组合空调机组表冷器计算的若干问题

组合空调机组表冷器计算的若干问题

韩书生

【摘要】空调系统的正常有效运行,是由系统的正确设计、可靠施工和先进的控制系统所决定的,空调系统中的主要设备-组合空调机组的过滤器阻力取值、机组附加热交换能力及表冷器性能的计算尤为关键.本文就有关问题加以分析,并提出一种对表冷器设计选型、校核计算的方法:在具有干球效率安全系数α=1.0时的热工性能值,推算出该表冷器α≠1.0时的热工性能值.

【期刊名称】《发电技术》

【年(卷),期】2010(031)006

【总页数】3页(P55-56,61)

【关键词】表冷器计算;干球效率;安全系数

【作者】韩书生

【作者单位】上海日兴建筑工程设计咨询有限公司,上海,200092

【正文语种】中文

【中图分类】TU831.4

改革开放30多年来，全国的工商业、经济、科技、教育等各个领域发生了翻天覆地的变化，经济的迅猛发展使得人们对生活水平、生活环境的追求日益提高，其中对生产、生活环境的要求尤为突出，工业、民用建筑中空调系统不可缺少，空调设备的市场前景无可估量。为此，空调设备生产企业遍布全国各地，不可胜数。

不同的生产厂商对组合空调机组配置的表冷器性能各异，设计人员难于掌握表冷器

的具体参数，设计中亦难于选定表冷器的具体型号，取而代之的是提出对空调器额定的制冷量、制热量、风量、机外余压等参数的要求，由组合空调机组生产商根据要求进行具体计算，设计人再对生产商提交的计算书进行审核。笔者在对某生产商提交的计算书进行审核时发现以下问题：

（1）过滤器阻力按初阻力计算；

（2）未进行风机、电机附加散热量的计算；

（3）表冷器选型计算程序没考虑“干球效率安全系数”。

目前对过滤器阻力计算存有三种争议：

（1）初阻力说：设计人员在进行管路阻力计算时考虑了足够的安全余量，采用初阻力就可以满足要求；

（2）终阻力说：过滤器寿命周期内的各性能均应满足设计要求，当阻力达到2倍初阻力时就应该清洗或更换过滤器，设计计算时应考虑管路阻力的安全余量；（3）1.5倍初阻力说：折衷了初阻力说和终阻力说。

笔者认为采用1.5倍初阻力说和终阻力说来计算均可以，两者的区别仅在于过滤器清洗和更换的频度不同，但是不能采用初阻力说来计算，管路阻力计算时考虑安全余量是为了弥补管道加工瑕疵、现场变更等不可预见因素而预留的，没有任何人可以保证管道不存在瑕疵，供应的设备必须保证留有安全余量。

设计人员提出的制冷量应该是空调机整机冷量（空调机进、出风口之间的空气焓差），不是表冷器前后的空气焓差，安装在空调器内部的风机和电机对表冷器处理后的空气存在升温因素，因此应附加此部分热量到表冷器计算冷负荷中。它不宜按电机安装容量进行附加值计算，应按照风机的输入轴功率除以电机效率后的数值来确定，并扣除空调机进、出风口全压所包含的能量。此部分能量在空调机中还未转化为热量，例如要求空调机机外余压600Pa，所选风机全压1000Pa，其中只有400Pa的能量在空调机内转化成了热量，机外余压600Pa在空调机外的风管中才

转化为热能。

《空气调节设计手册》水冷式表面冷却器计算中引入了干球效率安全系数α，其物理概念为“考虑内部结垢、外部集灰后的安全系数”，在进行表冷器计算时，计算人员必须考虑结垢和集尘的影响，设计手册中给出了不同应用环境时的α值。例如：冷热两用盘管α=0.9，约相当于传热系数K值降低20%，但是一些组合式空调器供应商采用的计算程序未引入此参数，相当于α=1，如此计算出的表冷器只能在开始使用的有限时间内与计算结果相一致，意味着要频繁的清洗管内结垢和外部集灰。在某项目计算书审核过程中，计算人员提出以往的很多项目没有发现空调机因为冷量不足而影响使用效果的辩解，笔者认为表冷器计算和实际使用效果是两回事，问题没有暴露可能是多种因素影响的结果。

例如：冷负荷计算不准确（安全余量过大）或超风量运行等。一辆汽车设计速度200km/h，不意味每个人都能开出此速度，亦不能说因为大部分人不能开到

200km/h，就可以降低设计速度。本人认为计算必须严谨，应考虑的因素必须考虑周全。

生产商使用的计算程序未考虑α值，表冷器的结构参数隐含在编译程序内无法调阅，在生产商计算人员不能提供表冷器结构参数的情况下，如何才能计算出考虑α值后的表冷器性能呢？笔者采用以下方法：

（1）根据冷负荷用计算程序初步选择一个表冷器，把冷负荷放大10%左右进行选型计算。应按实际冷负荷和实际供、回水温差计算出冷媒水循环量，在计算程序中按定流量变温差工况计算。

（2）表冷器选定后，表冷器内的水流速度ω、迎面风速υy、表冷器水管通水断面积f均不变。因此表冷器结构参数E0、Eg基本不变。

（3）利用表冷器计算结果，由文献[1]计算公式6－2反算出表冷器接触系数：

式中 E0—接触系数；

t1—表冷器前的空气干球温度，℃；

t2—表冷器后的空气干球温度，℃；

ts1—表冷器前的空气湿球温度，℃；

ts2—表冷器后的空气湿球温度，℃。

（4）由文献[1]中公式6-1计算表冷器干球温度效率，电脑选型输出表冷器参数为不考虑积尘系数时的能力参数，即α=1时的参数，由公式（2）反算出Eg：

式中α—考虑内部结垢、外部集灰的安全系数，取1；

Eg—干球温度效率。

（5）根据公式（3）求出当α≠1时的 t2：

式中 tj—表冷器冷水进水温度，℃。

（6）根据公式（1）变换求出当α≠1时的ts2：

（7）根据t2和ts2查i－d图，求出表冷器后的空气焓值h2。

（8）根据公式（4）分别求出当α＝1和α≠1时的ξ，两者应该相差不大。

式中ξ—析湿系数；

cp—空气定压比热容，kJ/（kg·℃）；

h1—表冷器前的空气焓值，kJ/kg；

h2—表冷器后的空气焓值，kJ/kg。

（9）根据公式（5）求出当α≠1时的制冷量，如果此制冷量大于要求的制冷量即满足要求，否则选择新的表冷器重新进行校核计算。

式中 G—通过表冷器的空气量，kg/h；

Q—表冷器制冷量，kW。

（1）过滤器阻力的确定采用1.5倍初阻力说和终阻力说来计算均可以，两者的区别仅在于过滤器清洗和更换的频度不同，但是不能采用初阻力说，管路阻力计算时考虑的安全余量是为了弥补管道加工瑕疵。