風(fēng)機盤(pán)管加新風(fēng)系統的設計 61

　   提要本文分析了風(fēng)機盤(pán)管機組、室內熱濕比和新風(fēng)三者之間的相互關(guān)系，指出常規設計方法在實(shí)際設計中很難獲得滿(mǎn)意的結果，并提出了一種風(fēng)機盤(pán)管加新風(fēng)系統的設計方法。

　　關(guān)鍵字風(fēng)機盤(pán)管新風(fēng)設計風(fēng)機盤(pán)管加獨立新風(fēng)系統是目前應用廣泛的一種空調形式，旅館建筑的客房、寫(xiě)字樓的辦公間、醫院病房等大都采用這種系統，有些設計者還把它應用到餐廳、茶座、KTV包房等場(chǎng)合。不同的房間功能，其空調負荷特性是不同的，即所要求的室內熱濕過(guò)程是不同的。但目前設計人員設計時(shí)，通常只根據負荷大小來(lái)選取風(fēng)機盤(pán)管，根據推薦的新風(fēng)處理終狀態(tài)來(lái)對新風(fēng)進(jìn)行處理~，而并未顧及是否真正滿(mǎn)足室內空氣處理過(guò)程的要求。雖然，有關(guān)手冊、教科書(shū)、期刊上有很多關(guān)于風(fēng)機盤(pán)管加新風(fēng)系統的各種處理過(guò)程分析，但均較少考慮到風(fēng)機盤(pán)管的熱濕能力，而且設計時(shí)可操祚性較差，因而也很難真正應用到設計中進(jìn)行必要的計算。本文擬從風(fēng)機盤(pán)管對空氣處理的熱濕過(guò)程和新風(fēng)處理終狀態(tài)對室內熱濕比的影響兩個(gè)方面進(jìn)行分析，從而得出一種較為合理可行的風(fēng)機盤(pán)管加新風(fēng)系統設計方法。

　　一、風(fēng)機盤(pán)管空氣處理過(guò)程的熱濕比過(guò)程的熱濕比Erc呢，可根據風(fēng)機盤(pán)管的樣本，按照己確定的室內設計參數、冷水水溫和流量及風(fēng)機盤(pán)管的運轉檔次，得風(fēng)機盤(pán)管的全熱冷量Qt和顯熱冷量Qs，則風(fēng)機盤(pán)管空氣處理過(guò)程的熱濕比為：不同型號的風(fēng)機盤(pán)管，在不同檔次運轉時(shí)，對于不同的室內溫、濕度條件，在不同的冷凍水水溫與流量下，風(fēng)機盤(pán)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(pán)管對空氣處理但僅有少數廠(chǎng)家的樣本中有較詳細的風(fēng)機盤(pán)管多工況熱工性能數據，而大多數廠(chǎng)家的樣本僅有標準工況（進(jìn)口空氣干球溫度1：1.=27‘（：，濕球溫度1.=19.5'進(jìn)0水溫1；11.=71，進(jìn)出口溫差5-下的風(fēng)機盤(pán)管的熱工性能數據，不能滿(mǎn)足多工況多的要求。筆者通過(guò)對Carrier風(fēng)機盤(pán)管的熱工性能數據（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(gè)數據）進(jìn)行整理和分析，運用多元回歸的數學(xué)方法得出如下的風(fēng)機盤(pán)管全熱冷量、顯熱冷量方程：；Qs，風(fēng)機盤(pán)管在使用工況、標準工況下的顯熱冷量：G，G0風(fēng)機盤(pán)管在使用工況、標準工況下的水流量，kg/s；V，V-風(fēng)機盤(pán)管在使用工況、標準工況下的風(fēng)量，mVs；tl0風(fēng)機盤(pán)管在使用工況、標準工況下的空氣進(jìn)口干球溫度，C；tsl，tsl0風(fēng)機盤(pán)管在使用工況、標準工況下的空氣進(jìn)口濕球溫度，c：twl，tmo風(fēng)機盤(pán)管在使用工況、標準工況下的冷水進(jìn)口溫度，I：。

