技术性能,提出了在空调工程中合理选用机组的方法,供有关人员交流。
风机盘管机组(fan-coilunit)简称风机盘管,是半集中式空调系统中不可缺少的重要装置,是空调领域末端设备中量大面广的应用产品。风机盘管机组在上世纪50年代首先应用于美国,它的出现到今天虽然己有半个多世纪的历史,但由于制造工艺水平的不断提高和产品规格型号的多样化,在世界各国仍然盛行。我国**台风机盘管机组是1966年研制成功的,随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,以及应用上明显的优点,风机盘管空调器在全国各地居住建筑和公共建筑中得以广泛采用,而且近年来它在技术上发展很快,使空气一水系统更加具有生命力。
为了提高工程中风机盘管的效能,长期以来技术人员主要从风机盘管新的规格和结构形式、提高传热效率、降低噪音、提高室内空气品质和自动控制水平等几个方面入手,做了深入的研宄,并且提出了很多设计和改进方案。然而,在实践应用中,因为风机盘管选型不当及风系统设计不合理造成的问题却时有发生。能够正确地理解和评价风机盘管的性能,合理选用机组、进行风系统设计是保证风机盘管空调系统成功的重要环节。
1风机盘管空调系统的工作原理风机盘管空调系统是属于半集中式、空气一水式系统,其工作原理是将风机盘管机组直接设在空调房间内,开动风机后,可将室内空气吸入机组,经空气过滤器过滤、再经盘管冷却或加热处理后,就地送入房间,以达到空气调节的目的。
风机盘管机组所用的冷媒水或热媒水,是由制冷机房或热交换站集中供应的。通常所说的风机盘管空调系统,多半指的是风机盘管机组加独立新风的系统,是目前中央空调系统的常见形式。室内所需的新鲜空气,是由新风处理机组将室外空气作集中处理后,经风道送入各个房间的。
室内的冷热负荷分别由空气和水来负担。
风机盘管空调系统的新风供给方式主要有以下三种:借助室外空气的渗入和室内机械排风以补给新风,机组基本上处理再循环空气。这种方案初投资和运行投资少,但室内卫生条件较差,室内温度场不均匀,因而只适用于室内人少的场合。
墙洞引入新风直接进入机组。如果机组靠墙安装,则可以采用此种方式。该方式投资省,节约建筑空间,但需要在墙上开新风口,会破坏建筑物外观。
由独立的新风系统供给新风。这种方式要求有一个新风机组处理新风,并可让新风承担一部分房间负荷,这样就提高了系统调节和运行的灵活性。当机组为暗装时,可采用如所示的新风直入式布置,新风口与风机盘管送风口并列,便于二者送风混合后进入工作区,目前*为常用。一般的舒适性空调系统,夏季通常将新风处理到室内状态的等焓线上,这种情况下,新风不承担室内冷负荷,空气处理过程如所示。新风由新风系统处理到L点,室内回风由风机盘管处理到M点,由状态点L和M混合可得状态点O再送至房间。
*毕明华,男,1972年生,山西繁峙人,桂林航专机械工程系教师,工程师,桂林电子科技大学在读工程硕士研究生。
风机盘管机组的结构比较简单,主要由盘管和风机组成,并由此得名。它是在一个不大的结构空间内,组装通风机以及铜管穿肋片的传热管束。目前国内产品采用的风机多为前向多翼双进风口离心式,为便于调节风机的转速,风机用电机采用了单相电容、低噪声调整电动机,以调整电压大小的方式改变其转速,转速一般分为高、中、低三档。通风机设计和制造水平,直接影响到整机的噪声指标,这对于风机盘管机组用于空调系统的末端尤为重要,因此通风机叶轮和外壳的形状及配合尺寸的设计、加工时的加工精度都不可忽视。盘管实际上是热交换器,一般采用铜管套铝片,管片结合紧密,传热性能好。热交换器形式结构不同,传热效果就会不同。为了提高传热性能,近年来热交换器的肋片片型有了很大发展,目前除平板型外,还有波纹板型、百叶窗型、条缝型和蜂窝型等多种。盘管下部装有凝水盘用来收集凝结水,并设排水管嘴。空气过滤器通常设在机组的下部或侧部,用来过滤回风中的尘埃,其滤料一般采用粗孔泡沫塑料。过滤器一般作成抽屉式,便于进行调换或清洗。风机盘管的箱体采用型钢骨架和薄钢板制成,其出口格栅作成固定式或可调式。维护面板可以拆卸,便于检修内部设备。明装机组箱体表面喷涂,与建筑装饰相协调,可兼作室内陈设。出风口位置有上出风和前出风两种。
为了提高风机盘管的应用范围,很多新的形式和结构的风机盘管不断被开发出来,除常见的卧式暗装机组外,还有立式明装风机盘管,立柱(柜)式风机盘管,壁挂式风机盘管,卡式风机盘管,立式暗装风机盘管等多种形式,换热量也从几百瓦到几十千瓦之间有多种档次。用户可根据房间结构形式、负荷大小和装饰特点来选择机型。
3风机盘管机组的优缺点优点:机组体型小,占地少,规格型号品种多,布置方便;控制灵活,各房间可独立调节室温,房间无人时可以关掉风机,从而比其它系统节省运转费用;如果只关掉风机、不关冷水或热水,对其它房间的正常使用影响不大,而且各个房间之间的空气互不串通;风机可多档变速,便于调节冷热量。
