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              1. 圖文講解中央空調末端設備

                風機盤管及風機盤管空調系統

                ??????風機盤管系統是一種通常服務于建筑物周邊區的全水系統。這是一種適用范圍廣并且經濟的系統,可以用來處理建筑物中一些負荷特征不相同的獨立控制區域。另外相對于其它集中空氣處理系統,整座建筑物中只需要很少的空間放置設備,并且較其它空氣處理系統而言,在已建成的建筑物中安裝更為簡單。

                ??????以下的部分是對于這種系統的簡單介紹,包括對于可切換的雙管制系統、四管制系統和有輔助電加熱的雙管制系統的詳細說明。并且列出它們的特性,以便設計者選擇、評價、應用其基本系統形式或其它變化形式。

                1.目前市場上風機盤管型式

                2.風機盤管的結構

                ???????(1)風機,采用的風機有兩種形式,即離心多葉式和貫流式風。

                ???????(2)風機電機,由于對機組噪聲的要求,一般采用電容式電路,運轉時以改變電機的輸入電壓來進行電機調速,借以改變機組的風量大小。

                ???????(3)盤管,一般采用銅管串鋁片制成,盤管的排數一般為二排或三排。

                ???????(4)空氣過濾器,過濾材料一般采用粗孔泡沫塑料或纖維織物制作。

                ???????(5)調節裝置,一般機組具有三檔變速調節風量。(高、中、低三檔),調節風量范圍為50%左右。

                3.各型式風機盤管安裝位置

                4.風機盤管基本參數及相互轉化關系

                風機盤管基本參數:風量、供冷量、供熱量、靜壓、噪聲、水阻力、輸入功率、供水量、進出水溫差。

                5.風機盤管空調系統

                ??????風機及電機、盤管:冷卻盤管,加熱盤管,過濾器、箱體、冷凝水盤;控制閥(可選),房間或機內溫度傳感器(可選),新風閥(可選);輔選部分:設備為了增加某項目功能而輔選的配置。

                6.可切換的兩管系統

                ??????可切換的兩管制系統有一根供水管和一根回水管,連接在房間末端設備的盤管上面,兩管制系統用于熱負荷很小的溫帶地區。系統正常運行時,管路中有冷水或熱水循環。但管路中不可能冷熱水同時循環。系統必須每年切換兩次,春季和秋季。這會造成在一年中的某些時間房間內達不到舒適狀態,例如某些房間需要供熱,而某些房間卻需要制冷。有時候可以采用管道系統分區的方法解決這個問題,但也不是經常可行的。

                ??????給兩管制系統加一個輔助電加熱盤管就可以解決這種達不到房間舒適條件的問題。這樣就可以使系統一直用冷水,直至室外條件達到必須供熱時,系統從制冷切換至供熱。

                一根供水管

                一根回水管

                向末端設備供應冷水或熱水,中央水源一年須切換兩次;—春季和秋季;

                缺點:在春季和秋季—建筑物需同時供熱和供冷;

                適用于溫帶的氣候環境

                給末端設備加上一個電加熱裝置來解決切換問題。

                7.無需切換的四管制系統

                四管制風機盤管系統之所以如此命名,是因為它有冷水供水管和回水管,熱水供水管和回水管,共四根管連接室內風機盤管裝置。

                室內裝置可以選擇兩個帶有閥門的盤管,或是進出口處均裝有特殊三通閥的一個盤管。兩種形式的選擇僅僅取決末端設備和控制閥門的總費用的不同。

                由于四管制系統可以使末端裝置同時供熱或制冷,因此室內始終保持令人滿意的狀態,無論室內負荷如何變化。

                風機盤管系統的優缺點

                風機盤管系統的優點:

                • 1.可直吹或接風管;

                • 2.控制系統簡單;

                • 3.安裝所占據的空間少;

                • 4.可以為冷水機組和鍋爐選用合適的能源;

                • 5.可以向房間直接送新風;

                • 6.可關閉空閑房間的末端設備。

                風機盤管系統的缺點:

                ??????除了優點之外,還有幾點內容也必須在選擇系統之前做仔細考慮。如果忽略這些問題或是考慮不適當,則運行時會出現一些嚴重的問題。要確定室內風機盤管系統是否能夠適用,達到所需要求,則必須首先確定是否可以滿足系統的以下運行特點:

                1.需要在室內維護管理;

                2.室內末端設備有濕盤管(滋長細菌);

                3.當采用墻洞引入新風時,煙囪效應及風壓作用會影響其效果;

                4.不可能使用高效過濾器和噴淋式盤管;

                5.很多低功率因數的小馬達造成電力輸送效率低,并且增加能耗;

                6.室內相對濕度控制不是很好。

                風機盤管空調系統設計步驟

                1.確定控制區域

                2.計算出峰值冷負荷及熱負荷

                3.選擇風機盤管末端設備

                -選擇末端設備產品的型式

                -選擇末端設備尺寸

                4.選擇末端設備的控制類型

                5.布置冷凍水管路

                6.布置冷凝水管路

                7.選擇冷水機組

                8.選擇輔助設備

                選擇最佳的風機盤管類型的方法

                對于一般的住宅和辦公建筑:

                房間面積在20m2以下,可選用FP04;

                25m2左右的選用FP06;

                30m2左右的選用FP-08;

                35m2左右的選用FP10。

                房間面積較大時應考慮使用多個風機盤管,

                房間單位面積負荷較大,對噪音要求不高時可考慮使用風量和制冷量較大的風機盤管。(以上為估算值)

                空氣處理機組與選型

                ??????空氣處理機組又稱柜式風機盤管機組、柜式空調機組、變風量空調機組(加裝控制箱)、新風機組(新風工況)、風柜、空氣調節箱等,是由低噪音風機、表冷器、框架、面板及空氣過濾器等部件組成。

                空氣處理機組的功能是對空氣進行降溫除濕,冷卻干燥,加熱加濕,凈化過濾等處理,并把處理后的新鮮空氣通過風管等送到空調區域。

                1.空氣處理機組的基本組成部分

                2.確定使用的風機類型

                3.按驅動形式可以分成

                4.相同葉輪直徑的風機

                5.風機的參數及特性

                風機的基本參數

                ??????(1)風量Q—單位時間流過風機的空氣量(m3/s,m3/min,m3/h);

                ??????(2)風壓H—當空氣流過風機時,風機給予每立方米空氣的總能量(kg·m)稱為風機的全壓Ht(kg·m/m3),其由靜壓Hs和動壓Hd組成。即Ht=Hs+Hd;

                ??????(3)軸功率P—風機工作有效的總功率,又稱空氣功率;

                ??????(4)效率η—風機軸上的功率P除去損失掉的部分功率后剩下的風機內功率與風機軸上的功率P之比,稱為風機的效率。

                風機的相似理論

                ??????風機的流量,運行壓力,軸功率這三個基本參數與轉速間的運算公式極其復雜,同時風機類負荷隨環境變化參數也隨之變化,在工程中一般根據風機的運行曲線,進行大致的參數運算,稱之為風機相似理論:

                Q/Qo=n/no

                H/Ho=(n/n0o)2(ρ/ρo)

                P/P0=(n/no)3(ρ/ρo)

                式中:Q—風機流量;

                H—風機全壓;

                n—轉速;

                ρ—介質密度;

                P—軸功率。

                風量Q與電機轉速n成正比,Q∝n;風壓H與電機轉速n的平方成正比,H∝n2;軸功率P與電機轉速n的立方成正比,P∝n3。

                式中:P—風機電動機所需的輸出軸功率(kW);

                Q—風機風量(m3/s);

                H—風機風壓(kg/m2);

                ηr—傳動裝置的效率,直接傳動為1.0,皮帶傳動為0.9~0.98,齒輪傳動為0.96~0.98;

                ηF—風機的效率;

