风机盘管干工况运行的若干问题探讨.docx

风机盘管干工况运行的若干问题探讨摘要本文针对干工况风机盘管加新风的空调方式的几个相关问题进行了讨论包括干工况风机盘管加新风的空调系统各种参数的确定其节能情况和经济性并提出了一种新型新风机组用以实现我国风机盘管加新风系统从湿工况改造为干工况关键词干工况风机盘管节能新风机组引言在我国传统的中央空调系统很多都采用风机盘管加新风系统湿工况存在盘管表面积存湿垢产生霉菌的问题疫情以后社会有关方面对现有空调方式的偏见使得人们再次对风机盘管干工况运行的利和弊进行思考实际上除了干工况风机盘管空调系统在运行时对建筑空气品质隔绝污染方面所应承担的责任有意义以外它在运行能耗的贡献是明显的关键是针对我国现有的风机盘管加新风空调系统采用干工况运行时出现的问题进行改造或在运行模式上进行必要的调整现有中央空调方式的弊病民用建筑的中央空调大部分是舒适性空调过去我们偏重研究如何保证舒适度以及如何节能而对室内空气品质的研究往往只停留在理论研究上在标准规范中也缺少明确的约束因此对空调方式进行审视提出或重新认识新的更安全的空调方式是极为有必要的在我国传统的中央空调系统通常采用全空气系统及风机盘管加新风系统湿工况这里只讨论风机盘管加新风系统新风机组和风机盘管系统指在空调房间内设置风机盘管对室内空气进行处理室外新风经集中处理的新风机组处理后送入房间国内的该类系统在夏季通常将新风处理到室内焓值不承担室内负荷由风机盘管承担室内的湿负荷和显热负荷因此风机盘管通常处于湿工况风机盘管加新风的空调系统存在以下问题新风机组通常采用冷却盘管除湿盘管表面长期带水在停止运行时夜间及非工作日表面温度升高并与空气接触容易滋生细菌污染新风风机盘管根据室内温度调节控制湿度的能力较弱过渡季节中随着显热负荷的减少为保持室内空气温度风机盘管的水温相应提高除湿能力相应下降室内含湿量有所增加风机盘管的凝结水风机盘管承担室内的热湿负荷去湿过程有冷凝水产生容易出现细菌滋生和漏水污染天花板的问题潮湿的盘管表面往往成为细菌等致病微生物的滋生地微生物又随着空气的送入污染整个建筑内部环境干工况风机盘管系统相关参数的确定确定新风加干工况风机盘管空调方式的相关参数负荷室内显热负荷室内显热负荷包括围护结构冷负荷室内灯光产生的冷负荷室内设备散热产生的冷负荷以及人员显热负荷室内潜热负荷及室内散湿量对一般民用建筑来说室内潜热负荷和湿负荷主要是由人员产生的潜热负荷及散湿量新风负荷风机盘管进出水温度室内风机盘管在干工况下运行冷冻水温度必须高于室内露点温度当室内干球温度相对湿度含湿量为露点温度为考虑一定的安全因素风机盘管送水温度可定为回水温度定为新风机组参数新风量新风量对改善室内环境的空气品质起着重要的作用但它也是增加建筑能耗的不利因素房间新风量的合理确定应满足满足人的卫生要求补充房间局部排风量并维持其正压要求对多数采用风机盘管加新风系统的民用建筑来说新风量主要是满足人员的最小新风量各国根据建筑中房间的用途都制定了每人所需新风量的标准如美国的标准我国的采暖通风与空气调节设计规范我国规定影剧院博物馆体育馆商店为人办公室图书馆会议室餐厅舞厅医院门诊部和病房人旅馆客房人新风送风含湿量其中送风含湿量室内空气含湿量室内湿负荷送风量新风送风温度新风送风温度对风机盘管系统中诸多因素皆有影响送风温度决定了新风可承担室内显热负荷新风温度越低承担的显负荷越多可相应减少风机盘管的承担量节约风机盘管面积送风温度越低对风管的保温要求越高保温的一次投入会增加送风温度过低时还可能出现由于低温空气易于下沉使人有吹风不适感送风装置表面温度低稍不注意可能发生凝露现象所以如果送风温度很低时新风系统应该采用诱导比较大的诱导风口高的混合比使得冷空气在处被加热到室内温度因此避免了吹冷风的不适感新风机组的设计与研制采用风机盘管干工况下运行的新风机组与一般的空气处理设备相比处理风量相对较小但单位风量所承担的热湿负荷相对较大因此需确定新风机组的设备配比形式有必要研制一种新风机组而且在确定这种新型的新风机组中的各种参数时应具体考虑到对现有建筑的原有系统改造从而带来更多的现实意义表冷器的热工计算新风机组处理的新风焓差较大温度也较低见图新风机组宜采用直接蒸发表冷器的空调机组处理新风直接蒸发式表冷器即把制冷系统的蒸发器放在空调箱中直接冷却空气进行直接蒸发式表冷器的热工计算也应用到湿球温度效率和通用热交换效率直接蒸发式表冷器的湿球温度效率定义为其中是制冷系统的蒸发温度是处理前后空气的湿球温度通用热交换效率