双冷源技术手册

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1、双冷源温湿分控空调系统 技术手册 制冷空调节能应用解决之道 双冷源温湿分控空调系统技术手册双冷源温湿分控空调系统技术手册 双冷源(热泵)温湿分控空调系统 当前， 建筑能耗占到我国社会总能耗近四成， 其中建筑采暖与空调系统能耗又占到建筑能耗约 60%， 因此， 采暖空调系统的节能必将是建筑节能之关键。在现有的节能技术手段中， 以 “热泵” 为代表的 冬季节能技术， 已很好地解决了冬季采暖保障及燃煤环境污染问题， 并从一次能源利用率的角度实现 了节能 30% ； 但在夏季空调系统节能方面， 至今还没有太好的解决方案。 双冷源温湿分控空调系统正是针对夏季工况，从温湿分控技术入手，提出不同能源品位区别

2、应用的概 念，通过对高效能高温冷水机组及各种自然冷源的应用，大幅度降低空调冷源能耗，进而切实降低空 调系统综合能耗。与常规系统相比， 双冷源空调的冷源能效可提高约 50%， 空调系统综合能耗可降低 25%， 甚至更多。双冷源空调这样一种针对夏季空调节能的全新解决方案， 对于大型公共建筑和政府 机构建筑节能， 对于夏季供冷期较长和湿热地区的建筑节能， 都具有十分积极的意义！是简单、易行、 可靠的 “中国人自己的节能空调”。 清华同方所倡导的双冷源空调技术， 集夏季制冷与冬季采暖之大成， 集节能减排与健康舒适于一身， 凝聚着我们暖通空调行业的理想与梦想。我们期待与您携手， 一起创建安全、舒适、卫生

3、的生活环境， 共同打造绿色、环保、可持续的美好未来。 技术综述 双冷源空调系统，全称双冷源(热泵)温湿分控空调系统，是新一代节能空调系统技术。双冷源空调系统，通过在 空调末端中采用温湿分控技术，同时在冷源中最大限度地使用高温冷水机组或各种自然冷源，可以使空调系统 的夏季综合能效得到显著提高，室内空气品质和环境舒适度得到显著改善。 双冷源(热泵)温湿分控空调系统设备构成：空调冷源由两种不同蒸发温度的冷源组成，即高温型冷水机组和普通 型冷水机组(或低温直接蒸发冷源)；空气处理系统由双冷源新风机组、双冷源空调机组、干式风机盘管机组、 干式空调机组等专用空调末端设备组成。其中，高温冷水机组是双冷源空调

4、系统的重要组成部分，也是决定 双冷源空调系统节能效果的关键。 双冷源(热泵)温湿分控空调系统全面支持绿色建筑理念！在建筑全寿命周期内，最大限度地节能、节资、 节水、节地、环保、无污染，为人们提供健康适用和高效的使用空间，与自然和谐共生。适用于各类民用建筑、 公共建筑和工业建筑，尤其适合对空调品质和舒适度要求较高的公共建筑，如医院、酒店、写字楼等。 技术保障 双冷源(热泵)空调系统已引起强烈关注，获得国家多个部委产业化和示范项目的政策支持 清华同方已完整配套全线系列产品，由国家可再生能源建筑应用产业化基地荣誉出品 清华同方成套设备研究测试平台均经过国家权威部门鉴定 清华同方拥有自主知识产权，拥有

5、成套设备产业化能力，拥有全程服务支持能力 清华同方秉承科技诚信之理念，拥有数个经过国家权威部门鉴定的研究测试平台，获得质量、环境、 职业健康安全三大体系认证、CRAA等权威机构认证 清华同方作为全国冷冻空调设备标准化技术委员会成员，积极参与国标编制工作 清华同方愿与志同道合者，积极探索，共同推动中国人自己的节能空调 中国建筑设计研究院潘云刚教授主持总工交流，与会专家给予了专业意见： 天津院 伍小亭总工 推广得当，会有较好的应用前景，重点在医院、酒店、办公建筑等，与规模无直接关系。 深圳院 吴大农总工“双冷源”系统是空调发展的方向。 山东省院 于晓明总工 应用前景广阔，可用于办公、居住等民用建筑

