组合式空调机组各段体设计选型

概述本课件描述了组合式空调机组的设计参数、性能要求、设计工况及各元件设计和选型方法。

功能段包括混合段、初效过滤段、中效过滤段、表冷段、热盘管段、电加热段、各种加湿、风机段、消声段等二十余种功能段。

组合式空调机组的具体命名方法可参阅GB/T14294-2008《组合式空调机组》：组合式空调机组的基本设计工况：风机段、消声段等进行自由组合，对空气的进行处理，满足客户对空气洁净度和舒适度、环境噪声的需求。

现行标准：GB/T14294-2008《组合式空调机组》，该标准侧重空气动力和热工能；EN1886-1998《建筑通风用空气处理机组机械性能》，该标准是EN标准系列中建筑通风和空调用机组系列标准的一部分，侧重箱体结构的机械性能。

换热器设计计算方法换热器用来实现空气与热源载体——水进行能量交换的设备，是空调末端产品中最重要的部件之一。

主要构件有进出水管、集水管、铜管、翅片、U型管、端板等，下面主要介绍表冷器大小、翅片形式、铜管大小等的选择，其结构上的知识不做介绍。

一般换热器的命名方法：换热器的中文名称加三个主参数，即：换热器 M*N*L，M表示换热器厚度方向铜管排数，N表示换热器高度方向的铜管数，L表示换热器有效长度（即换热铜管长度），如：换热器 4*20* 1500，表示4排换热器，高度方向有20根管，换热器铜管的有效长度为1500。

换热器的其他构件相关尺寸都是以这三个基本参数为依据换算而来。

换热器的的系列代号方法如下：完整的换热器的表示方法如下：ZK．HRQ3Z 换热器M×N×L （换热器系列部件图样代号及名称）ZK．HRQ3Z 换热器8×24×2015 （换热器系列部件图样代号及名称）表示换热管规格为φ16、总水管通径为DN65（3型管）、8排（M=8）换热管、每排管数为24（N=24）、换热器迎风面长度或换热管有效长度为2015mm（L=2015）的左式换热器。

具体名称命名方式可参阅换热器命名。

换热器的设计：一、基本参数的设计：M 一般尽量按客户要求选择，在客户没有要求的情况下，我们根据N、L的值，加上我们的经验公式（见后）进行计算。

N、L 根据我们规划的段位尺寸，保证换热器在表冷段中便于安装，且有最大的换热面积和迎风面积，具体的段位尺寸见组合空调标准段位图。

二、翅片和铜管的选择一般情况下有波纹片、开窗片、平片三种翅片形式。

波纹片主要是与φ16铜管配套，开窗片、平片与φ9.52铜管配套。

风机盘管主要采用φ9.52铜管套平片，空调箱按风量区别，5000m3/h以上的采用φ16铜管套波纹片，5000m3/h以下的采用φ9.52铜管套开窗片。

波纹片与φ16铜管换热器特点：风阻较小，换热能力较小。

开窗片与φ9.52的换热器特点：风阻较大，换热能力较大。

平片与φ9.52的换热能力最小。

三、铜管管路的分布根据载体——水在管路中的走向及流程分布，管路可以分为：全回路、1/2回路、3/4回路等，目前多采用的为全回路、1/2回路。

全回路布管方式的特点：流速较慢，管路阻力小，但换热系数小。

适用于换热能力较小的机组。

1/2回路布管方式的特点：流速快，管路阻力大，但换热系数大。

适用于换热能力较大的机组。

3/4回路布管方式的换热系数介于以上两种之间。

四、换热器的经验计算公式（最后一列是以0610为例进行的计算）：一、风机的一些基本知识及分类风机的定义：风机是一个装有两个或多个叶片的旋转轴推动气流的机械。

主要有三个部分组成：叶轮（亦称涡轮或转子）、壳体以及驱动设备。

一般没有直联电机的风机主要组成部分：风轮、机壳、框架、轴承、轴、出风法兰（部分有），其中风轮、轴承、轴是关键的部件，需要特别注意。

风机性能参数：风量、静压、动压、功率、效率、静压效率等，性能曲线：Q-η（风量与效率）、P（压力，包括动压、静压）-Q（风量）等，其中Pst-Q（静压～风量）曲线是风机最重要的性能曲线，也是风机选型中最重要的依据。

风机的类型：离心式，轴流式，贯流式。

离心式：空气从轴向进入，径向吹出，风量较大，压力大；轴流式：空气从轴向进入，轴向吹出，风量大，压力较小；贯流式：空气在风机是两进两出，径向进径向出，再径向进径向出，风量小、压力小、噪声低。

二、离心式风机的分类和特点离心式风机是末端机组常用到的风机类型，另外也用到风管机，天顶机等按叶片旋转方向分类：（1）前向离心叶轮的旋转方向与叶片的弯曲方向一致，叶片宽度较小，叶片形式有：a 、前弯多翼型薄叶片，目前我们公司末端的风机都属于此类；b、前弯机翼型叶片，多为塑料风机；（2）后向离心叶轮的旋转方向与叶片的弯曲方向相反，叶片宽度大。

叶片形式有：a、后倾后弯曲机翼型叶片，目前组合式空调机组中大风量，高静压风机属于此类；b、后弯曲型斜扭叶片。

特点：风量较大，压力大。

前向离心适用于风量大，而压力相对较小的场合，比如末端产品的空调箱、风机盘管、阻力较小的组合空调、挂式空调、移动空调等；后向离心适合与风量大，压力大，比如，高阻力的组合空调，还有需要四面出风的场合，比如天顶机等。

