空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)機盤管技術(shù)應(yīng)用與節(jié)能

陳喬華

摘 要：風(fēng)機盤管空調(diào)系統(tǒng)是目前應(yīng)用最為廣泛的一種空調(diào)系統(tǒng)形式。為適應(yīng)全年不同季節(jié)空調(diào)冷負荷的變化，采用不同的冷水溫度，可以達到空調(diào)系統(tǒng)運行節(jié)能的目的。本文主要是對空調(diào)風(fēng)機盤管的特性、風(fēng)機盤管的調(diào)節(jié)與節(jié)能及其應(yīng)用進行分析論述。

關(guān)鍵詞：空調(diào)系統(tǒng)；風(fēng)機盤管技術(shù)；節(jié)能

空調(diào)系統(tǒng)已普遍應(yīng)用到現(xiàn)代建筑中，風(fēng)機盤管作為末端設(shè)備，因其具有方便、靈活等特點在空調(diào)系統(tǒng)中也被廣泛應(yīng)用。不同的風(fēng)機盤管由于設(shè)計及特性的差別對運行管理、能量調(diào)節(jié)等節(jié)能效果都有影響。因此，掌握其特性使其得到合理應(yīng)用，達到理想的節(jié)能效果。下文將對空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)機盤管技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容進行詳細的論述。

一、空調(diào)風(fēng)機盤管的特性

風(fēng)機盤管有兩個主要的性能指標(biāo)，即風(fēng)量和熱交換量。風(fēng)量由風(fēng)機選型確定；熱交換量則與盤管的傳熱面積、冷、（熱）媒的溫度和流量以及經(jīng)過盤管的空氣溫度和流速等因素有關(guān)。風(fēng)機與盤管的設(shè)計匹配，不同廠家的產(chǎn)品略有不同。總的來說，它們都具有一定程度處理顯熱負荷和潛熱負荷的能力。

根據(jù)產(chǎn)品特性資料，當(dāng)風(fēng)量變化時，供冷量和空氣處理焓差隨之改變。風(fēng)量減少，供冷量減少，空氣處理焓差增大，單位空氣減濕量增大，意味著處理空氣濕負荷能力增大。隨著風(fēng)量的減少，風(fēng)機盤管的冷量和減濕量均減少，但減濕量減少的幅度遠小于風(fēng)量的減少幅度，說明在低風(fēng)量運行時，風(fēng)機盤管的冷量有較大部分用于處理濕負荷。風(fēng)機盤管處理焓差隨風(fēng)量的減少而增大也說明在風(fēng)量減少時，由于風(fēng)機盤管的換熱面積不變，風(fēng)機盤管的單位空氣減濕量增加。

2.水流量和冷量

風(fēng)機盤管的供、回水溫度一定，空調(diào)房間空氣參數(shù)一定，供水量的變化對冷量也有一定的影響。風(fēng)機盤管的供水量減小，供冷量隨著減小，但減小的幅度要遠小于供水量的減少幅度，這有利于空調(diào)水系統(tǒng)的水力穩(wěn)定性。

3.供水溫度、冷量與焓差

風(fēng)機盤管的供水量一定，供冷量隨供水溫度的升高而減小。

二、風(fēng)機盤管的調(diào)節(jié)與節(jié)能

風(fēng)機盤管的供冷能力，對于既定設(shè)備主要取決于進、出口空氣的焓值，冷負荷中包含有潛熱與顯熱。風(fēng)機盤管進口空氣參數(shù)，采用室內(nèi)空氣參數(shù)（以供冷為例，新風(fēng)另行處理） ，經(jīng)處理后的空氣出口參數(shù)與房間熱、濕負荷有關(guān)，如圖1所示。

n為室內(nèi)空氣狀態(tài)點，s為房間熱、濕負荷比，0為房間所要求的空氣處理終狀態(tài)點，0為風(fēng)機盤管處理能力下空氣處理終狀態(tài)點。從圖1可以看出，為保證室內(nèi)空氣參數(shù)，空氣處至0點即可，此時，空氣處理焓差△，=（，l—L），含濕量差/Xd=（d一d。）；而一般情況下，風(fēng)機盤管的冷卻能力往往可以把空氣處理至0點，此時，△，>AI，△d>Ad，增大了空氣處理焓差和濕差，而‘；p.<機，降低了房間的相對濕度。顯然，增大了處理潛熱消耗的能量，不利于能量的有效利用。因此，風(fēng)機盤管處理空氣的終狀點應(yīng)得到控制。目前，風(fēng)機盤管主要采用風(fēng)機三檔調(diào)速或另加溫控電動水閥的能量調(diào)節(jié)方式，控制方法簡單，使用方便。也有的提出風(fēng)機無級變速變風(fēng)量調(diào)節(jié)方式。它們共同的特點。主要是利用改變風(fēng)量來調(diào)節(jié)能量。風(fēng)量減少，處理空氣的焓差、濕差都增大，從而空氣減濕過程所消耗的能量增加。具體而言，如圖1，空氣本來處理至0點即可，而實際上把它處理到了0點，意味著單位空氣減濕量增加，有部分冷量被用于不必要的處理潛熱負荷。為了便于分析，將前文計算結(jié)果中假定送風(fēng)狀態(tài)點不變，在減少風(fēng)量后由于風(fēng)機盤管的實際處理能力使得處理后的空氣 含濕量低于送風(fēng)狀態(tài)點的空氣含濕量而導(dǎo)致的多余減濕量。

