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技術(shù)文章

溫濕度計(jì)應(yīng)用

　了解干球溫度、濕球溫度、相對濕度和露點(diǎn)溫度之間的相互關(guān)系，對于空氣調(diào)節(jié)裝置的各個(gè)方面都至關(guān)重要。這些濕度問題在建筑物和材料完整性、住戶健康和舒適、總體室內(nèi)空氣質(zhì)量方面都扮演著特別重要的角色。
　　很奇怪的是不合適的濕度和溫度很可能會引起住戶感覺不舒服。住戶的抱怨就為HVAC承包人提供了提前發(fā)現(xiàn)影響材料完整性和室內(nèi)空氣質(zhì)量的有關(guān)不利因素的機(jī)會，包括微生物的滋生。
　　在評估相對濕度、濕球溫度和露點(diǎn)時(shí)，HVAC技師傳統(tǒng)上都使用懸搖式濕度計(jì)和溫濕圖。現(xiàn)在他們則都使用更加準(zhǔn)確、更加方便的“濕度”儀，即使在不能使用懸搖式濕度計(jì)的狹窄場所也能夠進(jìn)行測量。

采用的標(biāo)準(zhǔn)
　　許多人都認(rèn)為其建筑規(guī)范中采用了ANSI/ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)55-2004（濕度標(biāo)準(zhǔn)55-2004和IAQ標(biāo)準(zhǔn)62-2004）。由于這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)*近都經(jīng)過修改，因此以下的描述可能會有助于監(jiān)測人和承包人改正工作方法，以滿足新的要求。

比較舒適
　　ANSI/ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)55-2004“Thermal Environmental Conditions for HumanOccupancy”（人類居住的熱環(huán)境條件）設(shè)置了**濕度上限（濕度比為0.012或0.012×7000 = 84含水量/磅干燥空氣，也等于62 °F的露點(diǎn)（DP）），超過該上限時(shí)，大多數(shù)住戶就會感覺到不舒服。
　　由于并不是所有的住戶都會對相同的熱狀態(tài)感到滿意，尤其是在同一時(shí)間，因此標(biāo)準(zhǔn)就試圖基于80%滿意度的PMV（PredictiveMean Vote－預(yù)測平均票數(shù)）確定一個(gè)規(guī)范。從此可計(jì)算得到一個(gè)10% PPD（Predicted PercentageDissatisfied－預(yù)測不滿意百分比）的一般熱舒適不滿意度，以及10% PPD的局部（“我的膝蓋很涼”）舒適不滿意度。
標(biāo)準(zhǔn)列出了影響熱舒適度的6個(gè)主要因素：代謝率、服裝隔熱、空氣溫度、輻射溫度、空氣流速、濕度。
　　了解這些因素的綜合影響有助于工程師恰當(dāng)?shù)嘏渲媒ㄖ到y(tǒng)。

濕度

　　ANSI/ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)62-2001“Ventilation for Acceptable Indoor AirQuality”（可接受的室內(nèi)空氣質(zhì)量的通風(fēng)）規(guī)定“人類居住環(huán)境的相對濕度應(yīng)該維持在30%到60%之間，使過敏性或致病性生物的滋生達(dá)到*小。”
　　修訂的ANSI/ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)62.1-2004“Ventilation for Acceptable Indoor AirQuality”（可接受的室內(nèi)空氣質(zhì)量的通風(fēng)）規(guī)定得更加詳細(xì)。現(xiàn)在，相對濕度的上限是基于峰值的。“在以下兩種計(jì)算參數(shù)下，居住空間的相對濕度應(yīng)該被限值到*大65%或更低：

　　1.峰值室外露點(diǎn)計(jì)算參數(shù)和峰值室內(nèi)潛熱載荷
　　2.預(yù)期發(fā)生的*小空間顯熱比以及此時(shí)的室外參數(shù)。
　　良好的HVAC設(shè)備選擇實(shí)踐通常建議：
　　·冬季參數(shù)為68 °F至70 °F和30 % RH（相對濕度）
　　以及
　　·夏季參數(shù)為74 °F至76 °F和50 %至60 % RH（相對濕度）
　　條件為
　　·室外參數(shù)冬季為97.5 %、夏季為2.5 %干球溫度（DB）
　　這意味著平均起來2.5%的極溫將超過設(shè)備的容量。在這些時(shí)間內(nèi)，設(shè)備的容量是不夠的。
　　由于舒適制冷設(shè)備的工作時(shí)間中僅僅有30%發(fā)生在5%的室外參數(shù)干球溫度下，因此這在挑選設(shè)備時(shí)是非常重要的。盡管大多數(shù)商業(yè)設(shè)備是分級的或具有一定形式的容量控制，但夏季潛熱負(fù)載控制在部分負(fù)載條件下仍然是非常困難。
　　如果舒適制冷設(shè)備容量很大，就會出現(xiàn)與潮濕相關(guān)的抱怨，問題會增多。應(yīng)該按照制冷需要而不是加熱需要來選擇住宅的熱力泵，尤其是在“臭襪綜合癥”比較普遍和空氣調(diào)節(jié)設(shè)備位于矮設(shè)備層的地區(qū)。

