楊 吉（株洲市規(guī)劃設(shè)計(jì)院，湖南株洲412008）

兩管制風(fēng)機(jī)盤管選型方法的分析

楊 吉（株洲市規(guī)劃設(shè)計(jì)院，湖南株洲412008）

本文概述了兩管制風(fēng)機(jī)盤管最常用選型方法。從控制濕度的角度，通過理論及實(shí)際分析兩管制風(fēng)機(jī)盤管和控制器結(jié)合后的功能；提出適用、有效的風(fēng)機(jī)盤管選型方式。

兩管制風(fēng)機(jī)盤管；選型；溫度雙位控制

引言

兩管制風(fēng)機(jī)盤管是半集中式空調(diào)中常用的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于賓館、辦公樓、商住、科研機(jī)構(gòu)等場(chǎng)所。兩管制風(fēng)機(jī)盤管構(gòu)造形式簡(jiǎn)單、控制方式有限，對(duì)空氣只能完成降溫（除顯熱）、降溫除濕或加溫三種處理方式。因此，如何正確選用兩管制風(fēng)機(jī)盤管，使其處理能力能最大程度滿足室內(nèi)空氣處理要求，是設(shè)計(jì)盤管系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。下文側(cè)重從室內(nèi)濕度控制角度，對(duì)工程實(shí)際中常用的選型方法作對(duì)比分析。

1 兩管制風(fēng)機(jī)盤管選型的方法

1.1 根據(jù)全熱冷負(fù)荷選型（以下簡(jiǎn)稱冷量選型）

根據(jù)逐時(shí)冷負(fù)荷計(jì)算的最大值，參照風(fēng)機(jī)盤管樣本或《風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組》（GB/T19232-2003）中的基本規(guī)格及修正值選定風(fēng)機(jī)盤管的型號(hào)、數(shù)量。然后對(duì)機(jī)組的送風(fēng)量按照換氣次數(shù)進(jìn)行校核，最后選定合適的機(jī)外靜壓，完成選型。

1.2 利用焓濕圖和空氣處理過程計(jì)算風(fēng)量選型（以下簡(jiǎn)稱風(fēng)量選型）

風(fēng)機(jī)盤管對(duì)室內(nèi)空氣的處理過程，是把室內(nèi)空氣從N點(diǎn)處理到M點(diǎn)。其過程在焓濕圖上如圖1。

送風(fēng)量計(jì)算公式為：

式中：Q——設(shè)計(jì)工況下冷負(fù)荷，W；

G——設(shè)計(jì)工況下的風(fēng)量，kg/s；

hM——風(fēng)機(jī)盤管出口空氣的比焓，kJ/kg；

圖1 風(fēng)機(jī)盤管空氣處理過程（供冷）

hN——風(fēng)機(jī)盤管入口空氣的比焓，kJ/kg。

根據(jù)式（1）得到的風(fēng)量，參照風(fēng)機(jī)盤管樣本或《風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組》（GB/T19232-2003）中的基本規(guī)格選定風(fēng)機(jī)盤管的型號(hào)、數(shù)量，然后對(duì)機(jī)組的送風(fēng)量按照換氣次數(shù)要求進(jìn)行校核，最后選定合適的機(jī)外靜壓，完成選型。

還有一些文獻(xiàn) [1]、[2]、[3]中提出或介紹了其他選型的方法，工程設(shè)計(jì)中很多設(shè)計(jì)人員也有自己的選型方法；但這些方法基本上都是基于以上兩種基本方法的變形或改進(jìn)。利用冷量或者風(fēng)量中的一個(gè)進(jìn)行計(jì)算，另外一個(gè)進(jìn)行校核；取適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)；選擇合適的靜壓。

2 風(fēng)機(jī)盤管對(duì)空氣處理過程及控制方式分析

2.1 風(fēng)機(jī)盤管對(duì)空氣處理過程的特點(diǎn)

按照《風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組》（GB/T19232-2003）中基本規(guī)格的要求，風(fēng)機(jī)盤管標(biāo)準(zhǔn)工況為：進(jìn)口空氣干球溫度27℃，濕球溫度19.5℃，進(jìn)口水溫7℃，水溫差5℃。當(dāng)風(fēng)機(jī)盤管運(yùn)行工況為非標(biāo)準(zhǔn)工況時(shí)，應(yīng)進(jìn)行修正。給出了風(fēng)機(jī)盤管全熱冷量和顯熱冷量的修正公式：

