山东建筑大学山东250101
摘要：结合实际，总结了空调湿度以及热度与节能的要点，首先对空调湿度和热舒适性的内容进行分析，其次在分析空调除湿能耗内容的同时，对空调节能的要点内容进行分析，希望分析后能够给相关工作人员提供参考。
关键词：湿度；热舒适性；空调；节能
0前言
湿度是空气调节系统设计的一个重要参数，空气湿度是指空气中水蒸气的含量，一般以绝对湿度和相对湿度来表示，一天中绝对湿度比较稳定，而相对湿度有较大的变化。过高的湿度环境和过低的湿度环境，一方面会影响室内空气品质，另一方面还会影响人体的热舒适感。寻求合理的除湿方式，是空气调节系统节能设计的关键技术措施之一。以下将对湿度与人体热舒适性的关系进行分析，比较几种典型的除湿方式。
1湿度与热舒适性
1.1湿度的影响
空气调节的主要任务是实现空气的降温减湿以满足人体对热舒适性的要求，湿度对人体热舒适感的作用是影响人体皮肤和粘膜的水分蒸发。在一定温度下，降低湿度会使人们感觉更加凉爽、干燥和舒服，身上的衣服也更加舒适。当室内污染物浓度一定时，降低湿度有助于人们呼吸到新鲜空气，减少人对气味的敏感程度，同时也可以减少物体发霉。
1.2低湿度和高湿度对人体热舒适性的影响
对人体的生理和热平衡研究表明，就热感觉而言，湿度的上下限限制并没有那么严格。这主要是由于在适宜的空气温度范围内，人体对湿度的敏感性要差一些。研究表明：当室内干球温度不高于23℃时，湿度对人体热舒适感的影响基本可以忽略不计。室内空气污染物是导致人体在低相对湿度下不舒适的重要因素。为了消除低湿环境造成的不舒适感，ASHRAE标准规定空调环境的露点温度不得低于3℃。在高湿环境中，空气中水蒸气分压力较大，人体皮肤表面单位面积的汗液蒸发量和皮肤湿扩散量则减少，从而增加皮肤的湿润度，导致不舒适感。ASHRAE标准62-2001推荐室内最佳相对湿度范围为30%～60%，而GB50019-2003采暖通风与空气调节设计规范规定夏季室内房间空调设计的相对湿度为40%～65%。夏季室外空气相对湿度一般会高于室内空气相对湿度设计值，此外，房间内人体、设备等湿源还会有一定的产湿量，由此引起了空调设计中的湿负荷，湿负荷的消除则必然需要一定量的空调能耗。
2除湿能耗
尽管空气中的水蒸气含量很少，每千克空气中只含有几十克水蒸气，但是由于水的汽化潜热很高，所以除湿的能耗要占到空调总能耗的20%～40%[1]。空调房间湿负荷主要来源于：人体及设备散湿量、外部空气带入的水分、从围护结构渗入的水分。它们各自所引起的湿负荷大小不尽相同，通风是最主要的湿负荷来源，其所引起的湿负荷占总湿负荷的68%。随着室内空气品质问题关注程度的提高，新风量的设计标准自能源危机以来有了较大幅度的提升，由此引起的新风湿负荷越来越高，新风湿负荷处理已成为空调系统合理设计的一个刻不容缓的问题，尤其在夏热冬冷地区，室外空气相对湿度较大。对夏热冬冷地区新风能耗进行了分析，认为在相同的室内设计相对湿度下，可通过降低室内设计温度来减少新风耗冷量，因为空调期新风耗冷量增加的幅度小于除湿期冷冻除湿新风耗冷量降低的幅度。室内相对湿度对夏热冬冷地区新风耗冷量的影响，指出室内热环境设定温度分别为28℃，26℃和24℃时，室内相对湿度每降低10%，新风总耗冷量分别增加7.81kW·h/（kg/h），6.74kW·h/（kg/h）和5.92kW·h/（kg/h）。
3除湿方法
现有的除湿方法主要有5种：冷却法除湿、液体吸收剂除湿、固体吸附剂除湿、转轮法除湿、膜法除湿。
3.1常规空调的除湿方法
常规的空调系统常采用冷却法除湿，即将空气冷却到露点温度以下，从而将其中的水蒸气去除。显热比SHR是表征冷却除湿效率的一个重要参数，SHR值越大，表征冷却盘管去湿能力越小，空气处理过程的除湿效率就越低；反之，SHR值越小，表征冷却盘管去湿能力越大，空气处理过程的除湿效率就越高。SHR值最大为1（盘管无除湿，仅去除显热），最小为0（仅除湿状态）。冷却法除湿之所以难以提高除湿效率，本质原因是：由于将除湿与降温进行耦合处理，耦合除湿以显热处理为优先原则，除湿是被动进行的，在满负荷的制冷季节（盛夏）湿度控制较好，而在部分负荷的过渡季节（冬春），则对室内湿度失去了控制。另外，耦合处理需要冷源提供低温冷冻水（5℃～7℃）才能使被处理空气同时实现降温和除湿，而降温所排除的显热约占总负荷的50%～70%，本可以利用高温冷水即可达到目的，所以耦合处理造成能量利用品位上的浪费。
3.2湿度独立控制空调系统的必要性
湿度独立控制空调系统将温度和湿度的处理分别独立进行（见图1），从而避免了常规空调系统中温湿度耦合处理所带来的损失。该系统对新风进行独立除湿，新风承担本身的湿负荷和建筑物的湿负荷，而回风只需要根据显热负荷将其冷却到合适的送风温度即可，这种办法节约了能源。制冷机的蒸发温度可以得到提高，有利于提高机组效率。
图1湿度独立控制空调系统
目前，湿度独立控制空调系统已成为行内研究的热点之一，研究的方向集中于如何将一些新型制冷技术与独立新风除湿系统有机地结合起来，主要包括：
1）高效的新风除湿系统的研究，如转轮除湿系统、溶液除湿系统；
2）末端装置的研究，如置换通风、工位送风、冷辐射吊顶技术与湿度独立控制技术的结合。据估计，基于湿度独立控制的冷辐射吊顶系统与常规空调系统相比，能耗可降低30%；
3）高温冷源的研究，如深井水回灌、土壤源、高温冷水机组、蒸发冷却技术等与湿度独立控制系统的结合。
4结语
常规空调系统夏季采用冷却法除湿，难以满足房间温湿度比不断变化的要求，同时还存在能耗高、房间室内空气品质等问题。而夏季房间湿负荷中，实际上新风湿负荷所占的比例最大，因此，可在消除新风湿负荷的同时，由新风承担室内的湿负荷，而回风只承担房间显热负荷，这样可实现温湿度的独立控制以同时满足房间温湿度参数的要求。
参考文献：
[1]曹玉亭.对电气节能技术的思考[J].山西建筑.2007（07）
[2]刘纯青，徐玉党.夏热冬冷地区新风能耗分析[J].制冷与空调.2005（05）
[3]殷平.冰蓄冷低温送风系统设计方法（1）：室内计算参数、舒适感、室内空气品质[J].暖通空调.2004（05）
[4]苗平.湿空气对人体舒适性的影响[J].洁净与空调技术.2003（04）
[5]余晓平，付祥钊.室内相对湿度对夏热冬冷地区新风耗冷量的影响[J].建筑热能通风空调.2001（02）