疾病预防控制中心空气处理方法及设计规范

与舒适性空调不同，恒温恒湿环境的冷热源容量在很大程度上取决于采用什么样的空气处理过程和换气次数，而不一定取决于空调负荷的大小。

1.定露点控制的一次回风系统

以夏季处理过程为例，回风(N)与新风(W)混合后(C)，经表冷器冷却除湿至机器露点(L)，经一级加热到达O点，再经等焓(或等温)加湿(O-O′)和二级加热(O′-O″)到达送风状态O″点，送入恒温恒湿房间。空气处理过程如图5-5所示。根据室内负荷与扰动的变化，送风状态点可以在阴影区所示的范围内，采用PID控制进行调节。一般来说，为达到设计要求，恒温恒湿空调机组设有如下处理功能段:混合粗效过滤段+表冷段+加热段+加湿段+再热段+中效过滤段+风机段。当一台空调机组负担多间室内环境要求相同且湿度要求较高的恒温恒湿房间时，通常在每间用房的送风管设置电再热装置进行湿度的微调。

图5-5　一次回风定露点控制空气处理过程示意

2.新风单独除湿

《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB 50019—2015)中提到:“一般中、大型恒温恒湿类空气调节系统和对相对湿度有上限控制的空气调节系统，其空气处理的设计，应采取新风预先单独处理，除去多余的含湿量，在随后的处理中取消再热过程，杜绝冷热抵消现象。”对于控制面积较大且换气次数要求较多的区域，为避免定露点控制的一次回风系统能耗较高的问题，可考虑新风承担主要湿负荷的系统，即热湿解耦，此时可减小再热容量，减少冷热抵消。以夏季处理过程为例，新风(W)经表冷器处理至机器露点(L)后，再由除湿机以近似等焓减湿过程(如溶液调湿机组中的氯化锂吸湿过程就是典型的等焓减湿过程)处理至X点，再与回风混合(C)，经表冷器等湿冷却至O点，再经等焓(或等温)加湿(O-O′)和加热(O-O″)到达送风状态点O″，送入恒温恒湿房间。新风单独除湿空气处理过程如图5-6所示。

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图5-6　新风单独除湿空气处理过程示意

3.二次回风系统

对于小型恒温恒湿空调系统，由于新风量较小，不适宜单独设置新风处理装置，可传统的露点温度控制电再热的方式不可避免地存在冷热抵消，采用二次回风的方式可有效降低冷热抵消。

二次回风系统的空气处理过程如图5-7所示。新风(W)与室内回风(N)混合至C1，处理至机器露点(L)，然后与室内回风(N)进行二次混合到D点，必要时，再热处理至送风状态S点。理论上讲，如果二次回风量调节使D点与S点重合，系统再热量为零，系统最节能，但在实际调试过程中，二次回风的混合D点不能与S点重合，D点温度要低于S点，这是因为考虑到控制系统在实际控制过程中可能出现失控现象，主加热器无法正常工作，从而影响系统稳定性，因此，维持一定的再热量有助于系统控制的稳定性。

图5-7　二次回风空气处理过程示意

二次回风系统与一次回风系统具有相似的露点控制点。有研究指出，当系统进行二次回风调节时，如果采用与一次回风相同的机器露点，只要三通阀选型合适、表冷器设计合理，就可有较好的露点控制精度。二次回风系统调节的主要问题是新风量、一次回风量、二次回风量在实际过程中较难控制，也不可能在运行调试中准确测量。吕静等人(2010)通过室内温湿度、送风温湿度及露点温度检测，由自控系统来自动设定一、二次回风比例，消除再热量，节能效果明显，但由于风阀动态调节有一定的滞后性，因此，精度并不是很高。严卫东等人(2018)则针对此问题提出采用静态调节混合比的方法，具体可参见其论文。