中央空调末端风机盘管表冷器、风轮、电机的合理匹配计算

中央空调末端风机盘管表冷器、风轮、电机的合理匹配计算

张兆银

（高达食品设备有限公司天津300385）

摘要：整理了风机盘管表冷器设计的热工计算方法，和各个部件的匹配计算。

关键词：风机盘管；热工；匹配

引言：风机盘管机组的结构比较简单，例如常见的吊顶式风机盘管；它是在一个不大的结构空间内，组装有离心式或贯流式的通风机以及铜管穿肋片的传热管束。风机盘管有两个主要的性能指标，即风量和热(冷)交换量。风量由风机选型确定；热(冷)交换量则与盘管的传热面积、热(冷)媒的温度和流量以及经过盘管的空气温度和流速等因素有关。风机盘管的传热管束是用直径较小的紫铜管穿上铝肋片，排成2至4排制成管束。冷热水在管内为蛇形往复流动，空气在管外肋片间穿行，同时被加热或冷却。

本文通过在公司实际工作当中总结的设计步骤方法整理而成，公司本身给客户生产风机盘管用表冷器，同时自己也生产部分的整机风机盘管，风轮和电机需要从外协厂订购，所以希望通过本例表冷器的校核热工计算和风轮及电机的匹配，达到完成整机设计的目的。

正文：

已知：进风干球温度27.0℃，湿球温度19.5℃

进水7.0℃，出水12.0℃

设计一款风机盘管要求风量1077m3/h(0.359KG/S)出风口静压为0Pa，出风干球15℃，湿球13.6℃(校核用公司现有3排12孔堆栈表冷器能否达到出风要求并匹配风轮电机)

解：第一步:计算表冷器的热工参数是否满足出风参数要求。

1)由空气的初终参数及进出水温度确定表冷器需要达到的两个参数Eg和E’

另外选配风轮时候根据机组结构要求会限制风轮的外形尺寸，所以根据样本选用KDF170/170风轮,风轮的各部分曲线如图所示，其转速是1235RPM，输入轴功率是93W,噪音是58db，效率是50%，出口风速是12m/s，全压151pa，可以看出风轮的效率不高，且噪音较高，这主要是机组的结构决定，如果结构允许选择范围更广可以选择同一厂家KDF200B/190风轮，其转速是853RPM,输入轴功率是68W,噪音51db，效率是53%可以看出如果结构允许光从性能上完全可以选出最优化的匹配，噪音小，低转速，效率高，低轴功率的风轮。

b)根据选好的风轮转速和轴功率配电机。

根据公式n=60f/p其中n是理论转速、f是电源频率、p是极对数。例如本题计算要求电源是115v，60HZ所以4级电机转速是n=60x60/2=1800RPM,6级电机转速n=60x60x/3=1200RPM,所以本例只能选用4极电机要求输出功率93W,转速1235RPM，提供这两个参数给电机厂就能订购回适合的电机。

下面谈谈具体选型时应注意的几点。

1、盘管冷量不足：这个问题是目前用户投诉最多的一个问题。造成这种问题的主要原因是不少企业没有自己的测试手段，样本上的参数从其它厂家的样本上抄袭的，且自己生产的盘管热工性能又较差(这主要是由翅片形式、胀管质量、生产工艺等造成)。因此建议在进行项目考察时应注意该厂家的测试设施与手段，很难想象一个没有自己测试装置的厂家能产生出好产品来。

2、风量：目前我们在进行具体工程设计中往往是根据计算所得冷负荷通过查阅有关厂家的样本来选择风机盘管。如何考虑盘管的风量是一个问题。国内市场上多数厂家的盘管都只有一种三排管的，但也有厂家提供二排管的盘管。笔者认为对于大多数民用建筑空调系统而言选择二排管的盘管更为有利(对高湿度场合例外)。这是因为二排管的产品在同样冷量下风量较大，这将增大空调房间的换气次数，有利于提高空调精度及舒适性。同样冷量下，采用小温差、大风量送风，会取得比大温差、小风量送风更佳的空调效果。

3、机外余压：由于我国目前的盘管国家标准规定风机盘管的风量、冷量及噪声等参数的测试均是在机外静压为0Pa的条件下进行的。但在实际使用中盘管出风口前往往要接一小段风管及出风百叶，另外有的工程中还设有回风箱，因此在实际使用中会发现盘管的实际风量要小于其名义风量，这样的后果就是房间风量减小，送风温差增大，空调的舒适性下降。有的设计人员为避免这种情况就在选型时按盘管的中档风量选取，以避免风量不足，但却增大工程的初投资。因而笔者建议在国内测试标准尚未改变的情况下，我们在盘管选型时应该优先选择有余压(一般应为10～15Pa)的机组。

4、噪声问题：这是目前国内产品与国外产品差距较大的一个地方，也是目前盘管因质量问题而被投诉的一个要点。造成这一问题的原因多在于盘管中的电机与风机配置及匹配的不合理。另一个原因是厂家质量管理不严，装配工责任心不强，造成产品质量不稳定。所以我们在考察一个厂家产品时应查阅其由国家权威质检部门出具的该款产品(注意一定要是我们准备订货的那几款产品)噪声检测报告。对于选用批量较大的工程项目应现场抽样送有关质检部门检测。

综上所述，在选用风机盘管空调系统时，不仅要做到设计计算的准确，还要针对当前市场上各种产品的不同特点，合理选型，才能创造一个舒适、运行经济合理的空调系统。

结论：从计算过程看本设计的唯一缺点就是结构的尺寸原因，限制了风轮的选配，导致了电机的输入功率上升和风轮噪音的增加，以后在设计过程中需要和客户沟通，综合考虑，设计出性能优越的产品。

参考文献：

[1]赵荣义简明空调设计手册建筑出版社。

[2]国家空调设备质量监督检验中心国控质检(委)字(99)第A56号。

[3]浙江余姚捷丰空调风机有限公司电子选型软件。

作者简介：张兆银（1978-），男，籍贯：江苏，大学本科，助理工程师