6、 五洲院 张小慧总工“双冷源”系统有广泛应用前景，在舒适性空调系统中应用合理、可行、经济，在工业性空调领域， 如工房中控制温度相对湿度较高的场合，及露点温度较高的工况，可采用高温机组，避免现存的采用板换或混水升温 的方式，节能显著。 中元国际 李著萱总工 从应用和技术发展趋势而言，“双冷源”的确从节能效益和系统的三性上有实际意义，可推广 至适宜的项目建筑，公建、医院等 西南院 戎向阳总工 应用前景良好，适宜范围有待进一步扩展。“双冷源”系统作为温湿度独立控制系统的一种， 要与其他形式协调发展，促进我国空调行业良性发展。 清华大学 李先庭教授 双冷源作为一种新型温湿分控系统，相比其他同类系统，在

7、初投资和可靠性方面有优势。 温湿度独立调节空调技术（简称温湿分控）具有环保 节能、空气品质高等综合优势，“这可能是近百年来 延续至今的空调方式在整体思路上的突破”引自温 湿度独立控制空调前言，这一革命性的中央空调 技术，是未来中央空调发展的大势所趋。在江亿 院士多年倡导下，倍受行业学会、协会的推崇，并积 极推进系统的完善和工程化应用，一批有影响力的建 环研究院和暖通设计院正在积极探索新技术的应用， 许多开发商“敢为天下先”，在一批新建和改造的建 筑中开展了有益的尝试。 在2010年11月中国暖通年会上，清华同方正式向 行业完整提出了一个新技术系统“双冷源（热 泵）温湿分控节能空调系统”，得到与

8、会专家的高 度关注和积极鼓励。行业泰斗吴元炜教授鼓励积 极探索“中国人自己的节能空调”；张家平教 授推崇“用简单的方法，解决复杂的问题”。 专家意见 我们有理由相信，双冷源（热泵）温湿分控空调系统 作为建筑节能的一项行之有效的工程技术，必将大有所为！ 双冷源温湿分控空调系统技术手册双冷源温湿分控空调系统技术手册 系统原理 高温冷水机组 高能效高温冷水机组是温湿分控空调系统的重要组成部分，也是决定双冷源空调系统节能效果的关键。在温湿分控空调 系统中，作为高温冷源的高温冷水机组主要承担新风负荷和室内显热负荷，约占空调总负荷的80%。 真正的高温冷水机组，是特指针对高温供水（额定供水温度1220）

9、工况设计的专用型冷水机组，其制冷效率(COP) 均 显著高于同类型常规冷水机组。在目前高温型机组可选范围有限的情况下，采用常规冷水机组按高温供水工况设计和运 行，也是一种选择，虽然机组蒸发温度提高，机组的供冷能力也会提高，但其制冷效率相对高温型机组仍有相当差距。 清华同方专门针对双冷源空调系统研制的螺杆式高温水冷冷水机组，是真正意义上的世界首台螺杆式高温冷水机组。因 为机组出水温度高于国标工况，蒸发温度升高，机组制冷量比常规工况有较大提高；同时由于机组内部压缩比的降低， 机组制冷性能系数得以大幅提升。在18出水温度下，其额定工况制冷效率高达9.12。 双冷源 双冷源，即高温冷源和低温冷源共同组

10、成的冷源系统。是指在一个空调系统中同时采用两个蒸发温度不同的冷源，共同 承担空调系统的夏季负荷。通常我们把蒸发温度为25范围的冷源（冷冻水供水温度为7左右）称之为低温冷源， 将蒸发温度显著高于此温度范围的冷源和各种自然冷源统称为高温冷源。 高温冷源一般利用自然冷源或采用高温型冷水机组集中设置；低温冷源通常采用常规冷水机组（热泵）集中设置，也可 采用新风机组自带独立冷源分散设置。 在基于双冷源的温湿分控空调系统中，高/低温冷源各自承担不同的空调负荷。其中，高温冷源主要承担新风负荷和室 内显热负荷，约占空调总负荷的80%；低温冷源主要承担室内潜热负荷，约占空调总负荷的20%。 温湿分控空调系统，又

11、称温湿度独立调节空调系统 空调系统承担着排除室内余热、余湿，保障室内洁净度并改善室内空气品质的任务。 常规空调系统有一套设备系统（室内循环末端）同时承担室内热湿负荷，是为温湿度联合调节的空调系统。 温湿分控空调系统，就是采用两套各自独立的设备系统、分别控制室内的温度与湿度。即，一套温度独立控制系统，采 用室内循环末端系统排除室内余热；另一套湿度独立调节系统，采用新风系统排除室内余湿并改善室内空气品质。 新风深度除湿技术 在温湿分控空调系统中，新风系统承担着夏季空调系统的全部湿负荷，其中包括室外新风带入的湿负荷（新风湿负荷） 及室内人体散湿等产生的湿负荷（室内湿负荷）。 新风深度除湿是相比常规新

