风机盘管的计算.docx

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风机盘管的计算

风机盘管系统工作原理，风机盘管主要由风机，换热盘管和机壳组成，按风机盘管机外静压可分为标准型和高静压型、按换热盘管排数可分为两排和三排，换热盘管一般是采用铜管串铝翅片，铜管外径为10～16mm，翅片厚度约0.15～0.2mm，间距2.0～3.0mm，风机一般采用双进风前弯形叶片离心风机，电机采用电容式4极单相电机、三档转速、机壳和凝水盘隔热。

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风机盘管系统工作原理

风机盘管主要由风机，换热盘管和机壳组成，按风机盘管机外静压可分为标准型和高静压型、按换热盘管排数可分为两排和三排，换热盘管一般是采用铜管串铝翅片，铜管外径为10～16mm，翅片厚度约0.15～0.2mm，间距2.0～3.0mm，风机一般采用双进风前弯形叶片离心风机，电机采用电容式4极单相电机、三档转速、机壳和凝水盘隔热。

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风机盘管空调系统的工作原理，就是借助风机盘管机组不断地循环室内空气，使之通过盘管而被冷却或加热，以保持房间要求的温度和一定的相对湿度。

盘管使用的冷水或热水，由集中冷源和热源供应。

与此同时，由新风空调机房集中处理后的新风，通过专门的新风管道分别送人各空调房间，以满足空调房间的卫生要求。

风机盘管空调系统与集中式系统相比，没有大风道，只有水管和较小的新风管，具有布置和安装方便、占用建筑空间小、单独调节好等优点，广泛用于温、湿度精度要求不高、房间数多、房间较小、需要单独控制的舒适性空调中。

二、风机盘管控制工作原理

风机盘管控制多采用就地控制的方案，分简单控制和温度控制两种：

风机盘管简单控制：

使用三速开关直接手动控制风机的三速转换与启停。

风机盘管温度控制：

使用温控器根据设定温度与实际检测温度的比较、运算，自动控制电动两/三通阀的开闭；风机的三速转换。

或直接控制风机的三速转换与启停，从而通过控制系统水流或风量达到恒温的目的。

风机盘管干工况运行的若干问题探讨

摘要：

本文针对干工况风机盘管加新风的空调方式的几个相关问题进行了讨论，包括干工况风机盘管加新风的空调系统各种参数的确定、其节能情况和经济性，并提出了一种新型新风机组，用以实现我国风机盘管加新风系统从湿工况改造为干工况。

