摘要：温湿度独立控制的空调方式是我国学者率先倡导、近年来在国内外逐渐发展起来的一种全新的集中空调方式。

　　 不同于传统的集中空调形式，温湿度独立控制空调采用两个相互独立的系统分别对室内的温度和湿度进行调控，这样既可以使被控环境的温湿度同时满足要求，又可以完全避免再热，产生较大的节能效果。

　　 传统空调系统一般通过人工冷源-制冷机组产生7~12℃冷水，通入空气处理机组中，进而产生低温干燥的送风送入房间，统一控制房间的温、湿度。在这种方式下，本来可用高温冷水（16~18℃）处理的50%以上的显热负荷也须用低温冷水带走，冷机COP低，耗电量大。同时由于在冷凝除湿方式下，送风接近饱和线，使得空气处理的热湿比变化范围很小，无法适应室内任意变化的热湿比。温度过低的送风还会造成不舒适，有时还必须再热，造成冷热抵消-能量的浪费。温、湿度独立控制的空调系统革新了传统空调的环境控制理念，并使得我们有可能利用自然界的低品位能源（比如地下水，冷却水，室外干空气等）来实现房间的空调。

 有研究显示：以北京某一商业建筑为模拟对象,对其空调冷负荷进行模拟,并在此基础上计算普通空调系统和温湿度独立控制空调系统的能耗。经过对能耗的比较和分析表明,温湿度独立控制空调系统的能耗比普通空调系统的能耗降低了16.4%,冷水机组制冷季平均性能系数提高了13%。结果表明温湿度独立控制空调系统具有很好的应用前景。

 而对于近些年规模越来越大的数据中心而言，功耗动辄在几千千瓦到上万千瓦，其中用于空调的能耗约占1半，而空调系统仍然使用精密空调一起控制机房的温湿度，鲜有温湿度独立控制空调系统在数据中心领域的应用。

 大多数据中心采用的精密空调除对空气温度进行精密控制，换需要对空气湿度进行控制，这样带来了以下一些弊端，1）精密空调为小焓差大风量设计，本身湿度控制能力较差，如需除湿必须将温度降到露点以下除湿后再进行二级加热，造成能量浪费。2）精密空调加湿采用机组自带电极加湿器，单台加湿量在10KG/H时能耗达十几千瓦，能耗巨大。3）电极加湿器对水质要求高，在北方精密空调电极加湿器经常结垢、堵塞、漏水等造成维护工作量巨大。4）大型数据中心机房需对漏水隐患进行严密防范，一旦漏水损失较大，而精密空调加湿用水由给水管道提供，给水管道进入机房一旦产生水管漏水损失较大。5）大型数据中心采用的冷冻水型精密空调的水源温度必须在空气控制湿度值的露点温度以下才能起到除湿作用，造成水源温度较大，能耗较大，无法利用高温冷源。

 现在，节能已经是数据中心设计建设中的一个重要内容，设计一个数据中心时，需确定各种经济技术指标要求和节能目标。就目前技术能力、工程可能性，就目前国内而言，数据中心PUE值在1.8以下已经是节能型数据中心，PUE实测值在1.8以下的已经很少。如在数据中心采用先进的空调温湿度独立控制技术则能进一步降低空调能耗，在春、秋、冬季在室外温度降低时，可以部分或全部停止压缩机制冷循环系统的运行，靠室外大气冷源提供冷却，从而减小PUE值。

 在数据中心机房采用温湿度独立控制的空调系统带来了空气湿度控制问题：

 在分界线的上方，即中国的西北部地区，室外的新风本来就是干燥的，可直接用来带走房间湿负荷。此时新风的处理过程就是等湿降温，实现此功能的间接蒸发冷却新风机组已开发成功，并已应用于十多个大型公共建筑中。

 而在分界线的下方，主要是中国的东南部地区，室外的空气非常潮湿，要获得干燥的新风送风就必须对新风进行除湿。可用的除湿方式：传统的冷凝除湿、转轮除湿和溶液除湿。其中冷凝除湿要求冷源温度低，冷机COP低，且存在潮湿表面；转轮除湿为等焓除湿过程，被除湿后的送风温度高，还需冷却水来冷却；且转轮再生热源温度要求较高，一般>100℃；转轮的新、排风间的漏风问题目前还是较难解决的工艺问题。溶液除湿方式，可实现等温的除湿过程，可用（15~25℃）的冷源带走除湿过程释放潜热，且再生的热源温度要求低，可用低品位热能（60~70℃）来驱动。溶液式全热回收方式，避免了新、回风间的交叉污染，能得到较高的热回收效率。

 目前已有多种类型的溶液除湿机组问世，其中热泵驱动的溶液调湿机组COP高于5.5[3]，热驱动的溶液除湿机组COP高于1.3[4]，已应用于多个实际工程中。综合比较，溶液除湿方式逐渐成为中国东南地区处理新风的优选方式。

 其次，高温冷源的获取。应用温湿度独立控制的理念，只需用16~18℃的高温冷水带走房间显热，这就使得多种天然的免费冷源可供利用。这对大型数据中心的PUE值具有重要意义。

 在数据中心机房采用温湿度独立控制系统的好处：

 1）排除显热负荷的系统可以使用高温冷源，可以避免常规冷冻水型精密空调系统中低温冷源处理高温空气所带来的高品位冷源的损失。
 2）由于温度、湿度分别采用独立控制系统，可以满足房间热湿比不断变化的要求，可以避免常规精密空调中湿度过高（或过低）的现象，也避免为降低湿度二次加热造成的能量损失。
 3）由于室内设备的供水温度高于室内空气的露点温度，处理设备均为干工况运行，没有霉菌滋生，管路也不存在结露的危险。　
 4）湿度控制设备单独设立，减少了精密空调的检修，大大降低了机房水泄漏造成的隐患。

 综上所述，温湿度独立控制的空调系统在数据中心机房的应用前景较好，对降低PUE值有重要意义，值得广大数据中心从业人员推广使用。


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