溫溼度獨立控制空調系統是採用兩種不同溫度的冷水分別控制和調節室內的溫度和溼度，以減少常規系統中溫溼度聯合處理所帶來的能源浪費和空氣品質的降低。因其節能型與先進性，近幾年得到了廣泛的應用。在溫溼度獨立調節系統中，新風處理是關鍵因素。新風處理的方式可分為：冷凍除溼、轉輪除溼、溶液除溼、雙冷源除溼等方式。本文所述工程採用了地埋管地源熱泵系統和空氣源熱泵系統相結合的空調冷熱源方式，新風處理採用雙冷源獨立除溼新風機組。
工程概況
本工程為某事業單位綜合業務樓，位於山東省濟南市。建築物的概況如表 1。
負荷計算分析
本工程採用 BECH2014 負荷模擬軟件對建築物進行了動態負荷的模擬，圖 1 為 BECH2014 負荷模擬軟軟件生成的辦公樓三維視圖，室外設計參數如表 2 所示，室內熱擾設定如表 3 所示。樹上鳥教育暖通設計在線教學杜老師。
計算得到建築全年各月耗冷量和耗熱量如圖 2所示，設計日冷熱負荷如圖 3。
根 據 負 荷 計 算 結 果， 本 建 築 空 調 總 冷 負 荷3123.2kW，單位建築面積冷負荷 74.5W/m2，冷負荷中，乾式風機盤管承擔顯熱負荷為 1545kW，新風負荷 1151kW，室內潛熱負荷 427.2kW。本建築空調總熱負荷 2341.5kW，單位建築面積熱負荷 56.1W/m2，其中建築熱負荷 1541.5kW，新風負荷800kW。
冷熱源設計
根據《岩土熱響應測試報告》 的結果以及室外埋管場地面積等因素，地源熱泵系統不能全部承擔本樓的所有冷負荷，因此夏季高溫冷源分為兩部分設計：分別由位於地下二層製冷機房內的 2 臺螺桿式高溫冷水地源熱泵機組和位於裙房屋頂的 2 臺螺桿式高溫冷水空氣源熱泵機組組成。新風采用內冷式雙冷源新風機組處理（室內排風冷凝、外接冷卻水冷凝）。
地源熱泵部分選用 2 臺螺桿式高溫冷水地源熱泵機組，每臺設計工況製冷量 1159.1kW（約330RT），供冷時冷水供回水溫度 14/19℃；制熱量1030kW，供熱時熱水供回水溫度 45/40℃。空氣源熱泵部分選用2臺螺桿式高溫冷水空氣源熱泵機組，每臺設計工況下製冷量 520kW（約 150RT）。
本工程擬選用地源熱泵作為空調系統冷熱源夏季負擔顯熱冷負荷（ 1545kW）以及帶走水冷式雙冷源新風機組的冷凝負荷（ 66kW），雙冷源新風機組的預冷負荷（ 363kW），總計 1974kW；冬季負擔全部空調負荷（ 2341.5kW）。
根據項目可打井區域，室外地埋管換熱器共設 521 個鑽孔，鑽孔間的間距為 4m，鑽孔直徑為 150mm，鑽孔內設置雙 U 型地埋管換熱器，換熱器單孔有效深度設計為 90m，實際有效換熱長度為 46890m。依據《岩土熱響應測試報告》的結果，埋管區域夏季每米孔深向地下釋放的熱量為 52~56W/m，換熱量總計 2532kW。
空調冷熱源系統流程圖
如圖 4 所示，空調系統冷熱源由地埋管地源熱泵與空氣源熱泵相結合形式，系統在冬季、夏季各有不同的運行工況：
（ 1）冬季，供暖以地埋管地源熱泵機組為主，空氣源熱泵機組為輔，此時閥門 V、 V2、 V7、 V8、V9、 V10 關閉，其餘打開，地埋管和空氣源熱泵器共同承擔建築物的冬季供暖需求，系統聯合運行。