　　eFC=2500/認為，應以風(fēng)機盤(pán)管只承擔變化冷負荷（圍護結構冷負荷）、新風(fēng)機組除承擔新風(fēng)負荷外還承擔穩定冷負荷（人員、照明負荷）為基準來(lái)確定新風(fēng)終態(tài)，即終狀態(tài)點(diǎn)。認為，當分散設置新風(fēng)系統，控制點(diǎn)多L7 m1時(shí)，新風(fēng)宜處理至L1；當集中設置新風(fēng)系統，控制點(diǎn)少時(shí)，新風(fēng)宜處理至L3.根據新風(fēng)機組冷水溫度與風(fēng)機盤(pán)管冷水溫度一致，而且當關(guān)閉風(fēng)機盤(pán)管只送新風(fēng)時(shí)，室內溫、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、內外分區）進(jìn)行了分析，認為L(cháng)6，L7較好，這樣新風(fēng)承擔室內濕負荷，風(fēng)機盤(pán)管可作干工況運行，避免了凝結水盤(pán)長(cháng)期潮濕引起的衛生問(wèn)題，盤(pán)管肋片不易積塵而減少了清洗工作量。設計手冊中也認為1點(diǎn)合理，風(fēng)機盤(pán)管為干工況，承擔負荷小，可選小一型號。但筆者認為風(fēng)機盤(pán)管是否作干工況運行與新風(fēng)無(wú)關(guān)。當風(fēng)機盤(pán)管的析濕系數=1時(shí)，風(fēng)機盤(pán)管對空氣處理過(guò)程的熱濕Ksre=，風(fēng)機盤(pán)管處于干工況；當>1時(shí)，sF，風(fēng)機盤(pán)管處于濕工況。由公式（4）可知，風(fēng)機盤(pán)管對空氣處理過(guò)程的熱濕僅與空氣進(jìn)口溫、濕度條件、冷水水溫、水流量和風(fēng)量有關(guān)，當新風(fēng)直接送入室內時(shí)，于新風(fēng)無(wú)關(guān)，即風(fēng)機盤(pán)管干、濕工況與新風(fēng)無(wú)關(guān)。在舒適性空調的室內設計參數范H內，風(fēng)機盤(pán)管的干工況要求較高的冷水水溫，而水溫升高，風(fēng)機盤(pán)管提供的冷量將下降。例如，室內設計參數tN=25'C、cpN=50，標準水量，高檔風(fēng)量時(shí)，只有冷水水溫高于11.5X：，風(fēng)機盤(pán)管才為干工況；而此時(shí)風(fēng)機盤(pán)管的冷量?jì)H是冷水水溫為7‘C（其它不變）時(shí)風(fēng)機盤(pán)管冷量的60.雖然風(fēng)機盤(pán)管負擔部分室內負荷，但其提供的冷量減少很多?？赡茱L(fēng)機盤(pán)管非但不能選小一型號，反而要求選大一號，使得造價(jià)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、控制和運行調節、內外分區、風(fēng)機盤(pán)管接近干工況運行等因素。但均只考慮了按風(fēng)機盤(pán)管所提供的焓差（即全熱冷量），而沒(méi)有綜合考慮風(fēng)機盤(pán)管的降溫、除濕能力，即風(fēng)機盤(pán)管對空氣處理過(guò)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(pán)管運行參數和相同的新風(fēng)終狀態(tài)，這顯然不能滿(mǎn)足要求。室內熱濕過(guò)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(pán)管提供的冷量和空氣處理過(guò)程是不一樣的。從理計中，很少有人去校核風(fēng)機盤(pán)管mere是否符合要求，而只注意其總冷量是否滿(mǎn)足要求，也很少有人真正考察風(fēng)機盤(pán)管空調的房間內室內狀態(tài)（主要是濕度）是否達到要求。