霉菌
　　如果具備了足夠的知識并進(jìn)行了足夠的測量，就可以將HVAC系統(tǒng)設(shè)定在合適的夏季和冬季濕空氣狀態(tài)，防止霉菌滋生。霉菌滋生的條件包括表面上沉積的孢子、具有足夠氧氣的微環(huán)境、適宜的溫度、營養(yǎng)和水分。這些條件中，有4項(xiàng)幾乎是每種環(huán)境下都具備的。*可控的變量就是水分。
　　高于60%的相對濕度可以支持吸濕性（吸附劑）表面霉菌的滋生，80%相對濕度下的吸濕性表面則會促進(jìn)霉菌的滋生。幾乎所有的表面是或會成為吸附劑，包括涂漆面、石膏灰泥墻、地毯、墻面覆蓋物和磚石砌墻。
　　類似于磚塊、煤渣塊和混凝土這樣的磚石砌墻是極好的吸附劑，能夠吸附大量的水分，成為霉菌繁殖的好場所。結(jié)構(gòu)孔隙中的水汽壓會小于周圍環(huán)境中的水汽壓，從而會將水分?jǐn)U散至砌石孔隙。當(dāng)孔隙變得潮濕時(shí)，就會發(fā)生毛細(xì)管效應(yīng)并填充孔隙，從而為**繁殖提供了理想的滋生環(huán)境。這就解釋了為什么露點(diǎn)之上的一些表面也會變得非常潮濕。

凝結(jié)
　　能夠在表面發(fā)生凝結(jié)的條件是非常明顯的，因此可以立即采取措施。當(dāng)一個(gè)表面的溫度處于或低于露點(diǎn)溫度時(shí)，就會形成凝結(jié)。可能會發(fā)生凝結(jié)的表面有地下室表面、矮設(shè)備層表面、冷水管道、空氣調(diào)節(jié)設(shè)備和管道支架，以及看不到的裙墻內(nèi)部。
　　由于舒適制冷設(shè)備不能在*小吸熱條件下控制地下室的濕度，因此地下室一般需要附加除濕設(shè)備。處理矮設(shè)備層是尤其困難且非常昂貴的。但是如果沒有出現(xiàn)積水或地面過于潮濕（這就是假設(shè)對于燃燒礦物燃料的設(shè)備來說不需要矮設(shè)備層的流通空氣），通過利用直到外部地面的防潮層進(jìn)行處理以及隔熱，并將其整體合并到受控區(qū)域，同時(shí)增加其它除濕方法，即可控制許多矮設(shè)備層的潮濕問題。可以對水管進(jìn)行隔熱。空氣調(diào)節(jié)設(shè)備和管道系統(tǒng)必須密封不透氣且隔熱，在防潮層沒有斷裂，尤其是受控環(huán)境之外。所有墻體內(nèi)的管道系統(tǒng)必須密封，降低由于氣壓差而引起看不到的濕氣流動。
　　在制冷系統(tǒng)中，新風(fēng)管中的相對濕度可高達(dá)95%或更高，蒸發(fā)器和冷凝盛水盤將會是濕的。由于水分控制并不可行，因此利用良好的、非常合適的過濾系統(tǒng)控制空氣中的孢子和食物（粉塵和懸浮粒子）對控制霉菌的滋生就非常關(guān)鍵。如果蒸發(fā)器是抗紫外（UV）輻射的，則能夠照射到整個(gè)蒸發(fā)器表面的UVC“**”燈就能夠殺死霉菌和微生物。所選擇的UVC燈應(yīng)該不會輻射臭氧，臭氧屬于一種刺激劑。特大型的設(shè)備會縮短工作時(shí)間，產(chǎn)生的冷凝物較少，而冷凝物實(shí)際上會促使微生物在冷凝器片上的滋生。

溫濕度儀
　　象Fluke971這樣的溫濕度儀可以完成從干球溫度到相對濕度的測量，可以計(jì)算濕球溫度和露點(diǎn)溫度，濕空氣動力學(xué)指出，這對于HVAC的評估和診斷是非常關(guān)鍵的。
　　·濕球溫度非常接近于熱函，或者空氣中的總熱（干球和濕球溫度）。在溫濕圖中，濕球溫度線接**行于熱函刻度值。對于采用固定式限流閥測量裝置的制冷系統(tǒng)，為了**進(jìn)氣，回風(fēng)濕球溫度線是強(qiáng)制性的。
　　·蒸發(fā)器兩側(cè)的新風(fēng)和回風(fēng)濕球溫度可用于溫濕圖或熱函表來計(jì)算總制冷容量、顯熱和潛熱容量，以及S/T比。
　　·利用“CFM×4.5×蒸發(fā)器兩側(cè)熱函差”即可求得總熱（Qt = cfm×4.5×△h）。
　　·通過在溫濕圖上繪制各種狀態(tài)或從溫濕圖計(jì)算可得到顯熱致冷和潛熱致冷，以及S/T比。
　　·露點(diǎn)對于夏季和冬季的評估都非常關(guān)鍵。管道表面溫度必須保持在露點(diǎn)之上，防止在受控區(qū)域內(nèi)外形成凝結(jié)。
　　·冬季的室內(nèi)相對濕度必須保持足夠低，確保內(nèi)墻和窗戶表面溫度不會接近露點(diǎn)。如果在窗戶或墻表面發(fā)生凝結(jié)，則很可能在裙墻內(nèi)也發(fā)生了凝結(jié)。