徐渭在《墨葡萄圖》中的題畫詩(shī)里把自我比作為熠熠生輝但卻閑拋閑擲野藤中的顆顆明珠。這樣一位飽讀詩(shī)書、才華橫溢的棟梁才俊卻半生落魄，也只能迎著蕭瑟的晚風(fēng)獨(dú)立書齋，仰天長(zhǎng)嘯，悲嘆天意弄人、時(shí)運(yùn)不濟(jì)。心懷鴻鵠之志，卻懷才不遇，報(bào)國(guó)無門，身心俱疲的徐渭只能醉心于酣暢淋漓的水墨世界悲憤地逃離這個(gè)冰冷混沌的俗世。也許是整個(gè)時(shí)代陷入了空前的危機(jī)之中，明末清初的文人畫壇普遍地形成了一種厭世思想和憤世情懷，并由此導(dǎo)致了文人畫家自我表現(xiàn)意識(shí)的加強(qiáng)，有如八大山人、苦瓜和尚、老蓮居士、傅山、金農(nóng)等。

式中：

QF——設(shè)計(jì)工況下的全熱冷量，W；

QtF——設(shè)計(jì)工況下的顯熱冷量，W；

Qn——名義工況下的全熱冷量，W；

Qtn——名義工況下的顯熱冷量，W；

t1——設(shè)計(jì)工況下風(fēng)機(jī)盤管進(jìn)風(fēng)干球溫度，℃；

ts1——設(shè)計(jì)工況下風(fēng)機(jī)盤管進(jìn)風(fēng)濕球溫度，℃；

W——設(shè)計(jì)工況下的水流量，kg/s；

Wn——名義工況下的水流量，kg/s；

從式（2）和式（3）中可以看出，影響風(fēng)機(jī)盤管冷量的因素有：空氣初狀態(tài)、水量及水溫。水量不變時(shí)，全熱交換能力與室內(nèi)濕球溫度相關(guān)；潛熱交換能力與干球溫度和濕球溫度相關(guān)。室內(nèi)空氣狀態(tài)和風(fēng)機(jī)盤管的處理能力之間相互影響，室內(nèi)空氣狀態(tài)無法有效控制。特別對(duì)于除濕能力，指出風(fēng)機(jī)盤管不能按照所需承擔(dān)的室內(nèi)負(fù)荷計(jì)算，應(yīng)該以風(fēng)機(jī)盤管的去濕能力為依據(jù)。在實(shí)際的運(yùn)行過程中，風(fēng)機(jī)盤管的去濕能力還很大程度受控制方式的影響。

2.2 風(fēng)機(jī)盤管的控制模式分析

目前，風(fēng)機(jī)盤管控制方式有很多種。介紹了一些風(fēng)機(jī)盤管及相類似表冷器的新型控制器。但由于各種原因，實(shí)際應(yīng)用并不廣泛。工程中使用得最多的控制方式如圖2?？刂破鞲鶕?jù)用戶設(shè)定的溫度和和選定的風(fēng)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。溫控器根據(jù)設(shè)定溫度與實(shí)際檢測(cè)溫度的比較，關(guān)停或者啟動(dòng)風(fēng)機(jī)；風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)二通閥開啟，風(fēng)機(jī)關(guān)閉時(shí)電動(dòng)二通閥關(guān)閉。

這種控制方式是基于溫度的雙位控制，其控制過程與濕度無關(guān)。在這種控制模式下，室內(nèi)空氣濕度不能得到有效控制。風(fēng)機(jī)盤管型全熱冷量小于室內(nèi)負(fù)荷需求時(shí)，溫度將達(dá)不到設(shè)定值，室內(nèi)溫度不可控；當(dāng)風(fēng)機(jī)盤管型全熱冷量大于室內(nèi)負(fù)荷需求是，溫度可達(dá)到室內(nèi)溫度設(shè)定值，室內(nèi)溫度可控。但當(dāng)選定過大時(shí)，控制器將頻繁啟動(dòng)，不利于運(yùn)行穩(wěn)定（見圖2）。

圖2 兩管制風(fēng)機(jī)盤管控制示意圖

3 案例分析

下面以株洲一辦公建筑北向四樓一間財(cái)務(wù)室 （4.8m× 5.1m×3.0m）為例，對(duì)比采用不同的方法選型及運(yùn)行效果分析。按照室內(nèi)溫度為26℃，相對(duì)濕度60%計(jì)算，辦公室的逐時(shí)冷負(fù)荷如表1。

