風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計
發(fā)布時間：2019.01.23
風(fēng)機盤管機組、室內(nèi)熱濕比和新風(fēng)三者之間的相互關(guān)系，指出常規(guī)設(shè)計方法在實際設(shè)計中很難獲得滿意的結(jié)果，并提出了一種風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計方法。
關(guān)鍵字風(fēng)機盤管新風(fēng)設(shè)計風(fēng)機盤管加獨立新風(fēng)系統(tǒng)是目前應(yīng)用廣泛的一種空調(diào)形式，旅館建筑的客房、寫字樓的辦公間、醫(yī)院病房等大都采用這種系統(tǒng)，有些設(shè)計者還把它應(yīng)用到餐廳、茶座、KTV包房等場合。不同的房間功能，其空調(diào)負(fù)荷特性是不同的，即所要求的室內(nèi)熱濕過程是不同的。但目前設(shè)計人員設(shè)計時，通常只根據(jù)負(fù)荷大小來選取風(fēng)機盤管，根據(jù)推薦的新風(fēng)處理終狀態(tài)來對新風(fēng)進行處理~，而并未顧及是否真正滿足室內(nèi)空氣處理過程的要求。雖然，有關(guān)手冊、教科書、期刊上有很多關(guān)于風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的各種處理過程分析，但均較少考慮到風(fēng)機盤管的熱濕能力，而且設(shè)計時可操祚性較差，因而也很難真正應(yīng)用到設(shè)計中進行必要的計算。本文擬從風(fēng)機盤管對空氣處理的熱濕過程和新風(fēng)處理終狀態(tài)對室內(nèi)熱濕比的影響兩個方面進行分析，從而得出一種較為合理可行的風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計方法。
一、風(fēng)機盤管空氣處理過程的熱濕比過程的熱濕比Erc呢，可根據(jù)風(fēng)機盤管的樣本，按照己確定的室內(nèi)設(shè)計參數(shù)、冷水水溫和流量及風(fēng)機盤管的運轉(zhuǎn)檔次，得風(fēng)機盤管的全熱冷量Qt和顯熱冷量Qs，則風(fēng)機盤管空氣處理過程的熱濕比為：不同型號的風(fēng)機盤管，在不同檔次運轉(zhuǎn)時，對于不同的室內(nèi)溫、濕度條件，在不同的冷凍水水溫與流量下，風(fēng)機盤管的熱工性能（即其提供的冷量和除濕能力）是不同的。如何求得風(fēng)機盤管對空氣處理但僅有少數(shù)廠家的樣本中有較詳細(xì)的風(fēng)機盤管多工況熱工性能數(shù)據(jù)，而大多數(shù)廠家的樣本僅有標(biāo)準(zhǔn)工況（進口空氣干球溫度1：1.=27‘（：，濕球溫度1.=19.5'進0水溫1；11.=71，進出口溫差5-下的風(fēng)機盤管的熱工性能數(shù)據(jù)，不能滿足多工況多的要求。筆者通過對Carrier風(fēng)機盤管的熱工性能數(shù)據(jù)（四種型號：002型、003型、004型、006型，分別在六種水溫：510C，四種水流量和十一種溫、濕度條件下，約2000多個數(shù)據(jù)）進行整理和分析，運用多元回歸的數(shù)學(xué)方法得出如下的風(fēng)機盤管全熱冷量、顯熱冷量方程：；Qs，風(fēng)機盤管在使用工況、標(biāo)準(zhǔn)工況下的顯熱冷量：G，G0風(fēng)機盤管在使用工況、標(biāo)準(zhǔn)工況下的水流量，kg/s；V，V-風(fēng)機盤管在使用工況、標(biāo)準(zhǔn)工況下的風(fēng)量，mVs；tl0風(fēng)機盤管在使用工況、標(biāo)準(zhǔn)工況下的空氣進口干球溫度，C；tsl，tsl0風(fēng)機盤管在使用工況、標(biāo)準(zhǔn)工況下的空氣進口濕球溫度，c：twl，tmo風(fēng)機盤管在使用工況、標(biāo)準(zhǔn)工況下的冷水進口溫度，I：。