为其中是处理前后空气的干球温度是空气处理的理想终温的大小与蒸发器的结构形式迎面风速以及制冷剂性质有关可由实验求得有了生产厂家提供的产品结构参数及就可以进行直接蒸发式表冷器的热工计算由于蒸发器是制冷系统中的一个部件所以它能提供的冷量大小一定要和制冷系统的产冷量平衡即被处理空气从直接蒸发式表冷器得到的冷量应与制冷系统提供的冷量相等应根据空调系统和制冷系统热平衡的概念对蒸发器进行校核计算定出合理的蒸发温度冷凝温度冷却水温冷却水量等表冷器的阻力计算空气阻力表冷器作为空气处理设备中的一个重要部件对流经其表面的空气会产生一定阻力这一阻力与换热器型式构造以及空气流速有关对于一定结构特性的表冷器阻力可由实验公式计算求出但是由于表冷器有干湿工况之分而且湿工况的空气阻力比干工况的大并与析湿系数有关所以应区分干工况与湿工况的空气阻力计算公式新风机组中的表冷器为湿工况水阻力表冷器对冷热媒介质在管内的流动也会产生阻力对于直接蒸发式表冷器它与制冷机是一个整体它对与制冷机来说就是制冷机的蒸发器为实验的系数和指数过滤段对于大多数工业与民用建筑空调都以温湿度要求为主对室内空气污染物浓度没有具体要求通常设置一道粗效过滤器对送入的空气只进行一般的净化处理疫情以后人们更关心室内空气品质对于多数设有空调系统的民用建筑在防止微生物的污染的问题上需要进一步研究并找到合理的解决办法运行能耗分析与传统的全空气系统空调及新风加风机盘管湿工况的方式运行能耗比较如下干工况风机盘管系统保持干工况运行则送入风机盘管的冷冻水温度需提高到处理空气的露点温度相对于湿工况的运行状态冷冻水水温提高则冷水机组的值亦可相应提高相同的冷量的能耗可相应的降低甚至有可能采用其他自然冷源如井水自来水冷却塔供水空气源热泵等或更节能的制冷方式以挖掘更多节能潜力全空气系统由于在过渡季节采用全新风或大部分新风方式运行来达到室内降温的目的而不需要启动人工冷源有显著的节能效果并能显著提高室内空气品质而新风系统由于可送入的新风量有限可利用的自然能源亦有限加长了一年中人工冷源的运行时间增加运行费用为降低新风机组加风机盘管系统的能耗应充分考虑自然冷源的使用新风机组处理的新风焓差较大温度也较低在采用冷水机组作冷源时如为了给新风机组提供温度较低的冷水而降低制冷系统的蒸发温度会造成冷水机组的制冷效率下降运行能耗增加若在通常的冷水温度下运行就需增加盘管的排数来增大换热面积盘管排数的增加和迎风面风速的减小使得表冷器的换热效率降低新风机组的体积增大金属耗费增加因此新风机组采用直接蒸发表冷器的空调机组处理新风得到了低的送风温度而且减少了机房的面积其他减少能耗的途径有组织排风时采用适当的热回收装置回收排风能量采用建筑能耗程序对建筑空调能耗进行模拟计算计算比较建筑内区外区的负荷差异建立空调系统费用的合理数学模型优化运行参数送风温度湿度风机盘管送水温度等经济分析新风系统承担室内全部的湿负荷和部分显热负荷新风机组的处理焓差大新风机组采用低温送风机组送出的新风温度较低风机盘管只承担部分显热负荷这样风机盘管可以保持干工况可省去凝结水管路减少了工程的设备投资和安装造价避免有凝结水产生防止发生凝结水滴漏对建筑及装修造成破坏的问题并防止细菌滋生室内湿负荷和显热负荷分开处理亦可避免显热负荷变化引起室内空气含湿量的不稳定新风系统送风温度较低空调机组规格缩小机房面积相应缩小节省了建筑空间风道变小吊顶净空风道占吊顶空间变小新风系统送风量小噪音低于常规空调机组结论采用新风加风机盘管干工况运行方式的系统不仅可以解决湿工况下滋生细菌污染新风所造成的建筑空气品质不佳的问题并且在运行能耗和经济性方面也有一定的贡献相对于湿工况的运行状态冷冻水水温提高则冷水机组的值亦可相应提高相同的冷量的能耗可相应的降低甚至有可能采用其他自然冷源如井水自来水冷却塔供水空气源热泵等或更节能的制冷方式以挖掘更多节能潜力为了获得温度较低的新风又避免冷水机组的制冷效率下降新风机组宜采用直接蒸发表冷器的空调机组处理新风风机盘管在干工况下运行室内无凝水没有细菌滋生的潮湿环境改善了空调房间的空气品质新风机组的过滤段引进了一种新型的空调过滤器使对引进的室外空气有很好的灭菌作用并采用紫外灯杀菌从风系统这个通道也切断了微生物对室内空气的污染参考文献何天祺康侍民卢军供暖通风与空气调节重庆重庆大学出版社采暖通风与空气调节设计规范北京中国计划出版社万建武钟朝安干工况风机盘管加新风系统的空调过程设计建筑热能通风空调石显能刘刚紫外线照射灭菌对空调环境微生物污染的防治东华大学学报