                102—由kg·m/s變換為kW的單位變換系數。

                6.空氣處理機組選型需要了解的技術參數

                組合式空調箱與選擇

                ??????是一種以水為冷媒,以水或蒸汽為熱媒,以功能段為組合單元的中央空調設備,能完成空氣的混合、過濾、凈化、殺菌、輸送、冷卻、加熱、去濕、加濕、消聲等功能。

                以下的部分是對于這種系統的簡單介紹,包括基本的組合式空氣處理機組分類,組合式機組各種功能段的作用,理解盤管的布置位置,確定使用的風機類型。

                1.組合式空調箱的類別及適用場所

                2.組合式空氣處理機組的功能段

                ??????新回風混合段;新風段;回風段;初效過濾段;中效過濾段;中間段;新回排風段;二次回風段;表冷段;加熱段;噴淋段;擋水段;加濕段;全熱回收段;新風機段;排風機段;送風機段;回風機段;消聲段;殺菌段;送風段;中效出風段。

                ??????混合段:一般情況下,采用齒輪對開式調節閥,風閥調節靈活。其流線型鋁合金葉片可有效抑制渦流噪聲,減少空氣阻力損失。風閥可選擇手動或電動風閥。機組預留足夠的混合空間,使新風與回風混合充分、均勻。

                ??????過濾段:本功能段既可提供常用舒適空調潔凈度要求的過濾段,也可提供高潔凈度級別要求的過濾段。包括了初效、中效、亞高效、高效過濾。

                ??????在標準配置之外應可提供過濾器壓差計和壓差開關,壓差開關可以控制壓差報警器,實現過濾器壓差報警。

                此外,在系統停運時,初效段還可以有效地防止室外污染風的倒灌。中效段的主要控制對象是介于1一10μm之間的塵粒。中效段一般置于機組最后端,對末端高效(亞高效)過濾器起保護作用。

                ??????表冷段:表冷器的管材多為¢16銅管串鋁片,換熱盤管多為4、6、8排,一般3萬風量以上的機組要采用兩臺以上的表冷器。

                ??????表冷段用于對空調系統的新風、回風進行降溫冷卻處理。冷源一般為低溫冷凍水(7~12℃),表冷器的管材多為¢16銅管串鋁片,鋁片片距3.0mm,采用二次翻邊皺紋處理,以增加換熱效果。換熱盤管多為4、6、8排,最多不超過8排,如處理焓差過大,可設兩段表冷段。表冷器組裝方式和臺數,根據處理風量的多少而確定,一般3萬風量以上的機組要采用兩臺以上的表冷器。

                加濕段:根據用戶的不同使用要求配置不同型式的加濕器,主要的加濕型式包括:

                加濕型式均可實現潔凈加濕,前兩種為等溫加濕,后兩種為等焓加濕;

                北方地區常用加濕方式有:干蒸汽加濕和電加濕。

                噴水段:在北方尤其是冬季,氣候干燥,風沙大,室外空氣含塵濃度高。經驗表明,人為制造一個濕潤的環境對進入機組的新風進行預處理,是合適的。

                ??????電加熱段:電加熱裝置采用低溫帶網眼的不銹鋼管螺旋翅片加熱元件,感溫頭及電控柜等元件組成。電加熱元件固定在結實框架上。如選用電加熱、電控柜由客戶自行安裝。

                特征:

                ——分1~3級控制,滿足不同的加熱功率需求;

                ——高溫保護,內裝感溫探頭,高溫時自動斷電;

                ——與風機連動。

                可選項:電加熱控制柜。

                警告:

                ——必須按照隨機電路圖接線,不可漏接、接錯;

                ——必須定期檢查以確保感溫探頭動作正常,以便高溫時保護斷路。

                ??????風機段:風機采用雙進風多翼離心式高效風機,風機要具有低噪音、高效率、運轉平穩、振動小、強度好、軸承溫升低、工作溫度濕度范圍大等特點;

