兩管制風(fēng)機盤管選型方法的分析

楊 吉（株洲市規(guī)劃設(shè)計院，湖南株洲412008）

兩管制風(fēng)機盤管選型方法的分析

楊 吉（株洲市規(guī)劃設(shè)計院，湖南株洲412008）

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

兩管制風(fēng)機盤管；選型；溫度雙位控制

引言

兩管制風(fēng)機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、科研機構(gòu)等場所。兩管制風(fēng)機盤管構(gòu)造形式簡單、控制方式有限，對空氣只能完成降溫（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)計盤管系統(tǒng)設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)。下文側(cè)重從室內(nèi)濕度控制角度，對工程實際中常用的選型方法作對比分析。

1 兩管制風(fēng)機盤管選型的方法

1.1 根據(jù)全熱冷負(fù)荷選型（以下簡稱冷量選型）

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

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

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

送風(fēng)量計算公式為：

式中：Q——設(shè)計工況下冷負(fù)荷，W；

G——設(shè)計工況下的風(fēng)量，kg/s；

hM——風(fēng)機盤管出口空氣的比焓，kJ/kg；

圖1 風(fēng)機盤管空氣處理過程（供冷）

hN——風(fēng)機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)機盤管樣本或《風(fēng)機盤管機組》（GB/T19232-2003）中的基本規(guī)格選定風(fēng)機盤管的型號、數(shù)量，然后對機組的送風(fēng)量按照換氣次數(shù)要求進行校核，最后選定合適的機外靜壓，完成選型。

還有一些文獻 [1]、[2]、[3]中提出或介紹了其他選型的方法，工程設(shè)計中很多設(shè)計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。利用冷量或者風(fēng)量中的一個進行計算，另外一個進行校核；取適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)；選擇合適的靜壓。

2 風(fēng)機盤管對空氣處理過程及控制方式分析

2.1 風(fēng)機盤管對空氣處理過程的特點

按照《風(fēng)機盤管機組》（GB/T19232-2003）中基本規(guī)格的要求，風(fēng)機盤管標(biāo)準(zhǔn)工況為：進口空氣干球溫度27℃，濕球溫度19.5℃，進口水溫7℃，水溫差5℃。當(dāng)風(fēng)機盤管運行工況為非標(biāo)準(zhǔn)工況時，應(yīng)進行修正。給出了風(fēng)機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)獨立書齋，仰天長嘯，悲嘆天意弄人、時運不濟。心懷鴻鵠之志，卻懷才不遇，報國無門，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冰冷混沌的俗世。也許是整個時代陷入了空前的危機之中，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)意識的加強，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)計工況下的全熱冷量，W；

QtF——設(shè)計工況下的顯熱冷量，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)計工況下風(fēng)機盤管進風(fēng)干球溫度，℃；

ts1——設(shè)計工況下風(fēng)機盤管進風(fēng)濕球溫度，℃；

W——設(shè)計工況下的水流量，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)機盤管冷量的因素有：空氣初狀態(tài)、水量及水溫。水量不變時，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。特別對于除濕能力，指出風(fēng)機盤管不能按照所需承擔(dān)的室內(nèi)負(fù)荷計算，應(yīng)該以風(fēng)機盤管的去濕能力為依據(jù)。在實際的運行過程中，風(fēng)機盤管的去濕能力還很大程度受控制方式的影響。

2.2 風(fēng)機盤管的控制模式分析

目前，風(fēng)機盤管控制方式有很多種。介紹了一些風(fēng)機盤管及相類似表冷器的新型控制器。但由于各種原因，實際應(yīng)用并不廣泛。工程中使用得最多的控制方式如圖2。控制器根據(jù)用戶設(shè)定的溫度和和選定的風(fēng)速進行調(diào)節(jié)。溫控器根據(jù)設(shè)定溫度與實際檢測溫度的比較，關(guān)停或者啟動風(fēng)機；風(fēng)機啟動時電動二通閥開啟，風(fēng)機關(guān)閉時電動二通閥關(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)機盤管型全熱冷量小于室內(nèi)負(fù)荷需求時，溫度將達不到設(shè)定值，室內(nèi)溫度不可控；當(dāng)風(fēng)機盤管型全熱冷量大于室內(nèi)負(fù)荷需求是，溫度可達到室內(nèi)溫度設(shè)定值，室內(nèi)溫度可控。但當(dāng)選定過大時，控制器將頻繁啟動，不利于運行穩(wěn)定（見圖2）。

圖2 兩管制風(fēng)機盤管控制示意圖

3 案例分析

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

表1 逐時冷、濕負(fù)荷表

3.1 按照冷量選型

取逐時冷負(fù)荷最大時刻15：00的冷負(fù)荷2402W。參照《風(fēng)機盤管機組》（GB/T19232-2003）選擇FP-51型的風(fēng)機1臺，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)逐時冷負(fù)荷最大時刻15：00的熱濕比10196。根據(jù)焓濕圖及式（1）計算，送風(fēng)量為776kg/h，折合風(fēng)量為648m3/h，需選擇FP-68風(fēng)機盤管1臺，額定風(fēng)量為680m3/h，額定供冷量3600W。根據(jù)式（2）和式（3）修正，實際供冷量為3830W。

由計算可看出，采用風(fēng)量選型時的結(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 運行及除濕量分析

對風(fēng)機盤管采用最常用的溫度雙位控制時，單位計算時間內(nèi)風(fēng)機盤管的除濕能力進行分析：

在8：00時刻是單位時間內(nèi)，采用FP-51型風(fēng)機盤管因為溫度控制，實際等效開機時間為：1684.5/3380=0.56（h）；風(fēng)機盤管對室內(nèi)的除濕能力為：0.56×1.39=0.78（kg/h）；

采用FP-68型風(fēng)機盤管因為溫度控制，實際等效開機時間為：1684.5/3369=0.42（h）；風(fēng)機盤管對室內(nèi)的除濕量為：0.42× 1.87=0.78（kg/h）。其他時段計算方法相同，風(fēng)機盤管的有效開機時間和除濕能力如表2。

表2 有效開機時間和除濕能力表

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

風(fēng)量選型的風(fēng)機盤管比冷量選型的盤管有效開機時間短，閥門啟停更頻繁。對冷凍水管路系統(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，增大風(fēng)機盤管的型號并不能提升風(fēng)機盤管對室內(nèi)的潛熱的去除能力。綜合考慮經(jīng)濟性、合理性，風(fēng)機盤管應(yīng)以冷量選型為宜。

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

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

[3]劉宗源.風(fēng)機盤管機組的合理選用[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)計方面的工作。