12、风系统而言的。常规新风系统一般不承担室内湿负荷，因此其送风含湿量一般均高于室内设 计工况对应的含湿量。在温湿度分控空调系统中，需要将新风的含湿量处理到足够低，使新风含湿量(dl)显著低于室内 设计工况对应的含湿量(dn)，用以承担室内湿负荷。新风的送风含湿量差（dn-dl）越大，则新风的载湿能力越强。 冷冻除湿是应用最为广泛的除湿方法，其基本原理就是让空气接触一个低于其露点温度的表面或物体，使空气中部分水 蒸汽凝结为液态水而被除去。空调设备中的表冷器（冷水盘管或蒸发器）是最典型的空气除湿装置。 干式空调末端（干式风机盘管机组、干式空调机组） 干式风机盘管机组，是指专门针对采用高温冷水的干式冷却

13、过程而设计的专用型机组，与常规风机盘管机组是相互不可 替代的。 在双冷源空调系统中，包括干式风机盘管、干式空调机组在内的干式末端设备，主要承担室内的显热负荷。与传统的空 调末端相比，干式末端受介质间传热温差减小、干式表面换热特性改变等因素的影响，设备中的换热器设计有很大不 同，必须采用按照特定干工况设计的专用型产品。 双冷源新风机组 双冷源新风深度除湿，即是利用冷冻除湿原理，先由高温冷 源通过高温表冷器对新风进行预冷除湿，以承担新风热湿负 荷，然后再由低温冷源通过低温表冷器进一步进行冷却除 湿，以承担室内湿负荷。 在双冷源空调系统中，新风的夏季处理过程是由高低温两 组冷源组合完成的。如图所示，

14、该过程可以分为两段，第一 段为通过高温冷水盘管实现的对新风的冷却除湿过程，即图 中的W-L1段，其中L1称为第一设计机器露点，简称“第一露点”；第二段为通过直接蒸发盘管实现的对新风的深度冷 却除湿过程，即图中的L1-L2段，其中L2称为第二设计机器露点，简称“第二露点”。对于供回水温度为15/20的双 冷源系统，第一露点工况为DB18/RH95%，第二露点则取为DB12/RH95%。当室内相对湿度有精确控制要求时， 也可以按室内湿负荷情况对第二露点进行精确设计。 为防止新风送入房间时温度过低导致风口结露，深度除湿后的新风须加热至1618再送入室内。 双冷源新风机组的高温冷源通常采用供水温度为1

15、319的集中冷水，低温冷源则一般采用分散设置的直接蒸发制冷系 统，即每一台双冷源新风机组均自带一组用于辅助除湿的低温冷源，也可采用供回水温度为712的集中冷源。根据 新风机组自带低温冷源的冷凝模式不同，双冷源新风机组又可分为集中式、内冷式、水冷式等三种基本形式。 高温冷源 承担室内显热 干式空调末端 双冷源空调机组中的调温盘管 双冷源新风机组 双冷源空调机组中的调湿盘管 控制室内湿度 和CO2浓度 控制室内温度 低温冷源 双冷源系统温湿分控空调系统 冷源系统负荷分配末端设备控制目标 承担新风负荷 承担室内潜热 双冷源温湿分控空调系统原理图 关键词意 双冷源温湿分控空调系统技术手册双冷源温湿分

16、控空调系统技术手册 基本系统形式 集中式双冷源温湿分控空调系统 技术特征： 集中设置高温冷水机组和低温冷水机组，低温冷源 专供新风机组深度除湿，管道系统需独立设置 新风机组为集中式双冷源机组，由高温冷水预冷新 风，低温冷水深度除湿 空调末端为干式末端，由高温冷水承担室内显热 应用特点： 设备及管道系统接近常规系统，简单可靠 新风机组可吊顶安装，无须机房，节省空间 投资回收期小于2年 适用于各种舒适性空调系统 内冷式双冷源温湿分控空调系统 技术特征： 高温冷水机组集中设置，低温冷源分散设置 新风机组为热回收型内冷式双冷源机组，由高温冷水 预冷新风，自带低温冷源深度除湿（室内排风冷凝） 空调末端为干式末端，由高温冷水承担室内显热 应用特点： 管道系统简单，适应性强 综合多项节能技术，设备及系统能效高 新风机组需要机房安装 投资回收期24年 适用于各种有集中排风的舒适性空调系统 水冷式双冷源温湿分控空调系统 技术