                ??????風機軸承應采用國際名牌產品,為氣密型自動調心球軸承,正常使用期間可免保養;風機的傳動形式主要采用外轉子直接傳動和皮帶傳動兩種形式;

                根據用戶要求配用指定品牌電機或提高電機絕緣等級,以適合不同場合需求;

                采用帶傳動風機,傳動結構經精心設計,組裝后進行二次動靜平衡校驗,以達到最好的傳動效果;

                風機和電機底座及風機出風口采用橡膠及防剪切彈簧減振器和帆布軟接等措施降低振動和噪音;

                ??????風機段是空調機組中較大的一個功能段。長度較長,風機壓頭一般在800~1000Pa之間,所需風機的尺寸、電負荷往往較大。風機段出風方向有豎向、水平兩種。由于風機的葉片、電機、皮帶及皮帶輪等在高速運轉時會有產生碎屑、溢出油滴等現象發生,從而影響機組內環境.因此在選用風機時應予以考慮。為減少振動造成的影響,風機應采取有效的減振措施(如設置減振器)。而中效段置于機組末端的目的之一,就是將機組運轉過程中產生的微粒和微生物截留下來。

                ??????加熱段:用于空氣的加熱,熱源可以是不同溫度或壓力的熱水、蒸汽,或采用電加熱管加熱,可根據用戶要求設計;

                當采用風冷熱泵機組供熱水時,一般是直接利用表冷段的盤管供熱,稱為表冷加熱段;

                采用鍋爐供熱水或蒸汽時,則應另做專門的供熱盤管,若供水溫度不高于65℃時,也可以用表冷段的盤管供熱,但應考慮對熱水作軟化及除氧處理。

                ??????加熱段用于空調系統的新風、回風進行升溫加熱處理。熱源有三種:熱水(95~70℃);低壓蒸汽;電加熱.加熱段的換熱盤管多為2、4排。

                如采用熱水,進水方式為下進上出;如采用蒸汽,進汽方式為上進下出。

                擋水段:用于阻擋和分離氣流中的水滴;表冷段、高壓噴霧加濕器、噴淋段等均必須配置擋水段。

                擋水段,擋水板材料多為ABS塑料或鋁合金。表冷段的凝結水管帶水封。

                ??????消聲段:一般采用阻性形消聲器,段體內根據不同使用要求裝設不同規格數量的片式消聲器,以達到要求消聲降噪要求;

                ??????片式消聲器要經國家權威噪聲評定機構認可的產品,內部吸聲材料為離心玻璃棉,外部護面層為多孔鍍鋅鋼板,這種消聲器對風道內的中高頻噪音具有良好的消聲效果。

                ??????常見的消聲器有管式、片式和格式、折疊式、弧形聲流式、共振式、膨脹式、復合式等多種,其中前四種為阻性消聲器.共振式和膨脹式為抗性消聲器.復合式消聲器由于集中了阻性、抗性消聲器的優點,對從低頻到高頻范圍內的噪聲都有較好的消聲效果,是一種寬頻帶消聲器。

                ??????中效出風段:一般配置在凈化空調機組上,如藥廠、食品廠、醫院使用的有較高潔凈級別要求的組合式空調機組上,本功能段具有中效過濾和靜壓箱的作用。

                ??????殺菌段:一般配置在凈化空調機組上,如生物實驗室、醫院手術室等對空氣含菌量有特殊要求的場所,本段采用高透紫率的紫外線殺菌燈,或光觸媒納米殺菌器。

                ??????預熱加段:冬季嚴寒的北方地區,處理室外新風的熱負荷大,對空氣預熱是必要的。預加熱段的設計可參考加熱段,不過處理的風量要小,僅處理室外新風。

                ??????噴水段:在北方尤其是冬季,氣候干燥,風沙大,室外空氣含塵濃度高。經驗表明,人為制造一個濕潤的環境對進入機組的新風進行預處理,是合適的。

                ??????其他功能段:除上述功能段外,根據生產工藝和使用要求的不同,機組還常常包括中間段,均流段、噴水段、預加熱段、二次回風段等等。

                ??????中間段的設置,一方面便于機組內設備的檢修和更換,另一方面還可以起到均衡氣流的作用。過濾器、表冷及加熱器、風機等功能段前后,通常視需要設置中間段.均流段通常設在風機段之后,風機出口的高速氣流經均流段和導流板后趨于平衡,能大大提高換熱和過濾效果。

