風機盤管機組冷量換算及其選型問題的研究

風機盤管機組冷量換算及其選型問題的研究摘要院參考風機盤管冷量變化的多元回歸方程，分析了其冷量特性變化的規(guī)律，以選型實例說明了風機盤管的選型方法，以期為經(jīng)濟、合理地進行半集中式空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計提供參考。

關(guān)鍵詞 院風機盤管；冷量換算；選型

中圖分類號院TU831文獻標識碼院A文章編號院1006-4311（2024）27-0115-03

0引言

風機盤管機組是半集中式空調(diào)系統(tǒng)中應用最為廣泛的末端空氣處理設(shè)備，其選型的主要依據(jù)有風量、全熱冷量、顯熱冷量等參數(shù)。根據(jù)現(xiàn)行國家標準《風機盤管機組》（GB/T19232-2024），風機盤管的名義制冷量的測試條件為：進風干球溫度27益，濕球溫度19.5益，盤管進水溫度7益，水溫升5益。目前國內(nèi)外大部分制造商在風機盤管機組樣本中僅提供了高、中、低轉(zhuǎn)速時的風量、標準測試工況下高檔風量時的全冷量和顯冷量以及供水量等性能參數(shù)，由于室內(nèi)設(shè)計參數(shù)或風機盤管進風狀態(tài)的變化，運行工況不同于標準工況，使得盤管實際冷量與樣本給出的數(shù)據(jù)存在差異，這就給風機盤管的正確選型及其運行調(diào)節(jié)帶來極大不便。

風機盤管機組如果選擇不合理，不僅會使室內(nèi)空氣狀態(tài)偏離設(shè)計參數(shù)，影響人體的熱舒適感，而且有可能增大初投資和機組的運行費用。綜合考慮冷量的影響因素、將標準測試工況下的冷量換算成設(shè)計工況下的冷量是風機盤管正確選型的關(guān)鍵。本文擬通過對影響風機盤管冷量因素的分析，參考不同工況下風機盤管機組的冷量換算方法，為經(jīng)濟、合理地選擇風機盤管提供參考。

1風機盤管的不同空氣處理過程

在夏季，風機盤管是將空調(diào)房間的回風或者室外新風與房間回風的混合風進行冷卻減濕處理，并送入房間以消除房間的余熱、余濕，滿足人體或生產(chǎn)工藝對溫濕度的要求。由于風機盤管安裝方式的不同，其空氣處理過程亦有所區(qū)別。一般風機盤管有兩種安裝方式，一種稱為新風直入式，另一種是新回風串接式，如圖1、圖2所示。采用新風直入式的安裝方式，新風口與風機盤管出風口并排布置，新風與盤管處理的空氣在盤管出口處混合后再送入房間，盤管直接處理房間回風，空氣處理過程為N寅M。對采用新回風串接式安裝方法的風機盤管，新風與房間回風在風機盤管的入口靜壓箱內(nèi)混合，混合后的空氣經(jīng)盤管降溫除濕后送入房間，此時新風量與回風量之和為風機盤管的風量，空氣處理過程為C寅O。這兩種安裝方式的空氣處理過程如圖3、圖4所示。

由圖3、圖4可以看出，在相同的室內(nèi)設(shè)計參數(shù)、余熱量和余濕量的條件下，由于安裝方式的不同，風機盤管進風狀態(tài)是不同的，因而風機盤管需要提供的冷量和處理風量也有所不同。此外，室內(nèi)設(shè)計參數(shù)的改變（N點不同）也會導致風機盤管的性能參數(shù)要求不同。

因此，直接按照產(chǎn)品樣本提供的參數(shù)選擇風機盤管，而不考慮其運行工況的變化，會導致房間的溫濕度偏離設(shè)計值，因此有必要研究風機盤管在不同工況下的冷量變化規(guī)律，從而為準確、合理地進行風機盤管選型提供依據(jù)。2風機盤管的變工況性能換算方法

風機盤管機組的選型本質(zhì)上是表面式冷卻器的設(shè)計計算過程。對于一個特定的風機盤管，影響其冷量特性的因素主要有室內(nèi)空氣干球溫度t1、濕球溫度ts、風機盤管冷水流量W、冷水進水溫度tw以及風機盤管風量G等五個方面，文獻[1]基于對上?！ɑ蓍_利空調(diào)設(shè)備有限公司的42C/V系列風機盤管性能參數(shù)的分析整理，得出如下反映風機盤管冷量變化的多元回歸數(shù)學方程[1]：

式中Qt、Qt0—分別為風機盤管在運行工況與標準工況下的全冷量，W；

Qs、Qs0—分別為風機盤管在運行工況與標準工況下的顯冷量，W；

Q1、Q10—分別為風機盤管在運行工況與標準工況下的潛冷量，W；

孜、孜0—風分別為機盤管在運行工況與標準工況下的析濕系數(shù)；

W、W0—分別為風機盤管在運行工況與標準工況下的進水量，kg/s；

G、G0—分別為風機盤管在運行工況與標準工況下的風量，m3/s；

ts、t10—分別為風機盤管在運行工況與標準工況下的空氣進口干球溫度，益；

ts、ts0—分別為風機盤管在運行工況與標準工況下的進風濕球溫度，益；

tw、tw0—分別為風機盤管在運行工況與標準工況下的冷水進口溫度，益。

3風機盤管性能隨工況變化的規(guī)律

3.1進風溫度對盤管冷量的影響

由式（1）可知，在保持風量G、進水量W和進水溫度tw不變的情況下，風機盤管的全冷量Qt與被處理空氣的濕球溫度ts之間為線性關(guān)系，即隨著進風濕球溫度的升高，風機盤管的全冷量均線性增加。根據(jù)式（2），隨著進風濕球溫度的升高，風機盤管的顯冷量則呈降低的趨勢。

