風(fēng)機盤管機組作為半集中式空調(diào)系統(tǒng)的末端裝置，其工程應(yīng)用非常廣泛。從總體上看，目前國內(nèi)的風(fēng)機盤管在名義供冷量、噪音、電機輸入功率等項指標(biāo)上，已接近于或優(yōu)于國外產(chǎn)品，而風(fēng)量則普遍低于國外同型號產(chǎn)品。但是，真正影響空調(diào)效果的，并不只是這些參數(shù)的絕對值大小，還取決于這些參數(shù)之間的配匹是否合理。因為我國的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?中，對供冷量、噪聲、輸入功率等都有嚴(yán)格規(guī)定，因而形成了國產(chǎn)風(fēng)機盤管高冷、低噪、小風(fēng)量的總體特點，而風(fēng)量與冷量的搭配(焓差)則不合理，這給選型工作的合理性和經(jīng)濟性帶來問題。

　　2 目前風(fēng)機盤管選型中常見的問題

　　2．1 按冷負荷選型的弊端

　　按空調(diào)房間的最大冷負荷選用風(fēng)機盤管是空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中常見的做法，其目的是保證高峰負荷時的房間溫度。而實際上空調(diào)房間運行的絕大部分時間都不會處于高峰負荷，使供冷量過剩，而切換到中、低檔運行以降低冷量輸出，從而維持房間的熱平衡。可見機組實際輸出冷量取決于空調(diào)負荷的變化，與機組的名義供冷量關(guān)系不大。故供冷量只是實現(xiàn)空調(diào)的必要條件，但不能決定空調(diào)的使用效果。評價空調(diào)效果好壞，一是房間平均溫度與設(shè)定溫度的接近程度；二是室溫分布(梯度)和變化(波動)幅度。送風(fēng)溫差越大，換氣次數(shù)越少，室溫梯度和波動幅度也越大，故送風(fēng)溫差和換氣次數(shù)才是影響空調(diào)精度和舒適性的主要因素。文獻[2]中明確規(guī)定了不同精度空調(diào)房間的最大送風(fēng)溫差和最低換氣次數(shù)。空調(diào)精度越高，要求送風(fēng)溫差越小、換氣次數(shù)越多。可見按最大冷負荷選型，僅滿足高峰負荷時的房間溫度是不夠的，還需滿足適當(dāng)?shù)乃惋L(fēng)溫差和換氣次數(shù)，才能保證房間的舒適性要求。

　　2．2 不能保證足夠的送風(fēng)量

　　因送風(fēng)溫差、換氣次數(shù)是決定空調(diào)精度和舒適性的主要因素，故保證足夠的風(fēng)量是實現(xiàn)預(yù)期空調(diào)效果的先決條件。這里所說的風(fēng)量是指機組使用時的實際送風(fēng)量，而不是產(chǎn)品樣本中的名義風(fēng)量(GB／T 19232-2003規(guī)定：名義風(fēng)量須在盤管不通水、空氣14—27℃，風(fēng)機轉(zhuǎn)速為高檔，對低靜壓機組不帶風(fēng)口和過濾器等出口靜壓為12Pa測得的風(fēng)量值)。而實際使用中，暗裝機組因要加進、回風(fēng)格柵、過濾器和短風(fēng)管，加上盤管表面凝水、積塵、濾網(wǎng)堵塞等諸多因素影響，會導(dǎo)致風(fēng)阻增大、風(fēng)量下降，使得實際風(fēng)量遠低于名義風(fēng)量(筆者通過大量實驗證明：一般低l5—25％)。由于風(fēng)量的明顯減少，影響空調(diào)效果，主要帶來以下問題：

　　1)換氣次數(shù)少;

