组合式空调箱优化设计

王永全

（厦门烟草工业有限责任公司，福建 厦门 361000）

1 背景

组合式空调箱，需根据不同的使用工况，进行针对性的设计配置。在使用过程中，因使用环境灰尘多，容易污染表冷器，且表冷器盘管排数多，不便于清洗。横向加热盘管，蒸汽在加热盘管中冷凝，未能及时排除的蒸汽凝结水，会对加热盘管的转弯处管道液击，造成盘管泄漏。风机蜗壳腐蚀严重。空调箱漏风及外表凝露。空调箱基础偏低，水沟沟底偏高，使得空调箱可配置的存水弯高差偏小，空调箱排水不畅。现有设备尺寸局限，难以进行设备改造及新技术应用。因此有必要进行优化设计及配置。

2 优化措施

2.1 推拉式挡水器

空调箱表冷器采用6组或8组的换热盘管，盘管及翅片较密，干湿混合，容易堆积污垢，应对空调表冷器进行定时清洁打理。表冷器的总厚度有300mm左右。如果采用固定式安装在表冷器后面的挡水板，这样造成表冷器后端维护时，无法采用水枪冲洗表冷器翅片。表冷器脏堵严重，降低了表冷器的换热效率，增加了空调箱的风阻力。设计采用整体移门式安装，左右可推拉的挡水器。冬季或过渡季节不使用表冷器时，可以把挡水器推到一侧，一部分空气不穿过挡水器，减少风机运行阻力，达到节能的效果。推拉式表冷器挡水板，可以采用2～3mm厚的不锈钢板折板作为边框。采用上滚轮悬挂和下滚轮支撑的方式，支撑挡水板。两片挡水板，采用在中间局部搭接的方式，并排安装。

2.2 竖直换热盘管

蒸汽加热器，采用竖直安装的蒸汽换热盘管，蒸汽在换热盘管中进行换热冷却后，产生了蒸汽凝结水，能够在凝结水自身重力作用下，及时排到换热器的底部，减少蒸汽凝结水对横向盘管转弯处的液击，减少蒸汽换热盘管的破损，提高蒸汽换热效率。在换热盘管的底部，安装有换热盘管的连接管。换热盘管中产生的蒸汽凝结水排到连接管中。既使是蒸汽供汽管路关闭的情况下，蒸汽在盘管内放热凝结，盘管内存在负压的情况下，蒸汽凝结水也能在自身重力作用下，排到换热盘管底部。在换热盘管的下方，采用钢管引出连接管道内的蒸汽凝结水。在钢管管道上，安装蒸汽疏水阀，及时将蒸汽凝结水疏水排出。

2.3 风机防腐

由于蒸汽在加热器盘管内冷凝，在加热盘管中存有蒸汽凝结水。蒸汽通过加湿器时，因加湿器疏水不良，容易使得蒸汽加湿器送风带水。采用微雾加湿，需要较长的加湿距离。容易因送风带水，雾化不完全使得风机，特别是蜗壳被腐蚀。因此可以采用不锈钢风机，或者采用高附着性的金属锌漆、环氧树脂漆，提高风机的防腐性能。也可在风机的蜗壳上贴敷防腐性能良好的铝薄膜，减少蒸汽凝结水等对风机蜗壳的腐蚀。无论采用何种措施，需要不破坏风机的静平衡和动平衡。不加重风机的整体腐蚀和局部腐蚀。由于不锈钢风机的造价高，如将镀锌板风机全部换成不锈钢风机，则将产生较大的费用。因此，结合现场的实际情况，对现有风机采取简单的措施，提高风机的防腐性能，延长使用期限，则是很有必要的事情。另外，从源头上，减少空调送风带水，延长微雾加湿的空气加湿距离，也是减少空调风机蜗壳腐蚀的有效方法。

