两管制风机盘管选型方法的分析

杨 吉（株洲市规划设计院，湖南株洲412008）

两管制风机盘管选型方法的分析

杨 吉（株洲市规划设计院，湖南株洲412008）

本文概述了两管制风机盘管最常用选型方法。从控制湿度的角度，通过理论及实际分析两管制风机盘管和控制器结合后的功能；提出适用、有效的风机盘管选型方式。

两管制风机盘管；选型；温度双位控制

引言

两管制风机盘管是半集中式空调中常用的设备，广泛应用于宾馆、办公楼、商住、科研机构等场所。两管制风机盘管构造形式简单、控制方式有限，对空气只能完成降温（除显热）、降温除湿或加温三种处理方式。因此，如何正确选用两管制风机盘管，使其处理能力能最大程度满足室内空气处理要求，是设计盘管系统设计中的重要环节。下文侧重从室内湿度控制角度，对工程实际中常用的选型方法作对比分析。

1 两管制风机盘管选型的方法

1.1 根据全热冷负荷选型（以下简称冷量选型）

根据逐时冷负荷计算的最大值，参照风机盘管样本或《风机盘管机组》（GB/T19232-2003）中的基本规格及修正值选定风机盘管的型号、数量。然后对机组的送风量按照换气次数进行校核，最后选定合适的机外静压，完成选型。

1.2 利用焓湿图和空气处理过程计算风量选型（以下简称风量选型）

风机盘管对室内空气的处理过程，是把室内空气从N点处理到M点。其过程在焓湿图上如图1。

送风量计算公式为：

式中：Q——设计工况下冷负荷，W；

G——设计工况下的风量，kg/s；

hM——风机盘管出口空气的比焓，kJ/kg；

图1 风机盘管空气处理过程（供冷）

hN——风机盘管入口空气的比焓，kJ/kg。

根据式（1）得到的风量，参照风机盘管样本或《风机盘管机组》（GB/T19232-2003）中的基本规格选定风机盘管的型号、数量，然后对机组的送风量按照换气次数要求进行校核，最后选定合适的机外静压，完成选型。

还有一些文献 [1]、[2]、[3]中提出或介绍了其他选型的方法，工程设计中很多设计人员也有自己的选型方法；但这些方法基本上都是基于以上两种基本方法的变形或改进。利用冷量或者风量中的一个进行计算，另外一个进行校核；取适当的安全系数；选择合适的静压。

2 风机盘管对空气处理过程及控制方式分析

2.1 风机盘管对空气处理过程的特点

按照《风机盘管机组》（GB/T19232-2003）中基本规格的要求，风机盘管标准工况为：进口空气干球温度27℃，湿球温度19.5℃，进口水温7℃，水温差5℃。当风机盘管运行工况为非标准工况时，应进行修正。给出了风机盘管全热冷量和显热冷量的修正公式：

徐渭在《墨葡萄图》中的题画诗里把自我比作为熠熠生辉但却闲抛闲掷野藤中的颗颗明珠。这样一位饱读诗书、才华横溢的栋梁才俊却半生落魄，也只能迎着萧瑟的晚风独立书斋，仰天长啸，悲叹天意弄人、时运不济。心怀鸿鹄之志，却怀才不遇，报国无门，身心俱疲的徐渭只能醉心于酣畅淋漓的水墨世界悲愤地逃离这个冰冷混沌的俗世。也许是整个时代陷入了空前的危机之中，明末清初的文人画坛普遍地形成了一种厌世思想和愤世情怀，并由此导致了文人画家自我表现意识的加强，有如八大山人、苦瓜和尚、老莲居士、傅山、金农等。

式中：

QF——设计工况下的全热冷量，W；

QtF——设计工况下的显热冷量，W；

Qn——名义工况下的全热冷量，W；

Qtn——名义工况下的显热冷量，W；

t1——设计工况下风机盘管进风干球温度，℃；

ts1——设计工况下风机盘管进风湿球温度，℃；

W——设计工况下的水流量，kg/s；

Wn——名义工况下的水流量，kg/s；

从式（2）和式（3）中可以看出，影响风机盘管冷量的因素有：空气初状态、水量及水温。水量不变时，全热交换能力与室内湿球温度相关；潜热交换能力与干球温度和湿球温度相关。室内空气状态和风机盘管的处理能力之间相互影响，室内空气状态无法有效控制。特别对于除湿能力，指出风机盘管不能按照所需承担的室内负荷计算，应该以风机盘管的去湿能力为依据。在实际的运行过程中，风机盘管的去湿能力还很大程度受控制方式的影响。