　　2)送風(fēng)速度低，影響送風(fēng)射流射程；

　　3)送風(fēng)溫度低，影響空調(diào)舒適度和可能造成送風(fēng)格柵結(jié)露等。

　　另一方面，對于風(fēng)機盤管機組本身而言，風(fēng)量的下降直接影響盤管的換熱效果，使盤管的制冷量下降，這樣就會形成機組的實際性能(風(fēng)量、冷量)都要低于名義值的不合理現(xiàn)象。因此，產(chǎn)品樣本上的名義風(fēng)量、冷量只能作為選型時的參考，而不能作為選型的依據(jù)。加大風(fēng)量不僅能增加換氣次數(shù)、降低送風(fēng)溫差、改善空調(diào)效果，而且由于冷量也會提高，可相應(yīng)地縮小機組的體積。故提高風(fēng)量是風(fēng)機盤管的發(fā)展方向之一。當(dāng)然，風(fēng)量的提高也要受空調(diào)區(qū)域允許風(fēng)速的制約。另一方面，為控制送風(fēng)溫差，冷量與風(fēng)量之間應(yīng)保持適當(dāng)?shù)钠ヅ潢P(guān)系。全冷量與風(fēng)量(質(zhì)量流量)之比就是盤管進出口空氣的焓差，它決定了機組供冷能力和送風(fēng)溫差的大小。從控制送風(fēng)溫差角度，焓差過高不利，而國內(nèi)的風(fēng)機盤管的焓差和送風(fēng)溫差普遍偏高。按GB／T 19232-2003規(guī)定的名義參數(shù)計算，焓差為15．88k．1／kg，送風(fēng)溫差約為l2℃。若按風(fēng)量下降20％計算，實際的焓差將超過19．85kJ／kg，實際的送風(fēng)溫差會高達l5℃，顯然已超出文獻[2]中規(guī)定的允許送風(fēng)溫差(6_-lO℃)，也就無法保證空調(diào)精度和舒適性要求。

　　2．3忽略風(fēng)系統(tǒng)的阻力計算

　　一般地風(fēng)機盤管空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)系統(tǒng)規(guī)模較小，構(gòu)成簡單，阻力不大，約在l5—5OPa范圍內(nèi)，但僅僅這一點阻力就足以對風(fēng)機盤管系統(tǒng)的實際送風(fēng)量有至關(guān)重要的影響。風(fēng)機盤管分為低靜壓機組和高靜壓機組兩類，在GB／T 19232-2003中，對于低靜壓機組，帶風(fēng)口和過濾器等出口靜壓為OPa，不帶風(fēng)口和過濾器等出口靜壓為12Pa，也就是說，風(fēng)口及過濾器等構(gòu)成的阻力為12Pa。而美國空調(diào)與制冷學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)《房間風(fēng)機盤管空調(diào)器》hRI 440— 84中明確規(guī)定：出廠時不帶送、回風(fēng)格柵或過濾器的風(fēng)機盤管，應(yīng)在12．4Pa機外靜壓下測試風(fēng)量u 。這一規(guī)定正是為了保證實際風(fēng)量與名義風(fēng)量相符。而我國大氣含塵量較高，濾網(wǎng)易堵塞，理應(yīng)機外靜壓比12．4Pa高，相比之下，我國的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的測試條件合理性有待商榷。以客房中臥式暗裝、吊頂回風(fēng)FCU為例，附加阻力至少應(yīng)包括回風(fēng)格柵、回風(fēng)濾網(wǎng)、送風(fēng)短管及送風(fēng)格柵阻力。若回風(fēng)風(fēng)速為1．Om／s，送風(fēng)風(fēng)速為1．5 m／s，經(jīng)計算此時機外阻力為16Pa，若選用低靜壓機組肯定也會造成風(fēng)量下降，此例在工程應(yīng)用中應(yīng)屬于附加阻力較小的一例，對風(fēng)量影響尚且如此，可見FCU風(fēng)系統(tǒng)附加阻力不可忽視。再者，對于高靜壓機組，若不經(jīng)過阻力計算，而是認為選用一個高靜壓機組就能滿足要求的做法也是不合理的。再舉一例，圖l為某辦公樓安裝于吊頂內(nèi)的臥式暗裝FCU及相應(yīng)的風(fēng)系統(tǒng)，F(xiàn)CU的名義風(fēng)量為750 m／h，散流器喉部風(fēng)速2．5 m／s，回風(fēng)風(fēng)速1．5 m／s，經(jīng)計算知FCU本體之外總阻力約為61Pa，其中散流器、回風(fēng)口濾網(wǎng)阻力占總阻力的80％。此時即便采用機外靜壓30Pa或50Pa的高靜壓型FCU，風(fēng)量也會下降15％左右。因此，在具體工程中籠統(tǒng)地提出高靜壓要求和認為只要采用高靜壓機組就不必進行相關(guān)風(fēng)系統(tǒng)分析的做法是不可取的。