解決與舒適度相關(guān)的問題
　　如果設(shè)備沒有足夠的容量或者是分級的，當(dāng)基于自動調(diào)節(jié)裝置的干球溫度運(yùn)行時(shí)，在部分負(fù)載條件下，運(yùn)行時(shí)間會較短，即會發(fā)生與濕度相關(guān)的抱怨。工作時(shí)間越短意味著除去的水分更少。特大型的設(shè)備也僅會加劇這種情況，增大不利狀態(tài)發(fā)生的機(jī)會。將固定式限流裝置改為熱膨脹閥將保證在部分負(fù)載條件下的*大蒸發(fā)容量，并可用更大的盤管表面來除去水分。
　　大多數(shù)致冷設(shè)備能夠承受20%的空氣量減少。如果蒸發(fā)器空氣容積從400 cfm/噸降低為325cfm/噸蒸發(fā)器的溫度將會遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于露點(diǎn)，并從空氣中除去更多的水分。這種改動也會朝露點(diǎn)溫度降低管道表面溫度和通分調(diào)節(jié)器的溫度，影響所占空間的氣流模式。
　　除濕裝置可在增大濕度的情況下降低空氣量。另一種可選的方法是利用定時(shí)打開裝置，在開始致冷的前5-10分鐘內(nèi)，降低cfm值，然后再切換至計(jì)算的cfm值，直到致冷周期結(jié)束。可以將便攜式除濕器放置在高濕度的區(qū)域（例如地下室）來降低濕度、提高吸熱，并強(qiáng)制致冷周期更長。請確保間歇性高吸濕性區(qū)域（例如浴室、廚房、洗衣服的地方）與室外（不是閣樓或矮設(shè)備層）的通風(fēng)。

解決與露點(diǎn)和/或霉菌相關(guān)的問題
　　在非受控區(qū)域承載潮濕冷空氣的管道必須利用NFPA認(rèn)證的管道膠粘劑進(jìn)行密封。管道的任何漏泄都會導(dǎo)致該點(diǎn)的隔熱無效，并且很可能會發(fā)生凝結(jié)。管道包裹物的的隔熱層不能被托架壓扁。托架必須放置在管道包裹層的下方。管道包裹隔熱層必須沒有斷裂，并且在接縫處要密封。
　　在不受控的閣樓，閣樓溫度的升高可能會增大下邊天花板的吸熱，但是會降低管道發(fā)生凝結(jié)的機(jī)會。在采用較新建筑技術(shù)的住宅中，閣樓的溫度可能會較低，但是這樣會增加管道或空氣調(diào)節(jié)裝置表面上發(fā)生凝結(jié)的機(jī)會。密封閣樓的通風(fēng)孔并添加恒濕器控制的投光燈來提高閣樓的溫度，對此有一定的補(bǔ)償作用。
　　矮設(shè)備層具有獨(dú)特性。一般的矮設(shè)備層通風(fēng)孔的大小不合適，不利于通過通風(fēng)控制濕度。100%地面覆蓋的隔熱層沿內(nèi)墻直到外部地面、密封通風(fēng)孔、隔熱周圍的墻壁，并將其做為受控區(qū)域一樣對待，是控制濕度的*好方法，往往會需要額外的補(bǔ)充除濕設(shè)備。矮設(shè)備層的空氣調(diào)節(jié)裝置必須具有非常好的粒子過濾器，不會發(fā)生回風(fēng)漏泄，減少蒸發(fā)器和新風(fēng)管中微生物及其食物來源。地下室的濕度必須被控制在低于60%RH，以防止微生物滋生。對吸濕性砌墻（煤渣塊、磚塊、砂漿）刷漆會降低保水性，抑制微生物。

資源
　　如果您對這里簡要介紹的復(fù)雜課題有興趣進(jìn)行更深的研究，可從ASHRAE的網(wǎng)站www.ashrae.org獲得更多的資源。ASHRAE手冊和月刊是探索問題的極好媒介。在軟件部分還提供溫濕圖，使得計(jì)算工作非常方便。其它的HVAC組織包括：
　　·ACCA（美國空調(diào)承包商協(xié)會）（www.acca.org）
　　·PHCC（美國管道、加熱、制冷承包商協(xié)會）（www.phccweb.org）
　　·SMACNA（美國金屬散熱與空氣調(diào)節(jié)承包商協(xié)會）（www.smacna.org）
　　·RSES（美國制冷工程師協(xié)會）（www.rses.org）

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