摘要：本文針對干工況風(fēng)機盤管加新風(fēng)的空調(diào)方式的幾個相關(guān)問題進行了討論，包括干工況風(fēng)機盤管加新風(fēng)的空調(diào)工程各種參數(shù)的確定、其節(jié)能情況和經(jīng)濟性，并提出了一種新型新風(fēng)機組，用以實現(xiàn)我國風(fēng)機盤管加負(fù)壓通風(fēng)系統(tǒng)從濕工況改造為干工況。

關(guān)鍵詞：干工況 風(fēng)機盤管 節(jié)能 新風(fēng)機組

0 引言

在我國傳統(tǒng)的中央空調(diào)工程很多都采用風(fēng)機盤管加新風(fēng)工程（濕工況），存在盤管表面積存濕垢、產(chǎn)生霉菌的問題。SARS疫情以后社會有關(guān)方面對現(xiàn)有空調(diào)方式的偏見，使得人們再次對風(fēng)機盤管干工況運行的利和弊進行思考。實際上，除了干工況風(fēng)機盤管空調(diào)工程在運行時對建筑空氣品質(zhì)、隔絕污染方面所應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任有意義以外，它在運行能耗的貢獻是明顯的。關(guān)鍵是針對我國現(xiàn)有的風(fēng)機盤管加新風(fēng)空調(diào)工程采用干工況運行時，出現(xiàn)的問題進行改造或在運行模式上進行必要的調(diào)整。

1 現(xiàn)有中央空調(diào)方式的弊病

民用建筑的中央空調(diào)大部分是舒適性空調(diào)，過去我們偏重研究如何保證舒適度以及如何節(jié)能，而對室內(nèi)空氣品質(zhì)的研究往往只停留在理論研究上，在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中也缺少明確的約束。因此，對空調(diào)方式進行審視，提出或重新認(rèn)識新的，更安全的空調(diào)方式是極為有必要的。

在我國傳統(tǒng)的中央空調(diào)工程通常采用全空氣工程及風(fēng)機盤管加新風(fēng)工程（濕工況）。這里只討論風(fēng)機盤管加負(fù)壓通風(fēng)系統(tǒng)。

新風(fēng)機組和風(fēng)機盤管工程指在空調(diào)房間內(nèi)設(shè)置風(fēng)機盤管，對室內(nèi)空氣進行處理，室外新風(fēng)經(jīng)集中處理的新風(fēng)機組處理后送入房間。國內(nèi)的該類工程在夏季通常將新風(fēng)處理到室內(nèi)焓值，不承擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷，由風(fēng)機盤管承擔(dān)室內(nèi)的濕負(fù)荷和顯熱負(fù)荷，因此，風(fēng)機盤管通常處于濕工況。風(fēng)機盤管加新風(fēng)的空調(diào)工程存在以下問題：

1) 新風(fēng)機組通常采用冷卻盤管除濕，盤管表面長期帶水，在停止運行時（夜間及非工作日），表面溫度升高，并與空氣接觸，容易滋生細(xì)菌，污染新風(fēng)。

2) 風(fēng)機盤管根據(jù)室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)，控制濕度的能力較弱。過渡季節(jié)中隨著顯熱負(fù)荷的減少，為保持室內(nèi)空氣溫度，風(fēng)機盤管的水溫相應(yīng)提高，除濕能力相應(yīng)下降，室內(nèi)含濕量有所增加。

3) 風(fēng)機盤管的凝結(jié)水。風(fēng)機盤管承擔(dān)室內(nèi)的熱濕負(fù)荷，去濕過程有冷凝水產(chǎn)生，容易出現(xiàn)細(xì)菌滋生和漏水污染天花板的問題。潮濕的盤管表面往往成為細(xì)菌等致病微生物的滋生地，微生物又隨著空氣的送入污染整個建筑內(nèi)部環(huán)境。

2 干工況風(fēng)機盤管工程相關(guān)參數(shù)的確定

2.1 確定新風(fēng)加干工況風(fēng)機盤管空調(diào)方式的相關(guān)參數(shù)

2.1.1 負(fù)荷

1) 室內(nèi)顯熱負(fù)荷Qx：室內(nèi)顯熱負(fù)荷包括圍護結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷，室內(nèi)燈光產(chǎn)生的冷負(fù)荷，室內(nèi)設(shè)備排熱產(chǎn)生的冷負(fù)荷，以及人員顯熱負(fù)荷。