　　3 風(fēng)機盤管機組改進設(shè)計的途徑

　　3．1 保證風(fēng)量的“名”“實”相符造成機組風(fēng)量“名”“實”不符的根本原因就在于：

　　1)濕工況下翅片管表面的水膜和水滴大大地增加了空氣的流動阻力,這是主要原因；

　　2)名義測試工況與實際使用工況不同。因此，解決風(fēng)量的“名”“實”不符問題，設(shè)計時可從以下幾方面入手：

　　(1)盤管排數(shù)的選擇

　　目前國內(nèi)風(fēng)機盤管多采用9．53mrn管徑的三排盤管，這種結(jié)構(gòu)型式的盤管空氣阻力較大。根據(jù)大量的盤管試驗結(jié)果表明：相同結(jié)構(gòu)參數(shù)的表冷器排數(shù)由三排減至二排，空氣阻力約降30％t圳，這樣在機組輸入功率不變的條件下增加風(fēng)量，以此來解決機組名義風(fēng)量與實際風(fēng)量相差太大的問題，而且又保證達到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的供冷量要求。其理論依據(jù)是：雖然盤管由三排減至二排，傳熱面積減少，但盤管的空氣阻力下降，風(fēng)量明顯增加使盤管傳熱性能增強的原理。并且2排管風(fēng)機盤管省料、節(jié)能，多數(shù)場合使用效果要優(yōu)于3排管機組，經(jīng)濟效益顯著。

　　(2)翅片間距的確定

　　翅片間距的大小是影響風(fēng)機盤管傳熱性能和空氣阻力的主要因素之一。由理論分析和實驗結(jié)論可知，翅片間距對風(fēng)機盤管傳熱性能的影響是很復(fù)雜的。一般說來，換熱系數(shù)會隨著間距的增大而增大，而阻力則會隨著間距的增加而減小。但是，當(dāng)翅片間距變小時，單位體積的換熱面積增加。因此，雖然換熱系數(shù)變小了，但換熱量卻有可能是增加的。因此，合理確定翅片間距的大小使得換熱量相同時空氣的阻力最小，即單位阻力換熱量最大應(yīng)是優(yōu)化的翅片間距。實驗研究結(jié)果表明lJ 0J：對于水冷式盤管，在常用的翅片間距范圍內(nèi)，3．3mm左右較好。

　　(3)翅片形狀和表面親水處理

　　盤管在供冷工況時，對空氣的處理是一個降焓析濕過程，在盤管翅片的表面會不斷形成水珠，大部分水珠在重力作用下，沿著翅片由上往下流淌至凝結(jié)水盤，也有一部分掛貼在翅片表面，這部分水珠使得盤管的阻力增大，從而減少了出風(fēng)量。對于相同規(guī)格的盤管來說，翅片的析水速度與翅片的形狀有關(guān)，同時也與翅片表面是否做親水處理有關(guān)。有實驗數(shù)據(jù)表明：相同情況下，濕／干工況風(fēng)量比由條縫型翅片的75％提高到無縫型翅片的90％；由翅片表面未做親水處理的88％提高到親水處理的99％t制，可見，翅片的形狀和表面親水處理對機組的出風(fēng)量有重要影響。

　　3．2 保證機外靜壓和風(fēng)量

　　因盤管(特別是暗裝機組)在使用中風(fēng)量會有大幅度衰減，因此為克服送風(fēng)阻力必須具備一定的機外靜壓，以保證所需的風(fēng)量。為滿足用戶的不同使用要求，國外廠家提供有低噪聲、標(biāo)準(zhǔn)型、高靜壓三種機型供用戶選擇。低噪聲機組的機外靜壓一般低于lOPa：標(biāo)準(zhǔn)型機組為15—25Pa；高靜壓機組高達30—5oPa。一般空調(diào)場合宜使用標(biāo)準(zhǔn)型機組，高精度及大面積房間則應(yīng)考慮選用高靜壓機組，低噪聲機組一般僅用于對噪聲水平要求嚴(yán)格的場合，如高星級飯店中的豪華客房。因此，在選用國產(chǎn)暗裝風(fēng)盤管時，建議選擇機外靜壓不低于20Pa的產(chǎn)品，當(dāng)采用散流器送風(fēng)且回風(fēng)帶濾網(wǎng)時，F(xiàn)CU 的機外余壓不宜小于50Pa，方可取得較好的使用效果，當(dāng)然，生產(chǎn)廠家最好在產(chǎn)品樣本上附上機組的風(fēng)量一機外靜壓曲線，以方便于機組選型時參考；并且應(yīng)生產(chǎn)高低不同的機外靜壓機型以供不同的使用場合選用。