（ 2）夏季，供冷以地埋管地源熱泵機組為主，空氣源熱泵機組為輔， 此時閥門V3、V4、V5、V6 關閉，其餘打開。地源熱泵作為建築物的主要供冷冷源，同時地埋管換熱器作為雙冷源新風機組中，直接蒸發冷卻系統的冷凝熱的冷卻系統，提供28/33℃ 冷卻水，可增加雙冷源新風機組的冷卻效率，並可以省去冷卻塔的設置。
基於雙冷源的溫溼度獨立控制空調系統設計
（1）原理
詳見圖 5~8。
（2）內冷式雙冷源空調系統設計
新風全部的冷負荷、溼負荷、室內全部溼負荷及少量顯熱負荷均由內冷式雙冷源獨立除溼新風機組負擔。四層以上各樓層的新風機組採用全熱回收型內冷式雙冷源新風機組，新風在經全熱回收裝置預冷後，還要經過前後兩組盤管進行冷卻除溼。前盤管為冷（熱）水盤管，夏季以高溫冷水為冷媒，用於新風預冷處理。後盤管為直接蒸發盤管，用於新風深度除溼。
機組新風側設有回熱裝置，送風溫度根據負荷計算需要進行設定。機組排風側，排風在經全熱回收後，還要經過一個蒸發冷卻系統，對排風進行二次全熱回收，同時帶走除溼冷源的冷凝熱。排風熱回收效率大於 80%。室內其餘的顯熱負荷由乾式風機盤管機組負擔，冷源來自地源熱泵機組與空氣源熱泵機組提供的 14/19℃ 高溫冷水。
由於乾式風機盤管機組的夏季工況並不是靠設備本身保證的，而是由冷凍水供水溫度與進風工況的相對關係決定的。為應對室內人員變化、開窗、新風滲透等因素，防止使用過程中極限工況下短時間凝水和機組檢修時排水，乾式風機盤管機組採用自帶水盤的產品。
一至三層大空間部分新風機組採用水冷式除溼新風機組，前、後兩組盤管的設置與上述機組相同，但直接蒸發冷卻系統的冷凝熱由冷卻水系統帶走，本設計冷卻水採用地源側提供的 28/33℃ 冷卻水。經除溼新風機組處理的乾冷新風，送風參數可設定為溫度 12~20℃，含溼量 7~12g/kg（室內狀態含溼量為 12.8g/kg），從而確保風機盤管機組在幹工況下運行。
冬季工況為：新風經全熱回收裝置預熱後，利用前盤管的系統熱水（冷熱水兩管制），對新風進行加熱處理。在機組排風側，排風在經全熱回收後，直接排向室外。排風熱回收效率大於 70%。
結論
（ 1）設計過程中需對軟件計算出的負荷統計和分析，分別統計出新風的顯熱負荷、潛熱負荷、人體顯熱、潛熱負荷、室內顯熱負荷等，為新風機組、高溫冷源、地埋管系統設計選擇提供依據。
（ 2）對新風機組部分應同時根據有關設計規範和節能標準，兼顧雙冷源空調系統的最小新風量限值確定。對高溫冷熱源機組，需統計分析出所承擔的新風機組中預冷負荷、建築物內的乾式風機盤管承擔的室內顯熱負荷。把以上兩部分負荷從整體負荷中分離出來，以便對高溫機組和地埋管地源側埋管進行設計選擇，是本系統設計過程中比較難處理的方面。
（ 3）因內冷式雙冷源獨立除溼技術的空調系統可採用高溫型冷水機組，該類高溫機組的 COP 均顯著高於同類型常規冷水機組，對整個系統的節能效果上都有良好的表現。同時由於採用了內冷式的新風處理機組，高溫冷源承擔的負荷與常規方案相比，所需埋管數量減小，工程造價也相應降低。因此係統具有節能、高效、可靠的特點。
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