eFC=2500/認(rèn)為，應(yīng)以風(fēng)機盤管只承擔(dān)變化冷負(fù)荷（圍護結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷）、新風(fēng)機組除承擔(dān)新風(fēng)負(fù)荷外還承擔(dān)穩(wěn)定冷負(fù)荷（人員、照明負(fù)荷）為基準(zhǔn)來確定新風(fēng)終態(tài)，即終狀態(tài)點。認(rèn)為，當(dāng)分散設(shè)置新風(fēng)系統(tǒng)，控制點多L7 m1時，新風(fēng)宜處理至L1；當(dāng)集中設(shè)置新風(fēng)系統(tǒng)，控制點少時，新風(fēng)宜處理至L3.根據(jù)新風(fēng)機組冷水溫度與風(fēng)機盤管冷水溫度一致，而且當(dāng)關(guān)閉風(fēng)機盤管只送新風(fēng)時，室內(nèi)溫、濕度變化不大的原則，分析得出L5為合理的新風(fēng)終狀態(tài)。、也都從不同的角度（室外氣象條件、內(nèi)外分區(qū)）進行了分析，認(rèn)為L6，L7較好，這樣新風(fēng)承擔(dān)室內(nèi)濕負(fù)荷，風(fēng)機盤管可作干工況運行，避免了凝結(jié)水盤長期潮濕引起的衛(wèi)生問題，盤管肋片不易積塵而減少了清洗工作量。設(shè)計手冊中也認(rèn)為1點最合理，風(fēng)機盤管為干工況，承擔(dān)負(fù)荷小，可選小一型號。但筆者認(rèn)為風(fēng)機盤管是否作干工況運行與新風(fēng)無關(guān)。當(dāng)風(fēng)機盤管的析濕系數(shù)=1時，風(fēng)機盤管對空氣處理過程的熱濕Ksre=，風(fēng)機盤管處于干工況；當(dāng)>1時，sF，風(fēng)機盤管處于濕工況。由公式（4）可知，風(fēng)機盤管對空氣處理過程的熱濕僅與空氣進口溫、濕度條件、冷水水溫、水流量和風(fēng)量有關(guān)，當(dāng)新風(fēng)直接送入室內(nèi)時，于新風(fēng)無關(guān)，即風(fēng)機盤管干、濕工況與新風(fēng)無關(guān)。在舒適性空調(diào)的室內(nèi)設(shè)計參數(shù)范H內(nèi)，風(fēng)機盤管的干工況要求較高的冷水水溫，而水溫升高，風(fēng)機盤管提供的冷量將下降。例如，室內(nèi)設(shè)計參數(shù)tN=25'C、cpN=50%，標(biāo)準(zhǔn)水量，高檔風(fēng)量時，只有冷水水溫高于11.5X：，風(fēng)機盤管才為干工況；而此時風(fēng)機盤管的冷量僅是冷水水溫為7‘C（其它不變）時風(fēng)機盤管冷量的60%.雖然風(fēng)機盤管負(fù)擔(dān)部分室內(nèi)負(fù)荷，但其提供的冷量減少很多。可能風(fēng)機盤管非但不能選小一型號，反而要求選大一號，使得造價提高和安裝不便。
以上這些作法~雖然考慮了諸如冷水度的一致、控制和運行調(diào)節(jié)、內(nèi)外分區(qū)、風(fēng)機盤管接近干工況運行等因素。但均只考慮了按風(fēng)機盤管所提供的焓差（即全熱冷量），而沒有綜合考慮風(fēng)機盤管的降溫、除濕能力，即風(fēng)機盤管對空氣處理過程的熱濕比eFe.往往造成水不同熱濕性質(zhì)的房間（如旅館客房、餐廳），采用同樣的風(fēng)機盤管運行參數(shù)和相同的新風(fēng)終狀態(tài)，這顯然不能滿足要求。室內(nèi)熱濕過程的不同，及不同的新風(fēng)處理終狀態(tài)，其要求的風(fēng)機盤管提供的冷量和空氣處理過程是不一樣的。從理計中，很少有人去校核風(fēng)機盤管mere是否符合要求，而只注意其總冷量是否滿足要求，也很少有人真正考察風(fēng)機盤管空調(diào)的房間內(nèi)室內(nèi)狀態(tài)（主要是濕度）是否達到要求。
