风机盘管选型与运行节能控制

　　摘要:针对风机盘管选型设计中存在的误区，本文以某一工程实例为证，详细进行了风机盘管选型的计算过程和方法，并结合使用房间的功能用途给出了较为合理的选型结果；作为广泛使用的末端设备，风机盘管实现节能运行对于整个空调系统具有十分重要的意义，本文提出了风机盘管在空调部分负荷下的节能控制方式。
　　关键词：风机盘管，选型，节能控制
　　0引言
　　以建筑热湿环境为主要控制对象的空气调节系统，在人们的生活中占有越来越重要的地位。其中风机盘管加新风形式的系统具有广泛使用性，风机盘管空调系统是由风机和盘管组成的机组直接放在房间内,工作时盘管内根据需要流动热水或冷水,风机把室内空气吸进机组,经过过滤后再经盘管冷却或加热后送回室内,如此循环以达到调节室内温度和湿度的目的。作为空调系统的末端装置，在众多的公共场所被广为采用，其主要优点为：风机盘管自成单元，调节灵活。风机盘管为三档变速，各房间可独立调节室温。系统分区控制较为容易,可以按房间的朝向、楼层、用途、使用时间等分成若干区域，按不同的客户使用需求进行分区控制；风机盘管机体小，布置灵活、安装方便、占用建筑空间较少,便于配合内装施工。风机盘管广泛适用既需要独立调节，又对湿度要求不严格的场所。作为一种普遍使用的空调末端设备，风机盘管的合理选型不仅影响到房间的空调效果，也是整个空调系统能否节能运行的重要环节。虽然此类系统的设计方法早已成熟，而在实践中因盘管选型及风系统设计不当造成的问题时有发生。本文结合一个工程实例给出了更为合理的选型方法，最后提出部分负荷下风机盘管的节能控制手段。
　　1风机盘管选型的计算方法
　　目前在设计过程中，常用的风机盘管选型的计算方法（以夏季工况为例）主要有以下三种：
　　1.1根据全热冷负荷选择，校核风量
　　根据空调房间的功能用途，确定房间的各项状态参数，计算出房间的全热冷负荷，考虑到机组积尘积垢的影响，并对其进行修正。由此确定风机盘管机组的型号和台数，最后对机组的送风量进行校核。
　　山东省泰安市某综合业务楼是集办公、会议等功能为一体的建筑，采用风机盘管加独立新风系统。现以此为例说明风机盘管选型过程，所选计算房间为三层南面一办公室，办公室尺寸为长（L）×宽(B)=7.2m×6.2m，房间高度3.6m，设定房间使用人数为5人。此办公室空调夏季室内全热负荷为3670w（不含新风），湿负荷为0.52g/s。室内空气设计参数为tR=26℃,φR=60%；室外空气设计参数为tW=34.8℃,tWS=26.7℃；房间所需新风量为GW=150/h。设采用新风处理到室内空气焓值的方式，空气处理过程如图1所示。
　　
　　图1空气处理过程示意图
　　（1）计算热湿比及房间送风量
　　热湿比
　　在i-d图上根据tR=26℃,φR=60%确定室内状态点，查焓湿图可知hR=58.22kJ/kg,过R点做线与=90%线相交得到送风状态点M,hM=43.33kJ/kg，则总送风量为：
　　=886
　　（2）计算FP风量
　　=886-150=716
　　（3）确定F点
　　由,得
　　得出hF=42.1kJ/kg。连接D、M两点并延长与hF相交得到F点，tF=16.0℃，可知送风温差为10.0℃，送风温差满足空调房间送风温差规定与舒适度要求。
　　（4）确定FP供冷量
　　全冷量=0.24(58.22-42.1)=3.87kW
　　显冷量=0.241.01（26-16.0）=2.42kw
　　（5）根据计算出的风机盘管冷量与送风量来选择风机盘管规格。
　　根据房间空间尺寸及送风舒适性，沿长度方向均匀布置两台风机盘管机组，依据房间全热负荷查看风机盘管样本，选择规格为FP-51型号的机组两台。FP-51的单台额定供冷量为2700w（高档转速）,考虑到机组受积尘积垢及间歇使用的影响，供冷量进行修正之后为2700×0.9×0.8=1944w,两台机组供冷量之和为3888kw，大于房间全热冷负荷3670w。