关键词：

干工况风机盘管节能新风机组

0引言

在我国传统的中央空调系统很多都采用风机盘管加新风系统（湿工况），存在盘管表面积存湿垢、产生霉菌的问题。

SARS疫情以后社会有关方面对现有空调方式的偏见，使得人们再次对风机盘管干工况运行的利和弊进行思考。

实际上，除了干工况风机盘管空调系统在运行时对建筑空气品质、隔绝污染方面所应承担的责任有意义以外，它在运行能耗的贡献是明显的。

关键是针对我国现有的风机盘管加新风空调系统采用干工况运行时，出现的问题进行改造或在运行模式上进行必要的调整。

1现有中央空调方式的弊病

民用建筑的中央空调大部分是舒适性空调，过去我们偏重研究如何保证舒适度以及如何节能，而对室内空气品质的研究往往只停留在理论研究上，在标准规范中也缺少明确的约束。

因此，对空调方式进行审视，提出或重新认识新的，更安全的空调方式是极为有必要的。

在我国传统的中央空调系统通常采用全空气系统及风机盘管加新风系统（湿工况）。

这里只讨论风机盘管加新风系统。

新风机组和风机盘管系统指在空调房间内设置风机盘管，对室内空气进行处理，室外新风经集中处理的新风机组处理后送入房间。

国内的该类系统在夏季通常将新风处理到室内焓值，不承担室内负荷，由风机盘管承担室内的湿负荷和显热负荷，因此，风机盘管通常处于湿工况。

风机盘管加新风的空调系统存在以下问题：

1）新风机组通常采用冷却盘管除湿，盘管表面长期带水，在停止运行时（夜间及非工作日），表面温度升高，并与空气接触，容易滋生细菌，污染新风。

2）风机盘管根据室内温度调节，控制湿度的能力较弱。

过渡季节中随着显热负荷的减少，为保持室内空气温度，风机盘管的水温相应提高，除湿能力相应下降，室内含湿量有所增加。

3）风机盘管的凝结水。

风机盘管承担室内的热湿负荷，去湿过程有冷凝水产生，容易出现细菌滋生和漏水污染天花板的问题。

潮湿的盘管表面往往成为细菌等致病微生物的滋生地，微生物又随着空气的送入污染整个建筑内部环境。

2干工况风机盘管系统相关参数的确定

2.1确定新风加干工况风机盘管空调方式的相关参数

2.1.1负荷

1）室内显热负荷Qx：

室内显热负荷包括围护结构冷负荷，室内灯光产生的冷负荷，室内设备散热产生的冷负荷，以及人员显热负荷。

2）室内潜热负荷Qq及室内散湿量W：

对一般民用建筑来说，室内潜热负荷和湿负荷主要是由人员产生的潜热负荷及散湿量。

3）新风负荷Qw：

其中，Qw：

新风负荷，W；Gw：

新风量，kg/s；iw：

室外空气焓值，kJ/kg；iN：

室内空气焓值，kJ/kg；

2.1.2风机盘管参数

1）风机盘管风量GF：

其中，GF：

风机盘管风量，kg/s；

Qx：

由风机盘管负担的室内显热负荷，W；

to：

风机盘管送风温度，oC；

tN：

室内空气温度，oC；

c：

干空气定压比热，kJ/kg.oC，计算中取c=1.01

2）风机盘管进出水温度：

室内风机盘管在干工况下运行，冷冻水温度必须高于室内露点温度。

当室内干球温度25℃，相对湿度50%，含湿量为9.8g/kg，露点温度为13.85℃。

，考虑一定的安全因素，风机盘管送水温度可定为15℃，回水温度定为18℃。

2.1.3新风机组参数

1）新风量Gw：

新风量对改善室内环境的空气品质起着重要的作用，但它也是增加建筑能耗的不利因素。

房间新风量的合理确定应满足：

a满足人的卫生要求；

b补充房间局部排风量并维持其正压要求。

2）新风送风含湿量do：

其中，do：

送风含湿量，g/kg；dN：

室内空气含湿量，g/kg；W：

室内湿负荷，g/s；G：

送风量，m3/h。

3）新风送风温度

新风送风温度对风机盘管系统中诸多因素皆有影响，

a送风温度决定了新风可承担室内显热负荷，，新风温度越低，承担的显负荷越多，可相应减少风机盘管的承担量，节约风机盘管面积；