三、風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計的e值比較法在中，風(fēng)機盤管往往是按冷負(fù)荷進行選擇的，只考慮風(fēng)機盤管處理焓差（全熱冷量）是否大于冷負(fù)荷，而不考慮風(fēng)機盤管的除濕能力，不考慮風(fēng)機盤管對空氣的處理過程是否滿足室內(nèi)設(shè)計所需的處理過程。對新風(fēng)終參數(shù)的選擇也拋開風(fēng)機盤管的熱工性能，僅從前述的一些非主要因素來分析。
果全熱處理能力的裕量>顯熱處理能力的裕量，那么潛熱處理能力必有裕量；如果全熱處理能力的裕量<顯熱處理能力的裕量，那么必要校核潛熱處理能力是否足夠。“該方法考慮了風(fēng)機盤管的除濕能力，但過于簡單。
筆者認(rèn)為，對風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計及設(shè)備選擇，必須綜合考慮室內(nèi)熱濕過程、新風(fēng)終參數(shù)和風(fēng)機盤管熱工性能這三者之間的關(guān)系。這里提出了一種風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計選擇方法，沿用中的提法，仍稱作s值比較法。即比較室內(nèi)所需的熱濕比與風(fēng)機盤管對空氣處理過程的熱濕比，使二者相近。
設(shè)新風(fēng)處理到狀態(tài)點L（L點在等相對濕度線仇上，根據(jù)新風(fēng)機組隊為95%或90%），參見表1.己知：f新風(fēng)處理終狀態(tài)點參數(shù)表1考慮新風(fēng)的室內(nèi)廄合熱濕比為：為隨著新風(fēng)狀態(tài)點的變化，室內(nèi)綜合熱濕比f的變化示意。從中可以看出，隨著新風(fēng)溫度的降低，室內(nèi)綜合熱濕比，變大；當(dāng)新風(fēng)狀態(tài)點為室內(nèi)熱濕比f線與cpt的交點時，=當(dāng)新風(fēng)狀態(tài)點為17點（新風(fēng)負(fù)擔(dān)室內(nèi)濕負(fù)荷）當(dāng)f時，室內(nèi)的溫、濕度將發(fā)生變化。假設(shè)風(fēng)機盤管提供的冷量正好滿足室內(nèi)熱負(fù)荷和新風(fēng)負(fù)荷之和，且不考慮房間的熱容和濕容。當(dāng)￡￡>（；時，相當(dāng)于濕負(fù)荷小、要求高熱濕比（如旅館客房），而新風(fēng)處理終狀態(tài)點偏低的情況，如，室內(nèi)的溫、濕度將向干、熱方向變化。當(dāng)"〈f/時，相當(dāng)于濕負(fù)荷大、要求低熱濕比（如餐廳），而新風(fēng)處理終狀態(tài)點偏高的情況，如，室內(nèi)的溫、濕度將向冷、濕方向變化。
s值比較法即為通過沿隊線改變新風(fēng)處理終狀態(tài)點L，使室內(nèi)綜合熱濕比與風(fēng)機盤管對空氣處理過程的熱濕比相近，即有：由分析可知，當(dāng)室內(nèi)熱濕比f較大（如旅館客房）時，應(yīng)選較高的新風(fēng)終狀態(tài)點，如l2，l3a，使而當(dāng)室內(nèi)熱濕比f較小（如餐廳）時，應(yīng)選較低的新風(fēng)終狀態(tài)點，如l6，l7a，使。當(dāng)然由公式（6）可知，也可通過調(diào)整新風(fēng)量來改變但眾所周知，新風(fēng)量的調(diào)整是有限的。；可由公式（1）或公式（4）求得。考慮到負(fù)荷變化和運行調(diào)節(jié)，對室內(nèi)余熱量減小、余濕量不變（旅館客房）的情況，應(yīng)有對室內(nèi)余熱量不變、余濕量減小（餐廳）的情況，應(yīng)有由上述分析可知，風(fēng)機盤管加新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計可分為以下四個步驟：1、確定新風(fēng)終參數(shù)。根據(jù)舒適性或工藝要求，合理確定室內(nèi)設(shè)計溫、濕度參數(shù)，計算出室內(nèi)冷負(fù)荷和濕負(fù)荷；根據(jù)冷源和冷水系統(tǒng)確定風(fēng)機盤管的水溫和水流量；因設(shè)計計算出的冷負(fù)荷己是考慮了最不利情況的最大負(fù)荷，且風(fēng)機盤管選型時將考慮修正，故按高檔風(fēng)量進行設(shè)計；應(yīng)用S值比較法，參照表1中新風(fēng)終參數(shù)的數(shù)據(jù)，通過試算，選擇適合的新風(fēng)終狀態(tài)點，使其滿足公式（7）。
