130 风机盘管在冷冻水大温差下的性能变化

风机盘管在冷冻水大温差下的性能变化

合肥工业大学 宣晨晨 祝健

摘要：基于建筑节能要求简要介绍了空调冷冻水大温差技术，指出空调冷水大温差技术虽然有其节能意义，但会影响到空调末端机组的运行特性。争对目前普遍使用的风机盘管末端机组，引入了风机盘管性能回归方程，利用MATLAB 软件编程计算功能，通过编辑程序计算出了在不同风机盘管进出水温度与温差条件下的制冷与除湿能力相应值。绘出风机盘管性能随进出水温度及温差变化曲线图，证明了大温差条件下风机盘管机组的制冷能力与除湿能力均有衰减，并给出了改善风机盘管制冷与除湿能力下降的方法。

关键词：大温差 风机盘管 MATLAB 除湿能力 0 引言

目前国内常规空调设计，冷水系统均采用5℃供回水温差，即冷冻水为7℃供水、12℃回水；冷却水为32℃供水、37℃回水。随着空调行业的不断发展及建筑节能要求地不断提高，近年来大温差小流量空调水系统方案得到广泛关注，GB50189-2005《公共建筑节能设计标准》要求冷水供、回水温差不应小于5℃，并表示在技术可靠经济合理的前提下宜尽量加大冷水供回水温差。输送系统采用大温差技术，因其冷水特性为小流量大温差，可有效降低冷水泵输送能耗，容易满足部分负荷运行的特性，则有实现系统节能运行的条件，国内几项采用冷水大温差的项目也因此得到了广泛关注。但值得指出的是冷冻水温差不仅影响到冷冻水系统，也将影响到空调末端机组的运行特性，风机盘管作为目前普遍使用的空调末端机组，本文将利用Matlab 软件针对风机盘管末端机组在大温差下的性能变化进行分析。 1 冷冻水大温差对风机盘管机组性能的影响

风机盘管在不同的冷水初温、温差下，对于相同的室内外条件，其热工性能是不同的。现引用风机盘管性能回归方程来定量分析大温差系统对风机盘管性能的影响[1]

。风机盘管大温差下各冷量相对值、析湿系数及热湿比真实值的大小如下式：

1.580.58

11t 5(

)()12.5wb w t t Q t

-=∆ 0.70.3240.32411111s 5

()()()()2019.512.5w wb wb w t t t t t Q t

---=∆

l s 01

(

)1

Q Q ξξ-=- 1.580.2560.256

11111152.24(

)()()12.5wb w wb w w t t t t t t t

ξ--=-∆

2500(11/)εξ=-

式中, t Q —

—风机盘管的全热制冷量相对值； s Q ——风机盘管的显热制冷量相对值； l Q ——风机盘管的潜热制冷量相对值； 1t —空气进口干球温度； 1wb t —空气进口湿球温度；

1w t —冷冻水进口水温；

ξ—风机盘管处理过程析湿系数；

ε—风机盘管处理过程热湿比。

各冷量相对值均是与标准工况（1t =27℃，1wb t =19.5℃，1w t =7℃，△t=5℃）的比值。依据以上公式在MATLAB 软件中编辑程序，计算出三种不同水温条件下的风机盘管各冷量相对值、析湿系数及热湿比值，如下表所示：

利用MATLAB 软件中的plot 函数绘图功能，对表格中数据进行处理，绘出风机盘管在不同水温条件下的性能曲线图。由表中数据结合曲线图可以看出：

图 1 7℃供水温度不同供回水温差下风机盘管制冷量变化曲线图

图 2 不同供水温度与供回水温差下的风机盘管析湿系数的变化曲线图

（1） 在三种供水初温条件下，随着供回水温差的增大，风机盘管的全热冷量、显热冷量、潜热冷

量均有不同程度的下降。其中显热制冷量的衰减程度最小，而潜热制冷量的衰减程度最大，表现为风机盘管除湿能力的减弱，全热制冷量的受影响程度居于二者之间。

（2）在相同的供回水温差条件下，析湿系数与各制冷量的相对值均随着冷冻水进口水温的降低而增大。当冷冻水进口温度为5℃，供回水温差为7/8℃时，各指标与标准工况下大小相近。

（3）在已选的大温差（6/14℃）条件下，其全热、显热、潜热冷量均较标准工况有不同程度的降低，潜热制冷量为标准工况的0.698。当供回水温差达到10℃时，除湿能力较标准工况下降了65.6%。

由上述结论可知原有风机盘管机组在大温差条件下将无法满足空调使用要求，可以采取一些措施对风机盘管机组进行改造，来缓解冷量衰减状况：

（1）增加机组中的盘管排数和传热面积，适当降低冷水通过盘管的流速，来增大机组制冷能力与除湿能力。

（2）适当降低冷冻水进口温度也可在一定程度上增大风机盘管机组的制冷量与除湿能力。

2 结论

(1) 冷水大温差会对风机盘管机组的性能产生影响，通过计算得出随着供回水温差的加大，风机盘管的制冷与除湿能力均会有所下降，温差越大衰减程度越大。适当地降低冷冻水进水温度可以缓解这种情况。

（2）可以通过增加风机盘管机组中的盘管排数和传热面积等相应措施来增大机组的制冷与除湿能力。

参考文献

[1] 韩伟国，陆亚俊.风机盘管加新风空调系统ε值比较设计方法[J].暖通空调，2002，32(5):80～83.

[2] 于丹，陆亚俊.冷水大温差对表冷器及风机盘管性能的影响[J].暖通空调，2004，34(3):77～79.

[3] 吴晓艳,杨昌智等.冷水大温差对风机盘管性能参数的影响.2006全国暖通空调制冷学术年会会议

论文集.2006