b送风温度越低，对风管的保温要求越高，保温的一次投入会增加；

c送风温度过低时，还可能出现由于低温空气易于下沉，使人有吹风不适感；送风装置表面温度低，稍不注意可能发生凝露现象。

所以如果送风温度很低时，新风系统应该采用诱导比较大的诱导风口，高的混合比使得冷空气在0.3~0.4m处被加热到室内温度，因此避免了吹冷风的不适感。

2.2新风机组的设计与研制

采用风机盘管干工况下运行的新风机组与一般的空气处理设备相比，处理风量相对较小，但单位风量所承担的热湿负荷相对较大。

因此，需确定新风机组的设备配比形式。

有必要研制一种新风机组，而且在确定这种新型的新风机组中的各种参数时，应具体考虑到对现有建筑的原有系统改造，从而带来更多的现实意义。

图1新风通过表冷器在h-d图上的表示

2.2.1表冷器的热工计算

新风机组处理的新风焓差较大，温度也较低（见图1），新风机组宜采用直接蒸发表冷器的空调机组处理新风。

直接蒸发式表冷器即把制冷系统的蒸发器放在空调箱中直接冷却空气。

进行直接蒸发式表冷器的热工计算也应用到湿球温度效率Es和通用热交换效率E'。

直接蒸发式表冷器的湿球温度效率定义为：

其中：

t0是制冷系统的蒸发温度，oC

ts1，ts2是处理前、后空气的湿球温度，oC

通用热交换效率为：

其中：

t1，t2是处理前、后空气的干球温度，oC

t3是空气处理的理想终温，oC

Es的大小与蒸发器的结构形式、迎面风速以及制冷剂性质有关，可由实验求得。

有了生产厂家提供的产品结构参数及Es,E’,就可以进行直接蒸发式表冷器的热工计算。

由于蒸发器是制冷系统中的一个部件，所以它能提供的冷量大小一定要和制冷系统的产冷量平衡，即被处理空气从直接蒸发式表冷器得到的冷量应与制冷系统提供的冷量相等。

应根据空调系统和制冷系统热平衡的概念对蒸发器进行校核计算，定出合理的蒸发温度、冷凝温度、冷却水温、冷却水量等【1】。

2.2.2表冷器的阻力计算

表冷器的阻力分为空气系统的阻力和水系统的阻力。

1）空气阻力表冷器作为空气处理设备中的一个重要部件，对流经其表面的空气会产生一定阻力，这一阻力与换热器型式、构造、以及空气流速有关，对于一定结构特性的表冷器阻力可由实验公式计算求出。

但是由于表冷器有干、湿工况之分，而且湿工况的空气阻力△Hs比干工况的△Hg大，并与析湿系数有关，所以应区分干工况与湿工况的空气阻力计算公式【1】。

新风机组中的表冷器为湿工况，△Hs=Bvy

2）水阻力表冷器对冷热媒介质在管内的流动也会产生阻力，△h=Cwq。

对于直接蒸发式表冷器，它与制冷机是一个整体，它对与制冷机来说就是制冷机的蒸发器。

B，C，q，y为实验的系数和指数。

2.2.3过滤段

对于大多数工业与民用建筑空调都以温湿度要求为主，对室内空气污染物浓度没有具体要求，通常设置一道粗效过滤器，对送入的空气只进行一般的净化处理。

SARS疫情以后，人们更关心室内空气品质，对于多数设有空调系统的民用建筑在防止微生物的污染的问题上需要进一步研究并找到合理的解决办法。

图2紫外灯设在新风机组的过滤段紫外线照射灭菌对微生物有较好的杀灭作用。

但是不同种的微生物或微生物不同的生长阶段对紫外线的抵抗力是不同的。

要想彻底灭菌需要有紫外线的充分照射和微生物在紫外线下的一定暴露时间，在滤料迎风侧安装紫外线照射灭菌系统（见图2），使被过滤器阻留的微生物充分暴露在紫外线下彻底不能生存。

3运行能耗分析

与传统的全空气系统空调及新风加风机盘管（湿工况）的方式运行能耗比较如下：

1）干工况风机盘管系统保持干工况运行，则送入风机盘管的冷冻水温度需提高到处理空气的露点温度。

相对于湿工况的运行状态，冷冻水水温提高，则冷水机组的COP值亦可相应提高，相同的冷量的能耗可相应的降低，甚至有可能采用其他自然冷源（如井水、自来水、冷却塔供水、空气源热泵等）或更节能的制冷方式以挖掘更多节能潜力。