2.4 采用防腐保温箱板

空调箱板的强度，对于空调箱具有重大的影响。如空调箱板强度偏低。在空调运行过程中，受到空调气流的正压、负压影响，空调箱板将会发生漏风、变形，使得空调漏风率偏高，不符实标准要求；甚至发生箱板折断，脱落等事故发生。空调箱板的保温性能，使得空调箱内外的空气温度尽可能的少互相影响，减少空调运行能耗。因此，空调箱板一般采用金属箱板作为边框，中间采用聚氨酯发泡材料进行发泡填充。而且箱板的厚度，材质要符合一定的要求。箱板内表面采用厚度≥2mm的SUS304不锈钢材质，外表面采用厚度≥1.5mm彩钢板材质。箱板中间填充的聚氨酯的密度也有要求。一般来说，填充密度较大，隔热性能较好。中间采用聚氨酯发泡，其密度控制在50kg/m³左右，确保运行时所有外表面无凝露现象出现。空调箱体安装时，需采用铝合金材料搭设空调箱体的龙骨。空调箱板安装在龙骨上。由于铝合金具有较好的热传导性能。因此，对于涉及到空调箱内表面换热，外表面换热的龙骨，需采用防冷桥设计。防冷桥设计的龙骨，可以采用聚氨酯材料作为连接材料。即内部龙骨参与内部换热。内部龙骨通过聚氨酯材料与外部龙骨连接。外部龙骨参与外部换热。总体上，由内部龙骨、聚氨酯连接材料、外部龙骨组成总的龙骨架构，能够有效的防止换热损失，提高能源利用效率。

2.5 提高空调箱基础高度

空调箱四周设置排水沟，排水沟与空调箱基础采用混凝土一次性浇筑成型，减少水沟漏水。水沟底面需设定一定的坡度，以方便冷凝水的排水。水沟内壁需贴敷瓷砖，以方便对水沟的日常清洁。空调箱积水的主要原因是空调箱的安装高度不足，冷凝水在排水管中没有足够的排出压力作用，难以形成自动流动状态。空调箱基础高度不足时，空调箱内冷凝水排水不畅。冷凝水在空调箱体内积聚，将会腐蚀空调箱内的设备部件，造成部件腐蚀。在空调箱内形成水垢，细菌滋生，污染空调箱内使用环境。空调箱内积水，还会造成空调气流含湿量偏大，送风带水等不良后果。在计算空调箱存水弯的高度时，需将以上水沟坡度、贴敷瓷砖增加的高度计算在内，并留有部分余量，以满足空调箱运行时冷凝水等排水顺畅，减少空调箱内的积水、漏风。如计算基础高度较高时，可以部分采用钢架基础代替混凝土基础。建议空调箱基础的高度至少200mm以上。

2.6 预留设备尺寸

空调箱投入运行后，由于种种原因，可能需要根据实际使用情况，做进一步的优化改进，增加设备的功能段或者进行功能段的位置调整等。如果空调箱的尺寸偏小，或者尺寸刚刚好，则对后期的改造有很大的制约。设备的整体尺寸，特别是在设备长度方面，可以适当留有余量，以预留今后的箱体改造或新技术应用，增加功能段需求。建议空调箱在长度上，能够预留1～2m的距离，便于后期的改进优化。预因为空调的过滤是空调箱改造的重点工作之一留的部分，可以预留在空调箱体的回风过滤段附近。预留在此位置，今后改造的可能性较大。如果未进行改造利用，在回风过滤段位置较为开阔，也便于日常对空调箱过滤滤网的更换操作。另外，也可以将预留段放置在空调箱表冷器之后，加热器之前。既能用于今后对表冷器的改造使用，也能满足今后对加热器，加湿器的改造使用。如未及时加以利用，作为过渡段，便于对空调箱挡水板的操作，便于对空调表冷器的清洗操作。表冷器和加热器的位置距离较大，也有利于减少了相关的冷热干扰。

3 结语

采用如上技术改进后，便于日常对空调箱表冷器进行清洁保养，减少设备故障，提高设备的换热效率。加热盘管的破损明显减少，减少了设备故障，减少蒸汽的泄露损失。风机受腐蚀减少，保证了风机的静平衡，延长了风机的使用年限。箱体无明显漏风和凝露现象，减少空调的泄露损失，延长了空调箱板的使用年限和外观的整体美观。空调箱排水顺畅，箱体内无明显积水现象，空调箱体内无明显腐蚀现象，空调送风温湿度稳定，送风带水小。同时预留了适当的空间，便于今后对设备改进和新技术应用。