2) 室內(nèi)潛熱負(fù)荷Qq及室內(nèi)散濕量W：對一般民用建筑來說，室內(nèi)潛熱負(fù)荷和濕負(fù)荷主要是由人員產(chǎn)生的潛熱負(fù)荷及散濕量。

3) 新風(fēng)負(fù)荷Qw：

其中，Qw：新風(fēng)負(fù)荷，W；

Gw：新風(fēng)量，kg/s；

iw：室外空氣焓值，kJ/kg；

iN：室內(nèi)空氣焓值，kJ/kg；

2.1.2 風(fēng)機盤管參數(shù)

1) 風(fēng)機盤管風(fēng)量GF：

其中，GF：風(fēng)機盤管風(fēng)量，kg/s；

Qx：由風(fēng)機盤管負(fù)擔(dān)的室內(nèi)顯熱負(fù)荷，W；

to：風(fēng)機盤管送風(fēng)溫度，oC；

tN：室內(nèi)空氣溫度，oC；

c：干空氣定壓比熱，kJ/kg. oC，計算中取c=1.01

2) 風(fēng)機盤管進出水溫度：

室內(nèi)風(fēng)機盤管在干工況下運行，冷凍水溫度必須高于室內(nèi)露點溫度。當(dāng)室內(nèi)干球溫度25℃，相對濕度50%，含濕量為9.8g/kg，露點溫度為13.85℃。，考慮一定的安全因素，風(fēng)機盤管送水溫度可定為15℃，回水溫度定為18℃。

2.1.3 新風(fēng)機組參數(shù)

1) 新風(fēng)量Gw：新風(fēng)量對改善室內(nèi)環(huán)境的空氣品質(zhì)起著重要的作用，但它也是增加建筑能耗的不利因素。房間新風(fēng)量的合理確定應(yīng)滿足：

a 滿足人的衛(wèi)生要求；

b 補充房間局部通風(fēng)量并維持其正壓要求。

對多數(shù)采用風(fēng)機盤管加負(fù)壓通風(fēng)系統(tǒng)的民用建筑來說，新風(fēng)量主要是滿足人員的最小新風(fēng)量。各國根據(jù)建筑中房間的用途，都制定了每人所需新風(fēng)量的標(biāo)準(zhǔn)，如美國的ASHRAE62-1989標(biāo)準(zhǔn)、我國的《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》（GBJ19-87）。我國規(guī)定，影劇院、博物館、體育館、商店為8m3/（h·人）；辦公室、圖書館、會議室、餐廳、舞廳、醫(yī)院門診部和病房17 m3/（h·人）；旅館客房30 m3/（h·人）【2】。

2) 新風(fēng)送風(fēng)含濕量do：

其中，do：送風(fēng)含濕量，g/kg；

dN：室內(nèi)空氣含濕量，g/kg；

W：室內(nèi)濕負(fù)荷，g/s；

G：送風(fēng)量，m3/h。

3) 新風(fēng)送風(fēng)溫度

新風(fēng)送風(fēng)溫度對風(fēng)機盤管工程中諸多因素皆有影響，

a 送風(fēng)溫度決定了新風(fēng)可承擔(dān)室內(nèi)顯熱負(fù)荷，，新風(fēng)溫度越低，承擔(dān)的顯負(fù)荷越多，可相應(yīng)減少風(fēng)機盤管的承擔(dān)量，節(jié)約風(fēng)機盤管面積；

b 送風(fēng)溫度越低，對風(fēng)管的保溫要求越高，保溫的一次投入會增加；

c 送風(fēng)溫度過低時，還可能出現(xiàn)由于低溫空氣易于下沉，使人有吹風(fēng)不適感；送風(fēng)裝置表面溫度低，稍不注意可能發(fā)生凝露現(xiàn)象。所以如果送風(fēng)溫度很低時，新風(fēng)工程應(yīng)該采用誘導(dǎo)比較大的誘導(dǎo)風(fēng)口，高的混合比使得冷空氣在0.3~0.4m處被加熱到室內(nèi)溫度，因此避免了吹冷風(fēng)的不適感。