2.2 风机盘管的控制模式分析

目前，风机盘管控制方式有很多种。介绍了一些风机盘管及相类似表冷器的新型控制器。但由于各种原因，实际应用并不广泛。工程中使用得最多的控制方式如图2。控制器根据用户设定的温度和和选定的风速进行调节。温控器根据设定温度与实际检测温度的比较，关停或者启动风机；风机启动时电动二通阀开启，风机关闭时电动二通阀关闭。

这种控制方式是基于温度的双位控制，其控制过程与湿度无关。在这种控制模式下，室内空气湿度不能得到有效控制。风机盘管型全热冷量小于室内负荷需求时，温度将达不到设定值，室内温度不可控；当风机盘管型全热冷量大于室内负荷需求是，温度可达到室内温度设定值，室内温度可控。但当选定过大时，控制器将频繁启动，不利于运行稳定（见图2）。

图2 两管制风机盘管控制示意图

3 案例分析

下面以株洲一办公建筑北向四楼一间财务室 （4.8m× 5.1m×3.0m）为例，对比采用不同的方法选型及运行效果分析。按照室内温度为26℃，相对湿度60%计算，办公室的逐时冷负荷如表1。

表1 逐时冷、湿负荷表

3.1 按照冷量选型

取逐时冷负荷最大时刻15：00的冷负荷2402W。参照《风机盘管机组》（GB/T19232-2003）选择FP-51型的风机1台，额定风量为510m3/h，额定供冷量2700W。根据式（2）和式（3）修正，实际供冷量为2872W，满足全热冷量要求。校核换气次数6.8次/h，满足换气次数要求。

3.2 按照风量选型

根据逐时冷负荷最大时刻15：00的热湿比10196。根据焓湿图及式（1）计算，送风量为776kg/h，折合风量为648m3/h，需选择FP-68风机盘管1台，额定风量为680m3/h，额定供冷量3600W。根据式（2）和式（3）修正，实际供冷量为3830W。

由计算可看出，采用风量选型时的结果比采用冷量选型要大。从温度考虑两种选型都能满足要求，下面从湿度方面分析选型带来的差异。

3.3 运行及除湿量分析

对风机盘管采用最常用的温度双位控制时，单位计算时间内风机盘管的除湿能力进行分析：

在8：00时刻是单位时间内，采用FP-51型风机盘管因为温度控制，实际等效开机时间为：1684.5/3380=0.56（h）；风机盘管对室内的除湿能力为：0.56×1.39=0.78（kg/h）；

采用FP-68型风机盘管因为温度控制，实际等效开机时间为：1684.5/3369=0.42（h）；风机盘管对室内的除湿量为：0.42× 1.87=0.78（kg/h）。其他时段计算方法相同，风机盘管的有效开机时间和除湿能力如表2。

表2 有效开机时间和除湿能力表

由表2可以看出，当室内热湿比小于风机盘管的最小热湿比时（8：00时间段），风机盘管无法完全处理湿负荷。在其他时刻，由于双位控制的存在，风机盘管型号大小对除湿能力没有实质的提升。

风量选型的风机盘管比冷量选型的盘管有效开机时间短，阀门启停更频繁。对冷冻水管路系统的稳定性不利。

4 结论

基于风量选型选定的风机盘管比使用基于冷量选型的要大。采用常用的温度双位控制加三速开关的控制器时，增大风机盘管的型号并不能提升风机盘管对室内的潜热的去除能力。综合考虑经济性、合理性，风机盘管应以冷量选型为宜。

[1]林小闹，曾冬琪.风机盘管机组选型问题的探讨[J].暖通空调，2011（41）：59～62.

[2]吴国珊.风机盘管机选型方法的比较[J].制冷与空调，2008（8）：56～58.

[3]刘宗源.风机盘管机组的合理选用[J].暖通空调，2003（5）：7～11.

TU83

A

2095-2066（2016）24-0156-02

2016-6-28

杨 吉（1982-），男，工程师，研究生，主要从事工程设计方面的工作。