　　考虑到样本中的机组并未安装风管及一些相关配件，所以实际运行时风量会存在衰减的情况。所以在校核风量时，需要对样本中的名义风量进行修正，建议采用以下公式进行换算：
　　
　　式中GX为风机盘管的选型风量，K1为风机盘管的风量放大系数，取值范围为1.05~1.15。对于K1的取值，当空气处理过程的析湿系数较大时取上限，反之则取下限；K2为盘管的湿工况积尘系数，K1可取1.10。在本例中，GF=716,Gx=1.10x716x1.10=866,两台FP-51机组的额定风量（高档转速）之和为5102=1020,满足风量要求；但其中档风量为高档风量的75%，即510×0.752=765较所需风量小。
　　2.2根据风量选择，校核全冷量
　　同样以前述为例，根据风量选择规格为FP-68型号的机组两台。其单台中档额定风量为510，冷量为3600w。上述过程选择的风机盘管可提供全冷量比所需全冷量大了96%。比较以上两种选型方法，虽然前者所选风机盘管的中速风量偏小，但可以在房间降温初期以高速风量510m3运行一段时间，之后再以中低速风量运行。若按照后者选择风机盘管，时常会出现风量合适但冷量大很多的情况，导致机组开启率低，送风温差增大、室内温度梯度加大，空调效果恶化。在实际设计中，应该综合考虑冷量、风量两方面因素，以取得二者的最佳平衡点。
　　2.3根据显热和全热负荷选择，校核风量
　　此种方法是根据全热负荷、显热负荷和空气处理过程计算出的风量来选择风机盘管。对于一些高湿负荷的场所如餐饮场所则需要分别对照全热和显热负荷来选择，再对风量进行校核。
　　通过以上三种方法比较可知，根据全热负荷选择风机盘管再校核风量的选型方法更符合本空调房间的实际使用要求。最终选择两台FP-51的风机盘管机组两台。
　　3风机盘管在部分负荷下的节能运行与控制
　　空调系统的设计过程是按照最不利工况进行的，风机盘管的选型设计也不例外。但空调系统绝大部分都是在部分负荷下运行的。空调系统的部分负荷也间接导致了冷水机组、冷水泵及末端设备在空调负荷“空闲季”容量浪费的现象，并且设备也都处于大流量小温差工况，这将无形中增加了项目初投资与运行能耗。对于风机盘管系统，最常用的控制方式是：风量与水量控制。风量控制可以通过控制风机启停、风机手动三速调节、旁通风门等方式；水量调节则是通过温控阀自动控制电动水阀，在实际工程中采用的是对以上几种方式的综合利用。目前常用的一种控制系统如图2所示：图2中的带三速开关的恒温控制器装有温度传感器，它测量房间温度并与给定值比较，控制开/关型电动阀开或关，从而实现对房间温度的调节。室温给定值是由用户根据自己的意愿手动调整，由用户自己手动选择风机的运行转速。这给用户的独立调节带来了便利，也是实现用户行为节能的基础。当风机盘管处于部分负荷时，可以采用空调系统总水量变流量方式运行，如图3。DT为温差传感器，在空调部分负荷下当供回水管温差与设定值不一致时，温差传感器将信号反馈给控制器，输出信号调节冷水机组水泵转速，减少通过水泵的流量。通过这种温差控制流量方式，可以有效解决风机盘管空调系统部分负荷下的能量浪费问题。[!--empirenews.page--]
　　4结论
　　（1）实际计算冷负荷是保证室内温度要求的重要依据，而计算风量是满足室内温度场均匀性的主要保证，设计中若仅仅依据冷量或风量来选择风机盘管，往往出现一味放大、保守选型，而忽略空调房间舒适性及精度的问题。因此，在选择风机盘管时，应根据房间热湿参数计算热负荷并校核实际送风量来确定风机盘管的规格。
　　（2）在空调部分负荷条件下，温差控制管路循环水泵流量结合风机盘管独立调节是一种有效节能的运行控制方式。
　　参考文献
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