2.2 新風(fēng)機組的設(shè)計與研制

采用風(fēng)機盤管干工況下運行的新風(fēng)機組與一般的空氣處理設(shè)備相比，處理風(fēng)量相對較小，但單位風(fēng)量所承擔(dān)的熱濕負(fù)荷相對較大。因此，需確定新風(fēng)機組的設(shè)備配比形式。有必要研制一種新風(fēng)機組，而且在確定這種新型的新風(fēng)機組中的各種參數(shù)時，應(yīng)具體考慮到對現(xiàn)有建筑的原有工程改造，從而帶來更多的現(xiàn)實意義。

2.2.1 表冷器的熱工計算

新風(fēng)機組處理的新風(fēng)焓差較大，溫度也較低（見圖1），新風(fēng)機組宜采用直接蒸發(fā)表冷器的空調(diào)機組處理新風(fēng)。直接蒸發(fā)式表冷器即把制冷工程的蒸發(fā)器放在空調(diào)箱中直接冷卻空氣。進行直接蒸發(fā)式表冷器的熱工計算也應(yīng)用到濕球溫度效率Es和通用熱交換效率E。

直接蒸發(fā)式表冷器的濕球溫度效率定義為：

其中：t0是制冷工程的蒸發(fā)溫度，ºC

ts1，ts2是處理前、后空氣的濕球溫度，ºC

通用熱交換效率為：

其中：t1，t2是處理前、后空氣的干球溫度，ºC

t3是空氣處理的理想終溫，ºC

Es的大小與蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)形式、迎面風(fēng)速以及制冷劑性質(zhì)有關(guān)，可由實驗求得。有了生產(chǎn)廠家提供的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)參數(shù)及Es , E’,就可以進行直接蒸發(fā)式表冷器的熱工計算。由于蒸發(fā)器是制冷工程中的一個部件，所以它能提供的冷量大小一定要和制冷工程的產(chǎn)冷量平衡，即被處理空氣從直接蒸發(fā)式表冷器得到的冷量應(yīng)與制冷工程提供的冷量相等。應(yīng)根據(jù)空調(diào)工程和制冷工程熱平衡的概念對蒸發(fā)器進行校核計算，定出合理的蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、冷卻水溫、冷卻水量等【1】。

2.2.2 表冷器的阻力計算

表冷器的阻力分為空氣工程的阻力和水工程的阻力。

1) 空氣阻力 表冷器作為空氣處理設(shè)備中的一個重要部件，對流經(jīng)其表面的空氣會產(chǎn)生一定阻力，這一阻力與換熱器型式、構(gòu)造、以及空氣流速有關(guān)，對于一定結(jié)構(gòu)特性的表冷器阻力可由實驗公式計算求出。但是由于表冷器有干、濕工況之分，而且濕工況的空氣阻力△Hs比干工況的△Hg大，并與析濕系數(shù)有關(guān)，所以應(yīng)區(qū)分干工況與濕工況的空氣阻力計算公式【1】。新風(fēng)機組中的表冷器為濕工況，△Hs=Bvy

2) 水阻力 表冷器對冷熱媒介質(zhì)在管內(nèi)的流動也會產(chǎn)生阻力，△h=Cwq。對于直接蒸發(fā)式表冷器，它與制冷機是一個整體，它對與制冷機來說就是制冷機的蒸發(fā)器。

B，C，q，y為實驗的系數(shù)和指數(shù)。

2.2.3 過濾段

對于大多數(shù)工業(yè)與民用建筑空調(diào)都以溫濕度要求為主，對室內(nèi)空氣污染物濃度沒有具體要求，通常設(shè)置一道粗效過濾器，對送入的空氣只進行一般的凈化處理。SARS疫情以后，人們更關(guān)心室內(nèi)空氣品質(zhì)，對于多數(shù)設(shè)有空調(diào)工程的民用建筑在防止微生物的污染的問題上需要進一步研究并找到合理的解決辦法。

型號 風(fēng)量 全壓轉(zhuǎn)速 功率KW

FPB-I-3.5 4225 280 2900 0.75

FPB-I-12 62763 624 960 18.5

FPB-II-4 3050 110 1450 0.37

FPB-II-6 11000 152 1450 1.5

FPB-II-1253420 220 960 11

FPB-III-5 12083 498 2900 4

FPB-II-1274567 625 960 30

備注：另存其它風(fēng)量型號，請來電垂詢。

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