2）全空气系统由于在过渡季节采用全新风或大部分新风方式运行，来达到室内降温的目的，而不需要启动人工冷源，有显著的节能效果，并能显著提高室内空气品质。

而新风系统由于可送入的新风量有限，可利用的自然能源亦有限，加长了一年中人工冷源的运行时间，增加运行费用。

为降低新风机组加风机盘管系统的能耗，应充分考虑自然冷源的使用。

3）新风机组处理的新风焓差较大，温度也较低。

在采用冷水机组作冷源时，如为了给新风机组提供温度较低的冷水而降低制冷系统的蒸发温度，会造成冷水机组的制冷效率下降，运行能耗增加。

若在通常的冷水温度下运行，就需增加盘管的排数来增大换热面积，盘管排数的增加和迎风面风速的减小，使得表冷器的换热效率降低，新风机组的体积增大，金属耗费增加。

因此，新风机组采用直接蒸发表冷器的空调机组处理新风，得到了低的送风温度而且减少了机房的面积。

4）其他减少能耗的途径：

有组织排风时采用适当的热回收装置回收排风能量。

采用建筑能耗程序对建筑空调能耗进行模拟计算，计算比较建筑内区、外区的负荷差异。

建立空调系统费用的合理数学模型，优化运行参数：

送风温度、湿度、风机盘管送水温度等。

4经济分析

1）新风系统承担室内全部的湿负荷和部分显热负荷，新风机组的处理焓差大，新风机组采用低温送风机组送出的新风温度较低，风机盘管只承担部分显热负荷，这样风机盘管可以保持干工况，可省去凝结水管路，减少了工程的设备投资和安装造价，避免有凝结水产生，防止发生凝结水滴漏对建筑及装修造成破坏的问题，并防止细菌滋生。

室内湿负荷和显热负荷分开处理，亦可避免显热负荷变化引起室内空气含湿量的不稳定。

2）新风系统送风温度较低，空调机组规格缩小，机房面积相应缩小，节省了建筑空间。

风道变小，吊顶净空、风道占吊顶空间变小。

3）新风系统送风量小，噪音低于常规空调机组。

5结论

采用新风加风机盘管干工况运行方式的系统，不仅可以解决湿工况下滋生细菌、污染新风所造成的建筑空气品质不佳的问题，并且在运行能耗和经济性方面也有一定的贡献。

1）相对于湿工况的运行状态，冷冻水水温提高，则冷水机组的COP值亦可相应提高，相同的冷量的能耗可相应的降低，甚至有可能采用其他自然冷源（如井水、自来水、冷却塔供水、空气源热泵等）或更节能的制冷方式以挖掘更多节能潜力。

2）为了获得温度较低的新风又避免冷水机组的制冷效率下降，新风机组宜采用直接蒸发表冷器的空调机组处理新风。

3）风机盘管在干工况下运行，室内无凝水，没有细菌滋生的潮湿环境，改善了空调房间的空气品质。

4）新风机组的过滤段引进了一种新型的空调过滤器，使对引进的室外空气有很好的灭菌作用，并采用紫外灯杀菌，从风系统这个通道也切断了微生物对室内空气的污染。

参考文献：

【1】何天祺，康侍民，卢军.供暖通风与空气调节.重庆：

重庆大学出版社，2002

【2】GBJ19-87采暖通风与空气调节设计规范.北京：

中国计划出版社，1989

【3】万建武，钟朝安.干工况风机盘管加新风系统的空调过程设计.建筑热能通风空调，2001，

（1），25～28

【4】石显能，刘刚.紫外线照射灭菌对空调环境微生物污染的防治.东华大学学报，2003，29

（1）中央空调风机盘管分类

风机盘管是中央空调系统中广泛使用的末端设备，规范的全称是中央空调风机盘管机组，可简单分类如下：

中央空调风机盘管按照形式分为：

卧式暗装、卧式明装、立式暗装、立式明装、卡式五种；

卧式风机盘管按照厚度可以分成：

超薄型、普通型；

卡式风机盘管按照有无冷凝水泵可以分成：

普通型、豪华型；

中央空调风机盘管根据机组静压大小可以分成：

0Pa、12Pa、30Pa、50Pa、80Pa等，这里是指机外静压；

中央空调风机盘管按照排管数量可以分成：

两排管、三排管；

还有两管制和四管制之分：

两管制即普通风机盘管夏季走冷水制冷，冬季走热水制热；四管制风机盘管多用于一些比较豪华场所，可以同时走热水和冷水，即可以根据需要有的房间制冷，有的房间取暖。

风机盘管的选用要注意的：

在国外风机盘管样本中，一般会给出不同机外静压下的风量及供冷量，以方便用户选用。

有些国外简明样本虽然仅给出名义风量，但其含义不同于我国标准规定，其一般是指一定机外静压下的风量值，所以名义风量相近的国外风机盘管，风量会比国产机组高出20％~50％。