　　三、風(fēng)機盤(pán)管加新風(fēng)系統設計的e值比較法在中，風(fēng)機盤(pán)管往往是按冷負荷進(jìn)行選擇的，只考慮風(fēng)機盤(pán)管處理焓差（全熱冷量）是否大于冷負荷，而不考慮風(fēng)機盤(pán)管的除濕能力，不考慮風(fēng)機盤(pán)管對空氣的處理過(guò)程是否滿(mǎn)足室內設計所需的處理過(guò)程。對新風(fēng)終參數的選擇也拋開(kāi)風(fēng)機盤(pán)管的熱工性能，僅從前述的一些非主要因素來(lái)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?！霸摲椒紤]了風(fēng)機盤(pán)管的除濕能力，但過(guò)于簡(jiǎn)單。

　　筆者認為，對風(fēng)機盤(pán)管加新風(fēng)系統的設計及設備選擇，必須綜合考慮室內熱濕過(guò)程、新風(fēng)終參數和風(fēng)機盤(pán)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(pán)管加新風(fēng)系統的設計選擇方法，沿用中的提法，仍稱(chēng)作s值比較法。即比較室內所需的熱濕比與風(fēng)機盤(pán)管對空氣處理過(guò)程的熱濕比，使二者相近。

　　設新風(fēng)處理到狀態(tài)點(diǎn)L（L點(diǎn)在等相對濕度線(xiàn)仇上，根據新風(fēng)機組隊為95或90），參見(jiàn)表1.己知：f新風(fēng)處理終狀態(tài)點(diǎn)參數表1考慮新風(fēng)的室內廄合熱濕比為：為隨著(zhù)新風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)的變化，室內綜合熱濕比f(wàn)的變化示意。從中可以看出，隨著(zhù)新風(fēng)溫度的降低，室內綜合熱濕比，變大；當新風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)為室內熱濕比f(wàn)線(xiàn)與cpt的交點(diǎn)時(shí)，=當新風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)為17點(diǎn)（新風(fēng)負擔室內濕負荷）當f時(shí)，室內的溫、濕度將發(fā)生變化。假設風(fēng)機盤(pán)管提供的冷量正好滿(mǎn)足室內熱負荷和新風(fēng)負荷之和，且不考慮房間的熱容和濕容。當￡￡>（；時(shí)，相當于濕負荷小、要求高熱濕比（如旅館客房），而新風(fēng)處理終狀態(tài)點(diǎn)偏低的情況，如，室內的溫、濕度將向干、熱方向變化。當"〈f/時(shí)，相當于濕負荷大、要求低熱濕比（如餐廳），而新風(fēng)處理終狀態(tài)點(diǎn)偏高的情況，如，室內的溫、濕度將向冷、濕方向變化。

　　s值比較法即為通過(guò)沿隊線(xiàn)改變新風(fēng)處理終狀態(tài)點(diǎn)L，使室內綜合熱濕比與風(fēng)機盤(pán)管對空氣處理過(guò)程的熱濕比相近，即有：由分析可知，當室內熱濕比f(wàn)較大（如旅館客房）時(shí)，應選較高的新風(fēng)終狀態(tài)點(diǎn)，如l2，l3a，使而當室內熱濕比f(wàn)較?。ㄈ绮蛷d）時(shí)，應選較低的新風(fēng)終狀態(tài)點(diǎn)，如l6，l7a，使。當然由公式（6）可知，也可通過(guò)調整新風(fēng)量來(lái)改變但眾所周知，新風(fēng)量的調整是有限的。；可由公式（1）或公式（4）求得?？紤]到負荷變化和運行調節，對室內余熱量減小、余濕量不變（旅館客房）的情況，應有對室內余熱量不變、余濕量減?。ú蛷d）的情況，應有由上述分析可知，風(fēng)機盤(pán)管加新風(fēng)系統的設計可分為以下四個(gè)步驟：1、確定新風(fēng)終參數。根據舒適性或工藝要求，合理確定室內設計溫、濕度參數，計算出室內冷負荷和濕負荷；根據冷源和冷水系統確定風(fēng)機盤(pán)管的水溫和水流量；因設計計算出的冷負荷己是考慮了不利情況的大負荷，且風(fēng)機盤(pán)管選型時(shí)將考慮修正，故按高檔風(fēng)量進(jìn)行設計；應用S值比較法，參照表1中新風(fēng)終參數的數據，通過(guò)試算，選擇適合的新風(fēng)終狀態(tài)點(diǎn)，使其滿(mǎn)足公式（7）。