　　3．3 提供多樣化焓差的機組

　　按照我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對于某一型號的機組只能提供單一焓差(因供冷量和風(fēng)量一定)，并且焓差偏高，使得機組送風(fēng)溫差偏大，用在高精度、要求嚴(yán)格的空調(diào)場合還必須采取一定的補救措施，比如可采用改變新風(fēng)參數(shù)來進行調(diào)節(jié)。而國外的風(fēng)機盤管具有多種焓差，一般會提供2排管和3排管兩種不同冷量的盤管，分別配上低噪聲、標(biāo)準(zhǔn)型或高靜壓三種不同風(fēng)量的風(fēng)機，形成名義風(fēng)量相同，但實際風(fēng)量、冷量、焓差都不相同的6種機型，可以滿足不同地區(qū)、不同圍護結(jié)構(gòu)、不同精度要求空調(diào)房間的使用要求。因此，國內(nèi)生產(chǎn)廠家也應(yīng)從實際使用情況出發(fā)，研制出多樣化焓差的新型機組，以滿足不同空調(diào)場合的靈活選用。

　　3．4 合理的水路流程目前，多數(shù)廠家風(fēng)機盤管的水路流程采用單一的3進3出的接法。合理的水路設(shè)計應(yīng)滿足：

　　1)較高的水流速，以保證較高的換熱系數(shù)；

　　2)較低的水阻力，保證水泵較低的能耗，尤其是高層建筑空調(diào)系統(tǒng)：

　　3)水和空氣的逆交叉流動，以保證最大的換熱溫差。然而實際水通路設(shè)計中，增強換熱系數(shù)往往會帶來水阻力的增加。因此，優(yōu)化的水通路設(shè)計應(yīng)做到：

　　1)不同長度的盤管應(yīng)采用不同的水路設(shè)計，如大長度盤管采用多路并聯(lián)、加大過水截面積，既能保證換熱量又能有效地降低水阻力；

　　2)保證進、回水之間5℃溫差， 以保證合適的流量、合適的水流速，從而保證換熱性能，同時又不會使水阻過大。3)不同使用工況的盤管，其水路應(yīng)區(qū)別設(shè)計。若進風(fēng)參數(shù)不同，空氣處理過程必然不同，因此，水通路設(shè)計應(yīng)有所不同，以保證冷量、水阻力的合理。4)為冬季防凍放水及防止管內(nèi)空氣滯留，水路應(yīng)設(shè)計成由下至上的單向行程比較合理、可行。

　　3．5 提供全冷量焓效率 和顯冷量效率 的計算公式

　　由于樣本上提供的風(fēng)量、冷量是名義工況下測定的，而在實際使用中，名義風(fēng)量和名義冷量一般都不會出現(xiàn)，依此作為選型依據(jù)是不合理的。因此，廠家在產(chǎn)品樣本上除了標(biāo)明名義風(fēng)量、名義冷量外，還應(yīng)提供每一種型號機組的全冷量焓效率和顯冷量效率 的計算公式，以供設(shè)計人員選型時根據(jù)不同的設(shè)計工況進行設(shè)計風(fēng)量、設(shè)計冷量的計算，以便合理選用風(fēng)機盤管，這樣既保證滿意的空調(diào)效果，又能節(jié)省初投資和運行能耗，一舉兩得，應(yīng)是業(yè)內(nèi)人士共同追求的目標(biāo)。

　　4 結(jié)論

　　4．1 風(fēng)機盤管的實際送風(fēng)量是保證空調(diào)效果理想的關(guān)鍵， 產(chǎn)品設(shè)計時應(yīng)考慮各參數(shù)的合理配匹，另一方面，可從盤管排數(shù)、翅片間距、翅片形式和表面做親水處理等方面考慮在濕工況下提高機組的送風(fēng)量，減少風(fēng)側(cè)阻力。

　　4．2 風(fēng)機盤管的風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)進行阻力計算和校核，使之與配匹風(fēng)機相吻合，認為FCU風(fēng)系統(tǒng)規(guī)模小而不必進行風(fēng)阻計算是不妥的。

　　4．3 生產(chǎn)廠家應(yīng)提供多樣化焓差、多種機外靜壓的機型，以滿足不同的使用場合；還應(yīng)根據(jù)盤管不同長度、不同使用工況設(shè)計成不同的水路流程，以保證水側(cè)較高的換熱系數(shù)和較低的水阻力。

　　4．4 產(chǎn)品樣本上最好應(yīng)附上機組的風(fēng)量一機外靜壓曲線，以及全冷量焓效率 和顯冷量效率 的計算公式，以便于設(shè)計人員在機組選型時根據(jù)不同的設(shè)計工況合理選用，既保證空調(diào)使用效果，又節(jié)省初投資和運行費用。