　　同样需要强调的是，使用国外简明样本时，须注意国外各公司往往执行不同的标准，名义风量的含义也会存在某些差异。

所以选用时，最好依据数据齐全的最新样本，或要求供货厂家提供产品在不同机外静压下的风量及冷量值，以确定可靠性。

开发研制多种类型风机盘管：

选择风机盘管机组，除供冷量满足计算冷负荷要求外，还要求满足其显热量和潜热量的匹配满足房间热湿比的要求；风量则须满足送风温差、换气次数及气流组织等使用要求。

随着风机盘管机组的应用范围不断扩大，其所服务的空调房间的类型差别也会越来越大。

不同性质、不同使用要求的空调房间，热湿比是不一样的，冷量的风量的匹配不应是一成不变的。

即使空调要求和净容积相同的房间，因气象条件、朝向或围护结构等差异，也会导致冷负荷的不同，显然须使同不同结构特性的风机盘管，才能满足房间的不同需求。

而目前使用的风机盘管，多数是三排管，每排8根管的同一种形式，显然是不能满足不同房间要求的。

即使冷负荷满足要求，也有可能导致低负荷房间因风量和换气次数不足而造成室温梯度和波动幅度过大，降低空调精度和舒适性；如果使用相同风量的机组，又可能造成高负荷房间因供冷不足而无法保证温、湿度要求。

所以不同使用条件和要求的空调房间，应分别选用不同类型的风机盘管。

有的专家提倡发展两排风机盘管，认为可以减少送风温差、增加换气次数，有助于提高空调精度和舒适性。

同样供冷量下，采用小温差、大风量送风，会取得比大温差、小风量送风更佳的空调效果；盘管采用多种水路设计。

目前我国生产的三排管盘管，不论长短，都采用相同的三进三出水路。

为了降低水阻力、提高供冷量，不同长度的盘管须采用不同的水路设计。

如开利的2×8盘管，则分别采用了二进二出、三进三出和四进四出三种不同水路。

这些设想其本质是满足房间的不同处理要求，具体选择都要视应用场合而定。

风机盘管机组安装与使用要点

*风机盘管机组现场安装前应对其进行试压，检查盘管及各阀是否泄漏；拨动风机叶轮检查有无异物卡壳现象。

*与风机盘管机组连接的风管与水管的重量不得由机组承受。

*排水管应保证足够的坡度，保证排水畅通。

*风机盘管机组进出水管安装时应加保温层，以兔夏季使用时产生凝结水。

螺纹连接处应采取密封措施（最好选用聚四氟乙烯生料带）。

进出水管与外接管路连接时必须对准，建议采用软管连接；连接时切忌用力过猛，造成盘管弯扭或漏水。

*风机盘管冬季供给热水温度应不高于80℃，要求供给清洁的软化水，夏季供应的冷水不应低于6℃。

*风机盘管机组安装时，应使凝水盘略向出水接头方向倾斜，保证排水畅通。

*风机盘管机组回水管备有手动放气阀，运行前需将放气阀打开，待盘管及管路内空气排净后再关闭放气阀。

*风机盘管电机轴承用双面防尘自润滑轴承，轴承已加好润滑油脂，不用定期加注润滑油脂。

*风机盘管换热器应定期吹扫，保持清洁，保证良好的传热性能，装有过滤网的机组应定期清洗过滤网，以保证回风畅通，一般情况３个月左右清洗一次。

*风机盘管机组外壳必须可靠接地。

*风机盘管系统不用之时，应充满水；在冬季，水管可能会冻结的地方，应做好防冻措施。

*机组的电气接线应按随机附带的接线图进行；禁止一个开关控制二台或多台机组。

*风机盘管机组搬运时要轻拿轻放，切勿将手伸入风机蜗壳中搬抬，以免造成叶轮变形，增加噪声，影响使用效果。

风机盘管漏水解决办法

第一，客房房间里风机盘管经常漏水的毛病，如不是管道、阀件损坏的话，通常是冷凝水所致。

漏水在风机盘管集水盘外，主要是保温问题，加强保温，即可排除；如在集水盘，是风机盘管冷凝水管不通畅，是冷凝水溢出所致，疏通冷凝水管的办法，通常是准备一根4—5米长的塑料管，一头插进冷凝水排放管，一头接在卫生间水龙头上（可以制作一个小接头，靠螺纹拧在水龙头上），利用水的压力，将管道疏通，或用二氧化碳气瓶吹扫。