缺点:对机组制作质量有较高要求,否则在建筑物大量使用时会给维修工作带来诸多不便;由于受噪声的限制,风机转速不能过高,机组的剩余压头很小,影响室内气流的均匀分布。
4机组的供水系统风机盘管的工作需要热源和冷源,它的供水系统有三种。
双管制系统:一根供水管,冬季供热水,夏季供冷水;另一根为公共回水管。这种供水系统的优点是系统比较简单,初投资也较小。缺点是在过渡季节,当有的房间(如餐厅、舞厅)需要冷却,而有的房间又需要加热时,不能同时满足既供冷水又供热水的要求。
三管制系统:一根供冷水管,另一根供热水管,第三根为公共回水管。由温度调节器自动控制每个风机盘管供水阀门的转换;这种供水系统的优点是可解决同时供冷和供热,缺点是自控要求高,系统复杂,投资也高,还存在共用回水管由于冷热水混合而导致的冷热量损失的问题。
四管制系统:冷水供、回水管各一根,热水供、回水管各一根。这种供水系统的优点是控制方便,运行经济,可对空调房间温度实现灵活调节,同时还克服了三管制冷热量损失问题。缺点是初投资较大,往往在舒适性要求很高的建筑物内才使用。国外采用四管制较多……
由于成本的限制,目前国内写字楼中,安装了四管制风机盘管中央空调系统的很少,采用三管制风机盘管中央空调系统的项目逐渐增多。对于一般舒适性空调,采用双管制是可以满足要求的。我国兴建的各类高层建筑空调工程中,多采用双管制供水系统。
5机组的性能指标风机盘管有两个主要的性能指标,即风量和热(冷)交换量。风量由风机选型确定;热(冷)交换量则与盘管的传热面积、热(冷)媒的温度和流量以及经过盘管的空气温度和流速等因素有关。风机与盘管的设计匹配,对以上两个指标有重要影响,不同厂家的产品略有不同。总的来说,它们都具有一定程度处理显热和潜热负荷的能力。
我国在风机盘管检测指标中除了风量、供冷量、供热量外,还有如下一些项目:单位风机功率供冷量、水阻力、A声级噪声、凝露、凝结水处理、电机绕组温升、热态绝缘电阻、泄漏电流、接地电阻等。但我们在工程中评价一台风机盘管质量好坏的标准主要还是看其风量、冷量、噪声、耗电量这几个指标。
6选用机组时注意的问题我们在进行风机盘管选型时,首先应根据空调系统负荷计算结果确定机组所需风量、风压、冷热量以及出风口噪声和空气过滤等要求。同时还要意识到,因为近年来风机盘管产品的市场需求量逐年增大,从而促使国内许多厂家纷纷上马生产,产品质量参差不齐,这给工程的设计和产品的选型带来了不少困难。
盘管冷量不足问题是目前用户投诉*多的一个问题。
造成这种问题的主要原因是不少企业缺乏技术基础和测试手段,样本上的参数是从其它厂家的样本上抄袭或的,且自己生产的盘管热工性能又较差(这主要是由翅片形式、胀管质量、生产工艺等造成因此建议在进行项目考察时应注意生产厂家的测试设施与手段,很难想象一个没有自己测试装置的厂家能产生出好产品来。
另外噪声问题也是目前国内产品与国外产品差距较大的一个地方。造成这一问题的原因多在于中的电机与风机配置及匹配的不合理。另一个原因是厂家质量管理不严,装配工责任心不强,造成产品质量不稳定。所以我们在考察一个厂家产品时应查阅其由国家权威质检部门出具的该款产品的噪声检测报告。对于选用批量较大的工程项目应现场抽样送有关质检部门检测。
平时在选择风机盘管时不少人认为盘管技术早己过关,每个厂家的产品都大同小异,因而对于同规格型号的机组,往往只从价格考虑。表1是几个知名品牌的同款风机盘管机组性能比较。从表中我们可看出不同厂家的产品在冷量、耗电量、噪声方面确有不少差异,但仅从耗电量来讲,同款产品*大耗电量与*小耗电量之间竟相差约25%.可见,在选用风机盘管时也不能片面地考虑价格问题,同时分析其使用费用则会更合理些。
表1国内外几个品牌100(m3/h风机盘管性能比较品牌松下约克捷丰申达供冷量(W耗电量(W)注:所有参数均摘自有关厂家公开提供的样本除了以上讲的几条外,在盘管选型时还应注意其是否有质检部门出具的凝露试验合格报告。其凝结水盘保温应采用整体保温,水盘应优先选择长水盘。此外在同等条件下应优先考虑外型小重量轻的产品。关于电器方面的参数目前国内绝大多数厂家的产品均可达标,可不做为考察的重点。
7结束语近几年来,我国风机盘管采用了一些先进的技术,取得了一些明显的成果,大大提高了风机盘管机组的性能,缩小了与国外同类产品的差距。它在市场经济的氛围中将会向自控能力更强,更节约能源和精巧方面发展。作为工程设计人员,风机盘管的合理选用不仅直接影响空调效果,也是保证系统正常运行和降低空调能耗的重要环节,尤其是在高精度或有严格工艺要求的场合。选用风机盘管机组时,不仅要做到设计计算的准确,还要针对当前市场上各种产品的不同特点,合理评价和选型,才能创造一个舒适、运行经济合理的空调系统。