双冷源梯级空调系统空气处理过程的研究

田向宁 杨毅 丁德

浙江大学建筑设计研究院有限公司

0 引言

空调系统普遍采用温湿耦合的空气处理方法，即利用7 ℃的冷冻水将干球温度为 35.7 ℃的空气（湿球温度为28.5 ℃）处 理到干球温度为16.4 ℃或更低温度（空气的相对湿度均为90%）。7 ℃冷冻水吸热升高到12 ℃。因此，空 调冷源的蒸发温度一般设计为4 ℃，冷凝温度一般为 40 ℃（考虑到冷却水的供回水温度为32/37 ℃）。根据逆卡诺循环，冷源理想的制冷系数COP 为7.694，目前效率最高的冷源在该工况下的最大COP 值也只能达到5.6，即 为理想值的72.8%。经过多年的发展，空 调系统的冷机通过提高压缩机的压缩效率、寻 找适宜的制冷剂、改 善换热条件等措施来提高冷机COP 的途径似乎走到了尽头[1]。

寻找一种提高冷源COP 的新途径迫在眉睫，众 所周知，冷 源在冷凝温度不变的条件下，冷 源的蒸发温度与冷源的COP 值成正比。因此，在 空调系统冷源制冷量不变的前提下，为 了提高冷源的 COP 可提高冷源的蒸发温度。若冷源的蒸发温度全部提高，空调系统的除湿能力将大大降低，这 种通过牺牲舒适度以求节能的方式不是一种最佳的措施。那么，是否存在一种既不降低空调房间的舒适度，又能节能的最佳措施呢？答案是是肯定的，本 文将提出一种全新的空调系统——双冷源梯级空调系统[2]。

双冷源梯级空调系统有两种不同的供水温度的冷源，出 水温度相对较低的冷源称之为“ 低温冷源”，一般 5～9 ℃，其 COP 值一般只有 3.8～5.6，出 水温度相对较高的冷源称之为“ 高温冷源”，一 般为13～21 ℃，其COP 值可高达6.5～9 以上[2]。……