联合处理所带来的损失。由于温度、湿度采用独立的控制系统，可以满足不同区域和同一区域不同房间热湿比不断变化的要求，克服了常规空调系统中难以同时满足温、湿度参数的要求，避免了室内湿度过高（或过低）的现象。

温湿度独立控制空调系统的基本组成为：处理显热的系统与处理潜热的系统，两个系统独立调节分别控制室内的温度与湿度（见图1）。处理显热的系统包括：高温冷源、余热消除末端装置，采用水作为输送媒介。由于除湿的任务由处理潜热的系统承担，因而显热系统的冷水供水温度不再是常规冷凝除湿空调系统中的7℃，而是提高到18℃左右，从而为天然冷源的使用提供了条件。即使采用机械制冷方式，制冷机的性能系数也有大幅度的提高。余热消除末端装置可以采用毛细管网换热器、辐射板、干式风机盘管等多种形式，由于供水的温度高于室内空气的露点温度，因而不存在结露的危险。处理潜热的系统，同时去除室内CO2、室内异味等，以保证室内空气质量。此系统由新风处理机组、送风末端装置组成，采用新风作为能量输送的媒介。在处理潜热的系统中，由于不一定需要处理温度，因而湿度的处理可能有多种方法，如冷凝除湿、吸附除湿等。

图1 温湿度独立控制空调系统

在温湿度独立控制空调系统中，采用新风来承担排除室内余湿、CO2和室内异味的任务，以保证室内空气质量。一般来说，这些排湿，排有害气体的负荷仅随室内人员数量而变化，因此可采用变风量方式，根据室内空气的湿度或CO2的浓度调节风量。由于仅是为了满足新风和湿度的要求，如果人均风量40 m3/hr，每人5平方米面积，则换气次数只在2～3次/hr，远小于变风量系统的风量。这部分空气可通过置换送风的方式从下侧或地面送出，也可采用个性化送风方式直接将新风送入人体活动区。

室内的显热则通过另外的系统来排除（或补充）。由于这时只需要排除显热，就可以用较高温度的冷源通过辐射、对流等多种方式实现。当室内设定温度为25℃时，采用屋顶或垂直表面辐射方式，即使平均冷水温度为20℃，每平米辐射表面仍可排除显热40 W/m2，已基本可满足多数类型建筑排除围护结构和室内设备发热量的要求。由于水温一直高于室内露点温度，因此不存在结露的危险和排凝水的要求。

温湿度独立控制空调系统实现了室内温度和湿度的分别控制。尤其实现了新风量随人员数量的同步增减，从而避免了变风量系统冬季人员增加，热负荷降低，新风量也随之降低的问题；与目前的风机盘管加新风方式比较，免去了凝水盘和凝水排除系统，彻底消除了实际工程中经常出现问题的这一隐患，同时由于不再存在潮湿表面，根除了滋生霉菌的温床，可有效改善室内空气品质。由于室内相对湿度可一直维持在60%以下，较高的室温（26℃）就可以达到热舒适要求。这就避免了由于相对湿度太高，只得把室温降低（甚至到20℃），以维持舒适度要求的问题。既降低了运行能耗，又减少了由于室内外温差过大造成的热冲击对健康的危害。

三、 高温冷源的制备

由于潜热由单独的新风处理系统承担，因而在温度控制（余热去除）系统中，不再采用7℃的冷水同时满足降温与除湿的要求，而是采用约18℃的冷水即可满足降温要求。此温度要求的冷水为很多天然冷源的使用提供了条件，如深井水、通过土壤源换热器获取冷水等，深井回灌与土壤源换热器的冷水出水温度与使用地的年平均温度密切相关，我国很多地区可以直接利用该方式提供18℃冷水。在某些干燥地区（如新疆等）通过直接蒸发或间接蒸发的方法获取18℃冷水。

即使采用机械制冷方式，由于要求的压缩比很小，根据制冷卡诺循环可以得到，制冷机的理想COP将有大幅度提高。如果将蒸发温度从常规冷水机组的2～3℃提高到14～16℃，当冷凝温度恒为40℃时，卡诺制冷机的COP将从7.2～7.5提高到11.0～12.0。对于现有的压缩式制冷机、吸收式制冷机，怎样改进其结构形式，使其在小压缩比时能获得较高的效率，则是对制冷机制造者提出的新课题。图3是三菱重工（MHI）微型离心式高温冷水机组的工作原理，采用“双级压缩 经济器”的制冷循环形式和传热性能优异的高效传热管，优化设计离心式压缩机叶轮和轴承，不仅突破了离心式冷水机组难以小型化的误区，而且还具有非常高的性能系数COP。图4示出了利用该微型离心式冷水机组制备高温冷水时的性能计算值。从图中可以看出：当冷冻水进、出水温度为21/18℃、冷却水进、出水温度为37/32℃时，其COP=7.1，在部分负荷条件下或冷却水温度降低时，其性能则更为优越。

四、结论

与目前普遍使用的风机盘管加新风方式或全空气方式相比，温湿度独立控制系统的特点可总结如下：

适应室内热湿比的变化。温湿度独立控制系统分别控制房间的温度和湿度，能够满足建筑热湿比随时间与使用情况的变化，全面控制室内环境。并根据室内人员数量调节新风量，因此可获得更好的室内环境控制效果和空气质量。

末端方式不同。可采用辐射式末端或者干式风机盘管吸收或提供显热，采用置换通风等方式送出干燥的新风去除显热，冬夏共用同样的末端装置。处理显热的系统只需要18℃的冷水，这可通过多种低成本的和节能的方式提供，降低了运行能耗。

可以利用低品位能源，即使采用普通空调机组系统能效也会大大提高。这个特点有利于能源的广泛选择利用，特别有利于开发利用低品位的再生能源：如太阳能、地能、热电厂余热回收等，对节能减排降耗意义重大。

舒适度大大提高。没有强风感、没有噪声、不传播细菌，是一种健康绿色的空调方式。

第二部分 毛细管网换热器是温湿度独立控制空调技术的基石

一、毛细管网换热器的结构

毛细管网是一种集配式结构（见图5），具有以下特点：1、换热均匀； 2、水力损失小；

3、换热面积大； 4、换热效果好。

图5 集配式结构的毛细管网

因此，毛细管网是一种高效换热器。毛细管网是PP-R原料制造，因此又具备了耐高温、耐高压、耐腐蚀的特点，用途广泛。毛细管网与散热层和保温层的结合使用进一步提高换热效率，合称为毛细管网换热器，是理想的高效换热器