三、轴流风机的分类和特点轴流风机的特点：风量大，压力低，运行转速比较低，噪声大。

主要用在一些通风设备中，对风量要求大，而压力要求较低的场合。

比如家用空调的室外机、风冷热泵等。

其叶片形式有多种：牛角型，主要用于车间吹风；镰刀型，主要用于风冷热泵等；半椭圆性，主要用于通风，如台扇等。

四、贯流风机贯流式风机是一种用得比较少的风机，运行转速很低，压力很小，运行噪声很低。

目前主要用在家用空调的室内机，但次中风机易产生一种啸叫声。

让人听着及不舒服。

五、风机的选型离心风机是我们末端的主要风机，选型以此为例。

风机的选型需要几个基本参数：风量(m3/h)、静压或全压(主要是静压，单位Pa)、出风口速度(m/s)、功率，而选型的基本依据是性能曲线，最重要的是P-Q（静压～风量）曲线。

在进行风机的选型之前，先要了解与风机有关并且常会遇到的几个术语：静压、动压、全压、风机全压、风机静压、气体流量、风机的内部功率、轴功率、静压效率、机械效率等。

静压：静压即气流中某一点的或充满气体的空间某点的绝对压力与大气压力之压差。

该点的压力高于大气压时为正值，低于环境大气压时则为负值。

它同样作用于各个方向，与速度无关，是气流中潜能的量度。

动压(也称速度压)：动压是将气体从零速度加速至某一速度所需的压力，与气流动能成正比。

动压只作用于气流方向，并且永远是正值。

其计算公式为：Pt=(1/2)ρνν式中V=速度（m/s），ρ为空气密度（kg/m3）。

全压:它是静压与动压之代数和，它是气流中所存在的全部能量的量度。

风机全压定义：风机出口平均全压与风机进口平均全压之代数差。

它是风机对气体施加的总机械能的量度，其测量方法详见下图。

风机静压：风机静压是用于评估风机的抗阻能力。

必须在某一转速下，定风量下才能根据风机的静压高低来说明风机的抗阻能力强弱。

某转速下，风量和转速有一定的关系，用P-Q曲线表示。

风量（气体流量）：它是风机每秒钟所推动的空气立方米数(CMS)，而与空气密度无关。

风机的内部功率：风机的内部功率是对一个既定体积克服既定压力而运动所需的功率（有效功率或内部功率）假定其效率是100%时：静压有效功率=(Q×Pst)÷1020；全压有效功率=(Q×Pt)÷1020；式中Q—空气体积，CMS，Pt—全压，Pa，Pst—静压，Pa。

轴功率：它是风机实际所需的功率，因为风机实际上不能100%有效，所以比内部功率（AKW）要大，它包括V—皮带驱动机构、附件（如轴承）和其它需要加至风机的能量。

计算公式为：W=(Q÷1020)×(Pt÷ηt)，式中ηt=风机总效率静压效率（S.E）：它是静压有效功率除以风机输入的能量。

计算公式为：S.E= 输出功率÷输入功率= (Q×Pst)÷(1020×W)机械效率（M.E）：亦称作全压效率（Et），是输出能量与输入能量之比。

计算公式为：M.E(Et)= (Q×Pt)÷ (1020×W)以上10个术语中，其中轴功率、静压效率、机械效率（也称全压效率）这三个参数会出现在风机选型软件的性能参数表上，是对已定风量和压头的空气系统选择风机型号的重要数据。

风机选型风机选型的必须条件：1、性能参数和性能曲线；2、使用环境的阻力。

性能参数和性能曲线：风机性能都是用曲线表示出来的，重点是Pst-Q曲线下图所示，它能用图形方式描述整个系列风机的性能，同一种风机在三个不同转速下的性能曲线。

根据设计的额定风量、要求的静压，在Pst-Q曲线上选择能达到要求风机转速。

同时根据功率-风量曲线选择出相对应的电机参数。

现在各个风机厂家都有自己的选型软件，选型软件上有各种风机的运行参数曲线。

我们只需输入相关的额定值，软件都会提示有那些风机能满足要求。

不管什么方式选择风，都会有二个或多个风机可满足要求，此时我们要根据功率、效率、噪声等几个空调重要的考察参数确定最佳方案。

最佳风机的选择应正好在性能曲线的最高效点或在它的右边，而在P-Q曲线最高点的稍左,最终选择风机型号时经济方面（即成本控制）通常是决定因素。

注意：a 选择风机工作点特别注意不要在性能曲线的不稳定区域（在全压效率最高点的左侧）择风机。

b 在全压效率和静压效率都较高的点上去选择风机还要结合考虑其最小能耗（即轴功率）和风机的极限转速。

对于各品牌风机，应通过实验验证其宣讲的参数与实际的偏差，每个公司都会将自己的产品效率等讲得高一点。

另外，风机轴承寿命、配用的电机功率和电机极数也是风机选型需考虑的另外两个因素，对于风机而言，其实际转速在其极限转速的80%时运行并配置适当大小的传动轮可以提高轴承的寿命。

而配用的电机转速与风机的实际转速有关，风机在实际运行时到底该配多少极数的电机才为合适，在电机选型中有详述。

六、风机的串联与并联选型1、风机的串联是指当系统阻力特别大，一台通风机不足以克服时，可选用两台或以上的风机串联运行，共同克服统阻力。

串联风机在系统中输送同一风量，而系统的阻力则是各个风机所克服的阻力叠加。

2、风机的并联是指当需要的风量特别大，一个风机满足不了要求时，可选用两台以上的风机安装于同一系统中并联运行，共同输气。

并联风机所要克服的是同一系统的阻力，而系统中通过的风量则是并联各个风机输出风量的叠加。

在我们的空调箱中运用得很多，如10000m3/h的机组，其全压为400Pa，如果选用两台相同型号的风机并联输气时，单个风机的选型参数则是：风量为5000m3/h 和全压为400Pa最终选出来的风机型号与单风机选型方法相同。