2、風(fēng)機盤管選型。按照風(fēng)機盤管全熱冷量大于等于室內(nèi)熱負(fù)荷與新風(fēng)帶進室內(nèi)的熱負(fù)荷之和，艮P：a修正系數(shù)，考慮機組的盤管用后積垢積塵對傳熱的影響；僅冷卻使用：a此外，這里認(rèn)為所選風(fēng)機盤管的機外余壓應(yīng)當(dāng)足以克服風(fēng)機盤管進出口等的風(fēng)阻力。當(dāng)進出口的阻力大于風(fēng)機盤管的機外余壓時，則風(fēng)量與冷量都會下降，選擇時還應(yīng)考慮這些影響（將在另文中論述）。
3、風(fēng)量校核。對夏季舒適性空調(diào)，規(guī)范中規(guī)定送風(fēng)溫差不宜大于ior，換氣次數(shù)不少于每小時5次。
所以風(fēng)機盤管的風(fēng)量應(yīng)按房間換氣次數(shù)不少于每小時5次進行校核。或者按射流理論進行氣流組織分析。
4、新風(fēng)機組選擇。由己知的總新風(fēng)量和室外氣象條件（新風(fēng)初參數(shù)）以及前述確定的新風(fēng)終參數(shù)和冷水水溫，按照表面式冷卻器的熱工計算方法，進行新風(fēng)機組選型設(shè)計，得出新風(fēng)機組的型號、臺數(shù)、冷卻盤管的排數(shù)。一個新風(fēng)系統(tǒng)通常是負(fù)擔(dān)若干個房間的新風(fēng)供應(yīng)，不可能根據(jù)每個房間來進行設(shè)計。
只能根據(jù)其中的典型房間來進行設(shè)計，該典型房間應(yīng)能代表該新風(fēng)系統(tǒng)中大多數(shù)房間的負(fù)荷特征。
1、確定新風(fēng)終參數(shù)（1）、己知風(fēng)機盤管選用7t：冷水水溫，標(biāo)準(zhǔn)水流量G風(fēng)機盤管對空氣處理的熱濕比=250/=11468k/kg客房室內(nèi)熱濕比：經(jīng)試算，確定新風(fēng)終狀態(tài)點為隊=90%，室內(nèi)綜合熱濕比= 2、風(fēng)機盤管選型Carrier風(fēng)機盤管004型的標(biāo)準(zhǔn)全熱冷量為3300kcal/h=3838ww，計算其在題設(shè)工況下的全熱冷量：3、風(fēng)量校核：004型Carrier.風(fēng)機盤管高檔風(fēng)量為680irVh，中檔風(fēng)量為470mVh，經(jīng)計算高檔風(fēng)量時換氣次數(shù)為7.6次/h，中檔風(fēng)量時換氣次數(shù)為5.2次/h滿足要求。
4、新風(fēng)機組選擇（略）五、結(jié)語風(fēng)機盤管是一種定型產(chǎn)品，其熱濕能力僅與進口空氣參數(shù)、風(fēng)量、冷凍水水溫和水流量有關(guān)。
空調(diào)設(shè)計時，雖然可通過調(diào)整上述參數(shù)來改變風(fēng)機盤管的熱濕能力，但這種改變是很有限的。然而，風(fēng)機盤管作為半集中空調(diào)系統(tǒng)的末端裝置被應(yīng)用于各種場合，不同的場合要求不同的熱濕過程，這樣只能通過對新風(fēng)終參數(shù)的調(diào)整來滿足設(shè)計要求。一般地，室內(nèi)熱濕比高，如旅館客房，要求新風(fēng)溫度高；室內(nèi)熱濕比低，如餐廳，要求新風(fēng)溫度低。
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