　　2、風(fēng)機盤(pán)管選型。按照風(fēng)機盤(pán)管全熱冷量大于等于室內熱負荷與新風(fēng)帶進(jìn)室內的熱負荷之和，艮P：a修正系數，考慮機組的盤(pán)管用后積垢積塵對傳熱的影響；僅冷卻使用：a此外，這里認為所選風(fēng)機盤(pán)管的機外余壓應當足以克服風(fēng)機盤(pán)管進(jìn)出口等的風(fēng)阻力。當進(jìn)出口的阻力大于風(fēng)機盤(pán)管的機外余壓時(shí)，則風(fēng)量與冷量都會(huì )下降，選擇時(shí)還應考慮這些影響（將在另文中論述）。

　　3、風(fēng)量校核。對夏季舒適性空調，規范中規定送風(fēng)溫差不宜大于ior，換氣次數不少于每小時(shí)5次。

　　所以風(fēng)機盤(pán)管的風(fēng)量應按房間換氣次數不少于每小時(shí)5次進(jìn)行校核?；蛘甙瓷淞骼碚撨M(jìn)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）以及前述確定的新風(fēng)終參數和冷水水溫，按照表面式冷卻器的熱工計算方法，進(jìn)行新風(fēng)機組選型設計，得出新風(fēng)機組的型號、臺數、冷卻盤(pán)管的排數。一個(gè)新風(fēng)系統通常是負擔若干個(gè)房間的新風(fēng)供應，不可能根據每個(gè)房間來(lái)進(jìn)行設計。

　　只能根據其中的典型房間來(lái)進(jìn)行設計，該典型房間應能代表該新風(fēng)系統中大多數房間的負荷特征。

　　1、確定新風(fēng)終參數（1）、己知風(fēng)機盤(pán)管選用7t：冷水水溫，標準水流量G風(fēng)機盤(pán)管對空氣處理的熱濕比=250/=11468k/kg客房室內熱濕比：經(jīng)試算，確定新風(fēng)終狀態(tài)點(diǎn)為隊=90，室內綜合熱濕比= 2、風(fēng)機盤(pán)管選型Carrier風(fēng)機盤(pán)管004型的標準全熱冷量為3300kcal/h=3838ww，計算其在題設工況下的全熱冷量：3、風(fēng)量校核：004型Carrier.風(fēng)機盤(pán)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(shí)換氣次數為7.6次/h，中檔風(fēng)量時(shí)換氣次數為5.2次/h滿(mǎn)足要求。

　　4、新風(fēng)機組選擇（略）五、結語(yǔ)風(fēng)機盤(pán)管是一種定型產(chǎn)品，其熱濕能力僅與進(jìn)口空氣參數、風(fēng)量、冷凍水水溫和水流量有關(guān)。

　　空調設計時(shí)，雖然可通過(guò)調整上述參數來(lái)改變風(fēng)機盤(pán)管的熱濕能力，但這種改變是很有限的。然而，風(fēng)機盤(pán)管作為半集中空調系統的末端裝置被應用于各種場(chǎng)合，不同的場(chǎng)合要求不同的熱濕過(guò)程，這樣只能通過(guò)對新風(fēng)終參數的調整來(lái)滿(mǎn)足設計要求。一般地，室內熱濕比高，如旅館客房，要求新風(fēng)溫度高；室內熱濕比低，如餐廳，要求新風(fēng)溫度低。