在其它參數(shù)不變時，當空氣的干球溫度t1升高時，風機盤管的顯冷量Qs亦隨之增大。

3.2冷水進水溫度對盤管冷量的影響

由式（1）、（2）可以看出，在其它參數(shù)不變的情況下，全冷量與顯冷量和冷水進水溫度呈線性關(guān)系。當進水溫度tw降低，風機盤管的全冷量和顯冷量隨之增大，反之則降低。冷水進水溫度對盤管除濕能力的影響可由式（3）分析得出。式（3）經(jīng)變形得：

以上分析表明，盤管的除濕能力隨進水溫度tw的升高而降低，反之則增大。

國家標準規(guī)定名義工況下風機盤管的進水溫度為7益，在實際運行中，為保證冷水機組的能效比，風機盤管的進水溫度通常調(diào)節(jié)在7益耀9益范圍內(nèi)，極少調(diào)節(jié)在7益以下，故其實際運行冷量一般小于名義工況冷量，因此風機盤管選型時應考慮冷水進水溫度的調(diào)節(jié)對盤管冷量的影響。

3.3風量變化對盤管冷量的影響

根據(jù)式（1）、（2），風機盤管的全冷量和顯冷量均隨風量的降低而減小，當其它參數(shù)不變，運行工況下的全冷量和顯冷量與風量呈指數(shù)關(guān)系。風機盤管機組一般具有高、中、低檔三種風速，樣本中已列出各檔風量，但僅提供了在高檔風速下的全冷量和顯冷量，若需要中、低檔風速下的性能參數(shù)，可按式（1）、（2）進行折算，或者按照樣本中提供的速度修正系數(shù)表進行折算，兩種方法折算的冷量誤差不大，完全滿足工程需要。表1為開利風機盤管樣本中給出的速度修正系數(shù)。

在風機盤管機組選型時，設(shè)計人員一般無需考慮冷水流量對風機盤管冷量的影響，可直接按名義工況的冷水流量進行冷水循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計。樣本中給出的冷水流量一般是運行的最大水量，實際運行中調(diào)節(jié)水量則是使房間所需的冷量小于設(shè)計工況的折算冷量，可滿足系統(tǒng)設(shè)計要求。

4風機盤管的選型方法與實例

綜上所述，在選擇風機盤管時，應按照下述的程序進行：

淤首先明確風機盤管的空氣處理過程，進行熱力計算，確定風機盤管在設(shè)計工況下的進風狀態(tài)、所需的風量、全冷量與顯冷量。

于按計算風量選擇某一型號的風機盤管，使機組的高檔風量滿足計算風量。一臺機組風量不滿足時應選擇多臺機組。

盂將風機盤管在標準工況下（高速風量）的冷量折算成運行工況下的冷量，校核全冷量與顯冷量是否滿足設(shè)計要求，若有一項參數(shù)不滿足要求，應重新選擇其它型號的風機盤管并校核。

榆檢查風機盤管的全冷量與顯冷量不應超出設(shè)計工況下盤管所需冷量的20%以上，以免造成設(shè)備容量過大而導致空調(diào)系統(tǒng)投資過大和能耗的浪費。

下面以一個實例來說明風機盤管的選型過程。

已知某房間夏季室內(nèi)冷負荷Q越14.2kW，濕負荷W越0.00042kg/s；設(shè)計工況室內(nèi)干球溫度tN=26益，相對濕度漬N越55豫，查得濕球溫度ts=19.5益；室外干球溫度tw越34益，相對濕度漬w越65豫；新風量GW越0.15kg/s。采用風機盤管加獨立新風系統(tǒng)，風機盤管安裝型式為新風直入式，其空氣處理過程如圖3所示，夏季工況設(shè)計選型計算如下：

淤室內(nèi)熱濕比著=Q/W=33810kJ/kg。

于確定新風處理狀態(tài)點L：在i-d圖上作室內(nèi)狀態(tài)點等焓線iN與漬越90豫的等相對濕度線相交得點L，查得iN越56kJ/kg，iW越90.7kJ/kg。

愚按計算風量初選開利42CE008200型臥式暗裝風機盤管3臺，在標準工況下，風機盤管的高檔風量為1500m3/h，冷水流量為15L/min時的全冷量為6.436kW、顯冷量為5.660kW。按設(shè)計狀態(tài)（進風干球溫度26益、濕球溫度19.5益、冷水進水溫度10益）折算的全冷量為4.82kW、顯冷量為4.57kW。

輿校核每臺風機盤管全冷量與顯冷量的富裕度分別為2.6%和16.2%；風量的富裕度為10.3%。因此選擇開利42CE008200型風機盤管3臺、設(shè)計進水溫度為10益時滿足設(shè)計要求，全冷量與顯冷量的富裕度均在20%以下，符合節(jié)能的需要。

5結(jié)論

風機盤管的冷量是在一定的工況條件下測試得出的，工況參數(shù)的改變會導致其冷量的不同變化。不同的空調(diào)場所要求不同的熱濕處理過程，當運行