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            中央空調提高舒適度與節約能源的研究

            目前有大量學者在中央空調系統的溫度單變量控制方面進行研究,而關于溫濕度的多變量控制的研究則比較欠缺。事實上,室內空氣的相對濕度作為衡量房間舒適度的重要指標,始終直接或間接地影響著人體舒適性和人體健康。
             
            相對濕度的變化會影響到人體皮膚和粘膜的水分蒸發量,從而對人體熱舒適感產生作用。在溫度一定的條件下,如果相對濕度降低,則會使得人們感覺更加清爽、干燥。國外學者Novins經過長時間的研究發現,室內溫度提高0.3℃與室內相對濕度提高10%,對于空調區域舒適性的影響程度幾乎是等效的。房間內空氣相對濕度對于舒適度的影響還體現在空氣品質上。對于許多水溶性較高的污染物,含濕量的高低會直接影響其在室內空氣中的含量,諸如揮發性有機物(VOC)、甲醛(HCHO)、氨氣(NH3)、苯(C6H6)、甲苯、二甲苯、氡等。另外,人體的健康狀況通常也會受到室內空氣相對濕度高低的直接影響。相關研究表明,當空氣過于干燥(相對濕度低于40%)時,老人兒童容易受到細菌、病毒的侵害,女性容易因干燥導致水分過度流失而加速衰老,人們易患支氣管炎、過敏性皮炎等疾病,人體免疫力降低。相反,當空氣過于潮濕(相對濕度達到80%以上)時,人會感到無精打采、萎靡不振、胸部受壓、憋悶、甚至中暑。室內空氣相對濕度對于人體的影響早已超出單純的熱舒適性的范疇,直接影響到了人體的健康。
             
            為滿足舒適度,保證用戶的身體健康,空調區域的溫、濕度需要控制在一定范圍內。但當室內相對濕度發生變化時,由于溫濕度之間存在著很大程度的耦合,會引起加濕(或減濕)動作,這一過程將會導致室內溫度出現波動;而當室內溫度發生變化時,在空調區域內絕對含濕量不變的情況下,室內空氣中水蒸氣的飽和壓力會發生變化,這會直接導致房間內相對濕度的大小發生改變(溫度增高,相對濕度減少;溫度降低,相對濕度增加)。由于在中央空調系統最初的設計過程中,通常是參考單個回路的控制效果來對整個系統進行設計的,并沒有充分考慮到各個控制回路之間的相互耦合作用,再加上系統的時滯性、非線性等特點,更加大了系統設計的難度。通過這種方法設計出的控制系統,在實際運行過程中,往往單個回路控制效果良好,但是多個回路同時工作時,整個系統就會出現不穩定的問題。就中央空調系統的以上特點而言,利用傳統的控制方法,是難以滿足空調房間對于室內溫度、相對濕度控制要求的。
             
            綜上所述,探索中央空調的溫、濕度解耦方法及控制策略,對于提高系統的舒適度、節約能源乃至創造更大的經濟價值都有很重要的意義。相關研究還處在起步階段,擁有較高研究空間和研究價值。

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