27℃工況下處理1kg的含濕量要消耗2436kJ冷量，也就是說，每小時處理1kg的含濕量的耗冷量為677W，相當(dāng)于消耗電能約145W，而風(fēng)機盤管中風(fēng)機的耗電量僅為80 w。從分析可知，風(fēng)機盤管采用變風(fēng)量來調(diào)節(jié)能量，雖然風(fēng)機可以減少運行能耗，但風(fēng)機盤管的運行狀態(tài)不夠合理，多消除的潛熱使能量由此被隱性消耗掉了。可見僅靠改變風(fēng)量來調(diào)節(jié)能量是很不完善的控制方法，應(yīng)對空氣處理終點參數(shù)進行控制，如改變供水量對空氣露點溫度進行控制。利用三通調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)風(fēng)機盤管的示意圖，由室內(nèi)溫度控制器控制風(fēng)機風(fēng)量，送風(fēng)露點溫度控制三通閥供水量，部分供水經(jīng)旁通管流向回水管。

三、水力和熱力特性對工程應(yīng)用的影響

供冷量和焙差隨供水量的減少而減小。但供冷量減小幅度遠小于供水量的變化。當(dāng)供水量減小至73%時，供冷量還可以達到約92.6%，它減少了因供水量不平衡對空調(diào)效果的影響程度，給空調(diào)水系統(tǒng)的變流量運行創(chuàng)造了有利條件。對那些空調(diào)負荷比較穩(wěn)定的房間，不會因水流量減少而受到很大的影響。另外，風(fēng)機盤管水力阻力比較大，有利于水系統(tǒng)的水力平衡，再加上本特性，它給供水半徑較小的異程式水系統(tǒng)的應(yīng)用提供了根據(jù)。

在超高層建筑空調(diào)設(shè)計中，往往在中間層設(shè)置二次換熱器來減小低區(qū)靜水壓力，從而提高了高區(qū)的供水溫度（一般8.5—9.0度）。當(dāng)供水溫度為9℃時，供冷量還可達到7℃供水時的83.7%，焓差為13.31kJ/kg.說明換熱器處理空氣的能力仍然比較大，一般情況下，高區(qū)的風(fēng)機盤管型號并沒有必要因供水溫度升高而加大。

風(fēng)機盤管減少風(fēng)量運行時，送風(fēng)溫度會降低，送風(fēng)溫度太低，容易造成金屬送風(fēng)口結(jié)露，同時，也增加了風(fēng)機盤管外殼結(jié)露的可能性。另外，根據(jù)風(fēng)機盤管的特性和變風(fēng)量的能量調(diào)節(jié)方式，說明風(fēng)機盤管干工況運行方式在一般情況下是不大可能的。一方面是因為空氣處理后露點溫度并沒有得到控制，露點溫度可以在很大范圍內(nèi)波動，室內(nèi)空氣參數(shù)難以控制；再者，風(fēng)機盤管多為間斷運行，開機前，房間內(nèi)空氣露點溫度比較高，需要減濕。

通常情況下，風(fēng)機盤管為通用定型設(shè)備，為了擴大適用范圍，表冷器處理空氣的能力一般設(shè)計得比較大，而對于濕負荷比較小的房間，就顯得大材小用了。因此，建議設(shè)備生產(chǎn)廠家開發(fā)多種風(fēng)量與表冷器匹配的產(chǎn)品，增加品種，擴充系列，為設(shè)計提供較大的選擇范圍，讓設(shè)備做到物盡其用。

四、結(jié)束語

綜上所述，空調(diào)是一項系統(tǒng)工程，工藝與設(shè)備、設(shè)備與設(shè)備之間相互影響。風(fēng)機盤管的節(jié)能往往容易把注意力集中在風(fēng)機的電機耗電上，而忽略了其減濕而浪費的能量，這種浪費具有一定的隱蔽性。因此，空調(diào)設(shè)計應(yīng)該進行全過程全方位的分析，盡量把空調(diào)全過程的工況設(shè)計到最佳狀況，充分發(fā)揮空調(diào)設(shè)備和能源的應(yīng)有作用。

參考文獻

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