风机盘管冷凝水管堵塞的现象是经常的，这主要是客房风机盘管内有水存在，再加上温度适宜，易有藻类繁殖增长，产生胶状滑溜的极浓的残质，将冷凝水管堵住。

国外常在客房风机盘管的集水盘里放置灭藻药物，以减少其危害。

第二，中央空调风机盘管的冷凝水排放管老是被堵住，经常会有水从上面漏下来，一旦被堵住就会有很多生物淤泥，很脏的。

除了定期对其进行清洗以外，还有以下方法：

建议系统进行彻底冲洗除垢，检查风机盘管回风口是否加有过滤网，管道安装坡度是否符合要求。

当然清洗是一种治标不治本的办法。

风机盘管冷凝水经常堵是因为设备所处的地方尘太多，滴水盘常被污染。

其实所说的生物垢是环境的污物。

除了清洗外，对设备的维护时要积极点，不然，今天清洗了，明天就又堵了的。

风机盘管空调温控器产品介绍

空调温控器产品概况

AC808系列数字空调温控器（恒温控制器）用于风机盘管、电动阀、电动风机及供热设备的温度控制。

采用特大屏幕液晶显示，通过空调温控器内部的ntc温度传感器，检测出室内温度，并实时地与用户所设定温度进行比较，自动调节冷暖的进气量和开启或关闭管道电动阀，达到保持室内恒温的目的。

空调温控器产品特点：

1．该空调温控器特大屏幕液晶显示，兰色或橙色背光自由选择。

2．该空调温控器具时尚外观设计，家电化操作界面，档次豪华美观。

3．该空调温控器液晶屏幕同时精确显示房间温度和所希望的温度。

4．该空调温控器具室温校正补偿功能（通过面板按键直接实现）。

5．时钟显示功能，多种模式自由选择。

6．该空调温控器具备红外线遥控接口，选择遥控器实行遥控。

该空调温控器产品功能：

一周时间可编程温度设定，分时段定时开/关机功能（选配）。

睡眠功能（选配），房间温度舒适，经济省电节能。

常闭常开点无源接口信号输出，可实现主动联动。

断电数据记忆，断电后来电恢复工作。

风机风速可以自动控制，也可以手动控制。

网络型空调温控器可实现通信功能，配套计算机监控系统。

论我国风机盘管新成果新技术

摘要：

介绍了近年来我国在风机盘管技术领域的最新成果，在结构形式、强化传热、提高室内空气品质、降低噪音和提高自动控制水平等方面的技术进展情况，分析了目前风机盘管中存在的问题，并对今后的发展方向进行了展望。

1引言

风机盘管机组，是半集中式空调系统中不可缺少的重要装置。

我国从1972年开始研制风机盘管机组的，并首先应用于北京饭店新楼的空调系统中。

近年来它无论是在技术上还是在产品数量上发展的都很快,为了提高实际工程中风机盘管效能，长期以来科研技术人员主要从风机盘管的新的结构形式、提高换热效率、降低噪音、提高室内空气品质和自动控制水平等几个方面人手，做了深入的研究，并且提出了很多设计和改进方案。

2风机盘管结构与系统形式

风机盘管机组的结构比较简单，例如常见的吊顶式风机盘管；它是在一个不大的结构空间内，组装有离心式或贯流式的通风机以及铜管穿肋片的传热管束。

3风机盘管热工特性

风机盘管有两个主要的性能指标，即风量和热（冷）交换量。

风量由风机选型确定；热（冷）交换量则与盘管的传热面积、热（冷）媒的温度和流量以及经过盘管的空气温度和流速等因素有关。

风机盘管的传热管束是用直径较小的紫铜管穿上铝肋片，排成2至4排制成管束。

冷热水在管内为蛇形往复流动，空气在管外肋片间穿行，同时被加热或冷却。

4风机盘管于室内空气品质

4．1凝结水的处理

风机盘管在夏季主要用来给室内空气进行降温除湿，进而维持室内比较舒适的温度和湿度，空气中的水分不断的在风机盘管中凝结出来,因此

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