表1 逐時(shí)冷、濕負(fù)荷表

3.1 按照冷量選型

取逐時(shí)冷負(fù)荷最大時(shí)刻15：00的冷負(fù)荷2402W。參照《風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組》（GB/T19232-2003）選擇FP-51型的風(fēng)機(jī)1臺(tái)，額定風(fēng)量為510m3/h，額定供冷量2700W。根據(jù)式（2）和式（3）修正，實(shí)際供冷量為2872W，滿足全熱冷量要求。校核換氣次數(shù)6.8次/h，滿足換氣次數(shù)要求。

3.2 按照風(fēng)量選型

根據(jù)逐時(shí)冷負(fù)荷最大時(shí)刻15：00的熱濕比10196。根據(jù)焓濕圖及式（1）計(jì)算，送風(fēng)量為776kg/h，折合風(fēng)量為648m3/h，需選擇FP-68風(fēng)機(jī)盤管1臺(tái)，額定風(fēng)量為680m3/h，額定供冷量3600W。根據(jù)式（2）和式（3）修正，實(shí)際供冷量為3830W。

由計(jì)算可看出，采用風(fēng)量選型時(shí)的結(jié)果比采用冷量選型要大。從溫度考慮兩種選型都能滿足要求，下面從濕度方面分析選型帶來的差異。

3.3 運(yùn)行及除濕量分析

對(duì)風(fēng)機(jī)盤管采用最常用的溫度雙位控制時(shí)，單位計(jì)算時(shí)間內(nèi)風(fēng)機(jī)盤管的除濕能力進(jìn)行分析：

在8：00時(shí)刻是單位時(shí)間內(nèi)，采用FP-51型風(fēng)機(jī)盤管因?yàn)闇囟瓤刂?，?shí)際等效開機(jī)時(shí)間為：1684.5/3380=0.56（h）；風(fēng)機(jī)盤管對(duì)室內(nèi)的除濕能力為：0.56×1.39=0.78（kg/h）；

采用FP-68型風(fēng)機(jī)盤管因?yàn)闇囟瓤刂疲瑢?shí)際等效開機(jī)時(shí)間為：1684.5/3369=0.42（h）；風(fēng)機(jī)盤管對(duì)室內(nèi)的除濕量為：0.42× 1.87=0.78（kg/h）。其他時(shí)段計(jì)算方法相同，風(fēng)機(jī)盤管的有效開機(jī)時(shí)間和除濕能力如表2。

表2 有效開機(jī)時(shí)間和除濕能力表

由表2可以看出，當(dāng)室內(nèi)熱濕比小于風(fēng)機(jī)盤管的最小熱濕比時(shí)（8：00時(shí)間段），風(fēng)機(jī)盤管無法完全處理濕負(fù)荷。在其他時(shí)刻，由于雙位控制的存在，風(fēng)機(jī)盤管型號(hào)大小對(duì)除濕能力沒有實(shí)質(zhì)的提升。

風(fēng)量選型的風(fēng)機(jī)盤管比冷量選型的盤管有效開機(jī)時(shí)間短，閥門啟停更頻繁。對(duì)冷凍水管路系統(tǒng)的穩(wěn)定性不利。

4 結(jié)論

基于風(fēng)量選型選定的風(fēng)機(jī)盤管比使用基于冷量選型的要大。采用常用的溫度雙位控制加三速開關(guān)的控制器時(shí)，增大風(fēng)機(jī)盤管的型號(hào)并不能提升風(fēng)機(jī)盤管對(duì)室內(nèi)的潛熱的去除能力。綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、合理性，風(fēng)機(jī)盤管應(yīng)以冷量選型為宜。

[1]林小鬧，曾冬琪.風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組選型問題的探討[J].暖通空調(diào)，2011（41）：59～62.

[2]吳國(guó)珊.風(fēng)機(jī)盤管機(jī)選型方法的比較[J].制冷與空調(diào)，2008（8）：56～58.

[3]劉宗源.風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的合理選用[J].暖通空調(diào)，2003（5）：7～11.

TU83

A

2095-2066（2016）24-0156-02

2016-6-28

楊 吉（1982-），男，工程師，研究生，主要從事工程設(shè)計(jì)方面的工作。