冷水大温差对风机盘管性能参数的影响

冷水大温差对风机盘管性能参数的影响

•随着国民经济的发展，人民生活水平的提高，中央空调的高速发展使得暖通空调能耗在建筑能耗中占的比例越来越大，降低暖通空调系统的能耗势在必行。由于常规空调系统采用冷水大温差系统后,可以在经济上获得明显的效益，因此，大温差设计也成为近年来暖通设计人员的考虑之一。本文根据风机盘管冷量的综合表达式，推导出了冷冻水大温差下风机盘管全热冷量、潜热冷量、显热冷量、析湿系数比值的公式，分析了各性能参数随供水温差的变化趋势，并提出了改善的措施，为冷冻水大温差系统的能耗分析提供了一定的参考。

关键字：风机盘管

1.引言

在公用和民用建筑物中，中央空调水系统冷冻水泵和冷却水泵的耗电量占整个空调系统耗电量的30％左右，制冷机组约占60％[1]。随着技术的不断革新，制冷机组的能耗水平已有了显著的下降[2]，而空调水系统的能耗却未得到足够的重视，以至于在整个系统中所占的比例越来越大。水系统设计不当将大大增加运行能耗，因此，如何选择合理的水系统对空调系统的节能有着重要意义。

大温差设计是相对国内常规设计，即冷冻水温度参数7℃/12℃（温差为5℃），冷却水温度参数为37℃/32℃（温差为5℃）而提出来的。在实际运行中，我们把冷水进出口温差和冷却水进出口温差二者或其中之一大于名义工况给定温差的运行，称为大温差运行[3]。

其中，冷水大温差运行所带给整个空调系统的影响是造成其运行特性变化的关键。

空调大温差运行是通过改变冷水和冷却水的运行参数，减少输配水泵的能耗，弥补因大温差引起的冷水机组能耗的增加而实现节能的[4]。但是，供回水温差增大对空调系统末端装置的影响却是不容乐观的。

风机盘管机组是半集中式空调系统的关键设备。本文根据风机盘管冷量的综合表达式，推导出冷冻水大温差下风机盘管全热冷量、潜热冷量、显热冷量、析湿系数比值的公式，进而对其各性能参数的变化进行了分析。

从以上的表和图中可以看出，冷冻水进水温度与温差不相同时，风机盘管各性能参数的变化也呈现不同的规律：

(1)对于同一供水温度而言，随着供水温差的加大，风机盘管全热冷量、显热冷量、潜热冷量和析湿系数都降低，而热湿比增加。并且显热冷量变化比较缓慢，潜热冷量变化比较快，而全热冷量的变化介于两者之间。

(2)冷冻水供水温度降低，供水温差对风机盘管全热冷量、显热冷量、潜热冷量和析湿系数的影响会随之减小。例如，对于7℃、6℃、5℃的供水温度，对比的常规的7℃供水温度、5℃的供水温差的情况，在相同的供水温差9℃的时候，风机盘管的全热冷量分别降为其值的77.9％、83.6％、90.8％，显热冷量分别降为86.5％、91.2％、97％，潜热冷量分别降为56.6％、64.6％、75.2％。

4.弥补温差增大带来的不良影响

由以上的分析可知，要使大温差设计在运行时真正能达到节能的目的，对风机盘管必须采取一定的措施来弥补大温差带来的不良影响。

(1)降低冷水的进水温度。由以上的分析不难看出，降低冷冻水供水温度，可以提高风机盘管的去湿能力和制冷能力，部分抵消冷水供水温差增大对风机盘管带来的不良影响。

(2)增加盘管的排数。文献[6]以1000m3/h风量的风机盘管为例，在冷冻水供、回水温度分别为7.2℃/12.8℃、5.6℃/15.6℃的情况下，通过选型得出的所需水盘管的排数如表1所示。可见，增加风机盘管的排数，可以提高风机盘管的制冷能力和去湿能力，与小温差情况下达到相同的效果。

(3)在盘管内部加装扰流器强化换热，以达到减少水盘管排数的目的。如表2所示。

5.小结

由以上的分析可知，随着供回水温差的增大，在风机盘管冷量下降的同时，风机盘管的去湿能力也明显下降，这很容易带来空调房间的去湿要求得不到满足。另一方面，适当降低冷冻水的供水温度，可以部分抵消冷冻水供水温差增大所带来的不良影响。

因此，要使大温差设计在运行时真正能达到节能的目的，对风机盘管而言，必须采取一定的措施来弥补大温差影响。如降低冷冻水温度、增加盘管排数、在盘管内部加装扰流器强化换热等等