                3.組合式空調箱應要了解的技術參數

                4.理解盤管的布置位置

                ??????冷卻盤管是使用冷凍水(稱為冷凍水冷卻盤管)或蒸發液體制冷(“直接膨脹”也稱為“干式膨脹”或“DX”冷卻盤管)的。排數、肋片間距、肋片設計、肋片材料、回路數、DX盤管是否是分體式等都是可以選擇的。

                盤管的排數從2到12排,舒適性空調多數情況下使用4、6、8排。

                ??????肋片通過機械方式連接在盤管表面上,增加表面的有效傳熱。一般間距為每寸管道有8-14片。通常使用的肋片有兩種基本類型。最早的是螺旋型的肋片,最近的是使用平肋片,盤管管子被嵌入薄片中,嵌入以后,每根管子都會被膨脹,以達到與肋片的緊密的機械連接。

                ??????冷卻盤管的管子和肋片的材料一般均是鋁和銅。商用舒適性空調使用銅管、鋁肋片。銅肋片價格較貴,使用有限,但是當盤管暴露在硫化氫、二氧化硫或高濃度的二氧化碳中時,需使用銅肋片。當用水噴林盤管時,,最好使用銅肋片,盡管銅管、鋁肋片在無腐蝕時應用很成功,但在有高度腐蝕氣體(例如在工藝過程中遇到的氣體)的情況下,還要在銅管上涂上防腐層。這些情況我們都應當單獨進行考慮。

                ??????冷卻盤管和加熱盤管布置在空調箱的盤管段。盤管段中加熱盤管相對于冷卻盤管的位置,取決于HVAC系統中加熱盤管的使用情況。加熱盤管可以和冷卻盤管一起放置在盤管段或它可單獨安裝在加熱段.

                預熱盤管:

                ??????北方氣候下,當有大量的室外冷空氣被吸入盤管時,冷卻盤管就有被結凍的可能性。為了保護冷卻盤管,在冷卻盤管的上游布置一個加熱盤管,稱為預熱盤管。預熱盤管可在空氣流經空氣處理器時把它加熱到凍結溫度之上.

                ??????另一種方法是在新風段布置一個預熱盤管.

                ??????還有一種方法是在空調箱中布置有兩個預熱盤管。一個是布置在新風管道上,加熱空氣到凍結溫度之上。另一個布置在盤管段來加熱新回風,以達到合適的送風溫度。

                ??????再熱盤管:

                當加熱盤管布置在冷卻盤管的下游時叫做再熱盤管,并有兩種功能:冷卻盤管為了控制濕度就有可能將空氣過冷,為了防止空調區過冷,再熱盤管則加熱送風。

                在冬季需要加熱時盤管可作為熱源為空調區提供熱量。

                流體媒質:冷卻時,流體是冷凍水。加熱時,流體是熱水或蒸汽,在一些情況下根本沒有流體,而是用電加熱器。

                5.組合式空調箱組合的控制部分

                ??????通常,空調箱由生產廠商提供,而控制系統由控制承包商現場安裝。現在,由于DDC系統的普及,控制系統越來越趨向于由空調箱生產商提供,并在廠內安裝。這種控制常被稱為“產品一體化控制”(PIC)。除了必須現場安裝的傳感器(如室內空調箱的室外空氣傳感器)外,所有的傳感器和執行元件由生產廠家在廠內安裝。可以有兩種方式安裝包括處理器和輸入、輸出模塊的DDC控制板:

                ??????1.由工廠來安裝:這種方法是把控制板安裝在空調箱的外面,所有的傳感器和執行機構的接線由工廠完成。這種方法減少了安裝費用,但把設備放置于工作區域時卻帶了一些問題,控制板會受到其它設備的阻擋,出現太接近墻、其它設備和柱子等問題。

