关于空气焓值的计算与低温大温差盘管的设计

（公式 1－2） 单位 kj/kg 干空气 单位 华氏 F 单位 华氏 F
其中 Ws 为饱和空气的绝对含湿量 F 为空气的干球温度 Fw 为空气的湿球温度
华氏与摄氏温标的计算公式 F 1.8 T 32 饱和空气的绝对含湿量 Ws 的实验公式
（公式 1－3）
Ws 8.0264 104 2.4525 105 Fw 2.524106 Fw2 2.5855 108 Fw3 4.0381010 Fw4
R 2 Cw Vw 0.8
（公式 2－5）
其中 Cw 为一常数，是一个与水管相关的常数，工程上可以通过公布的文献 资料或实验确定； Vw 为水管内的流速。 3/ R3，R4 分别为空气侧、水侧污垢热阻，这是一个人为设定的参数，当然 还有金属的接触热阻和热传导热阻，这部分热阻与上述 4 个热阻相比很小，工程 上可以忽略不计。 为保证低温，大温差的水盘管性能与常规的 7℃进水 12℃出水盘管相比，对
而低阻力的盘管的水流量远远高于设计值。 因此合理的盘管水流程的应用，既能节能降耗，又能降低设备的初投资，是 在空气处理机组产品设计及应用中应予以充分关注。 作者简介： 1990 年 上海机械学院（现上海理工大学）动力机械分院工程热物理专业毕业， 工学学士学位 1990－1993 年 上海通惠－开利空调设备有限公司 技术部，产品设计 1993－ 上海新晃空调设备有限公司 产品设计及工程应用 参考文献 图 书 作 者 名： （美）汪善国 书 名：空调与制冷 出版地点：中国北京 出 版 者：机械工业出版社 2006 年 1 月
于相同风量的机组，只要盘管不变，R1、R3、R4 热阻是不变的，唯一需要考虑 的是水侧热阻 R3 不能降低，即水流量降低，水速不能降低，要保证水流速在 1 －2m/s 之间，过低的水流速一方面会有较大的热阻，影响水盘管的整体换热系 数 K，另一方面长期运行会加大水管内表面的污垢；而过高的水流速一方面会增 加水阻力，另一方面会产生“气蚀”问题，加速铜管的磨损，影响盘管的使用寿 命。 按（公式 2－5）计算，2m/s 水流速的热阻只是 1m/s 时的 0.57，是 0.5m/s 的 0.33，虽然水侧热阻相对空气侧热阻要小，但即使这样，水流速增加一倍或降低 一半，对整个传热系数 K 值的影响也在±10％，所以水流速对于提高盘管的换 热性能影响还是很大的，特别是小流量的盘管，如果不进行水流程更换，K 值的 下降幅度在 20－30％之间。 通常的水流程有 3 种: 即 1/2 流程――――半流程(HF-half flow) 1 流程――――单流程(SF-single flow) 2 流程――――双流程(HF-double flow) 在这里不再描述 这里再推荐 3 种水流程
上述通用的物理含义为：流量＝推动力/阻力 R R1 R 2 R3 R 4 （公式 2－3） 在工程计算中，我们只考虑热阻 R 有 4 个热阻组成，分别为： 1/ R1 为空气侧热阻，在工程计算中是一个只与通过风速相关的函数：
R1 Ca Va 0.67
（公式 2－4）
其中 Ca 为一常数，是一个与盘管翅片间距、形式相关的常数，工程上可以 通过“瞬变态”实验方法确定； Va 为迎面风风速，风速范围在 1.02－4.06m/s 之间，对于表冷工况，平翅片 推荐迎面风速需小于 2.5m/s，开窗片或波纹片，为提高空气侧的紊流，推荐迎面 风速为不大于 2.75 m/s。 2/ R2 为水侧热阻，在工程计算中是一个只与水速相关的函数：
（公式 1－4） 通过上述 4 个公式，利用空气的干、湿球温度可以快捷、精确计算空气的焓 值。 换热器的能力计算公式为 Q K F T （公式 2－1）
其中 Q 为换热量 单位为 kw F 为换热面积 单位为 m2。 K 为换热系数 单位为 kw/( m2×℃) T 为对数平均温差 单位为℃ 需要说明的是，盘管换热面积有两个，一是水侧的换热面积，二是空气侧的 换热面积，所以基于不同的换热面积 K 值是不同的，一般的换热器的 K 值是基 于管内面积（水侧）的数值，但在行业内一般是以强化换热面（空气侧）为基准， 不管基于何种换热面积，都有不便之处，笔者认为以盘管的迎风面积作为 K 值 的基准最为方便，原因有两点一是迎风面积与水侧、空气侧换热面积都成正比关 系，二是迎风面积比两个换热面积更加直观。 公式 2－1 可以调整为 Q T 1可以覆盖从 1000－60000m3/h 风量的水 盘管流程，同时合理的流程设计应用，即要兼顾 K 值系数，又要充分考虑水阻 力，建议水盘管的水阻力在 70kPa 以下，过高的水阻力即影响节能运行，又会影 响与同一系统的低阻力的盘管的平衡，导致高阻力的盘管水流量到不到设计值，
H = 1.005 T W 2500.9 1.86 T
（公式 1－1）
其中 H 为空气焓值 单位 kj/kg 干空气 T 为空气的干球温度 单位 摄制℃ W 为空气的绝对含湿量 单位 kg/kg 干空气 空气的绝对含湿量 w 的实验公式
W Ws 0.000218 F Fw
关于空气焓值的计算与空气处理机组大温差盘管的设计
陆坚 摘要：本文分两部分，第一部分论述空气焓值的计算方式，有利于大规模的数值 计算，并方便修改；第二部分论述了大温差空气处理机组大温差盘管的设计 Abstract: This paper divided into two parts, the first part, dealing with the calculation of the air enthalpy value is conducive to large-scale numerical computation and to facilitate change; second part, dealing with a large temperature difference air-handling unit coil design of large temperature difference 关键词：空气焓值 大温差 水流程 Key words: air enthalpy value large temperature difference water flow 随着大型离心机组的效率提高，低温（冷冻水出水温度 5℃以下）与小流量 （即大温差）空调系统已经越来越普遍的应用，虽然对于冷水机组而言，由于蒸 发温度的降低，冷冻水量的减少，降低了冷水机组的效率，但从整个系统来看， 由于减少空气端产品与冷冻水循环系统的容量，减小了风管的尺寸，提高了建筑 的利用率，并降低了系统的运行费用。 因此空气端产品（主要是空调箱与风机盘管）在此种系统下的设计，或在与 此系统类似的蓄冰系统和为了满足特定的工艺条件下的低温送风， 将变得十分重 要。 我们知道，空气的焓值对于空气端产品（空调箱与风机盘管）的换热器－水 盘管的能力计算十分重要，在探讨大温差水盘管设计以前，我们先介绍空气的焓 值计算。 空气的焓值一般可以通过两种方法： 焓值计算方法 焓湿图法 计算软件 优点 直观 精确 由于计算软件， 不能嵌入常规 精度差， 不适于大规模的数值 缺点 的 excel 程序，同样不适于大 计算 量的计算 在此，推荐一个较为简便的空气焓值计算，可以通过在 excel 程序内部建立 函数计算公式方便地计算