                ??????2.現場安裝:在這種方法中,除了那些需要現場安裝的傳感器外(如室外空氣傳感器),所有的傳感器和執行器由廠商來安裝。控制板將被單獨運到空調箱的安裝現場進行安裝,或是安裝在毗鄰的墻面上。這個方法使使用者可以靈活地確定控制板的位置,特別適用于空間較為緊湊的機房。

                6.組合式空調箱選擇的一般原則

                ??????選擇空調箱的第一個步是確定設備的基本尺寸。所需的空氣量是由負荷計算得到的。根據生產廠商和設計者的最大限制條件確定通過盤管的平均風速后,就可以選擇最小和最便宜的空調箱了。風速高時,從空氣中冷凝出來的水就有可能被帶入后面的風管中。因此,廠商和設計者之間必須就最大風速達成一致。

                ??????大部分的生產廠家在設計和檢測空調箱時所采用的最大面風速為2.5m/s。工程師經常使用的面速度在2.0~2.5m/s之間。

                這樣,將根據負荷計算出來的風量除以最大面風速,就可以確定最小的盤管迎風面積。選用設備的斷面積只要不小于該面積就可以了。

                ??????下一步,應該選擇冷卻盤管。負荷計算為特定的盤管確定了需要的進出口條件。盤管應該按比例吸收顯熱和潛熱,使送風空氣在吸收室內的熱濕負荷后,能保證室內空氣的狀態達到要求。

                ??????再根據負荷計算確定的進出口條件下,可以選擇滿足總顯熱負荷的盤管。盤管的性能參數確定以后,必須檢查并確定盤管的性能是否滿足或超過總的盤管負荷,以保證盤管能夠滿足房間的潛熱負荷的要求。

                ??????還有其它一些限制因素可能影響到盤管的選擇。對于冷凍水盤管,包括冷水的進水溫度(通常為7℃)、冷凍水的溫升,還有最大的流量或壓降。

                通常,盤管的排數、每英寸肋片數、回路數等參數可以組合成滿足要求的多種結構形式,這時候,往往選擇價格最低的一種。

                整個過程可以簡單歸納如下:

                1-根據面風速確定設備尺寸

                2-性能參數的限制

                3-選擇盤管的冷凍水進水溫度

                4-選擇滿足總顯熱負荷的盤管

                5-滿足或超過盤管總負荷

                6-選擇最便宜的設備

                誘導器與空氣幕

                1.誘導器

                半集中式空調系統在送風支管末端裝有誘導器的空調系統,稱為誘導式空調系統。

                ??????其原理為:經過集中處理的一次風首先進入誘導器的靜壓箱,然后通過靜壓箱上的噴嘴以很高的速度(20~30m/s)噴出。由于噴出氣流的引射作用,在誘導器內部造成負壓區,室內空氣(又稱二次風)被吸人誘導器內部,與一次風混合成誘導器的送風,被送人空調房間內。誘導器內部的盤管可用來通入冷、熱水,用以冷卻或加熱二次風,空調房間的負荷由空氣和水共同承擔。

                誘導式空調系統的特點和適用性:

                ??????(1)將誘導式空調系統的一次風作為新鮮空氣送人空調房間,一般可以滿足對空氣的衛生要求;其二次風通過誘導器在室內循環,因此系統不用回風風道,從而消除了各空調房間空氣的相互干擾。

                ??????(2)誘導式空調系統的一次風,采用高速送風的方式,其送風風道的橫截面積為普通全空氣系統的1/3,從而節省了建筑空間,舊建筑物加裝空調系統時很適宜采用。

                ??????(3)誘導式空調系統冬季不使用一次風時,將盤管內通上熱水就成了自然對流的散熱器。

                ??????(4)誘導式空調系統的二次風,只能采取粗過濾方式,因而不適于用在凈化要求高的房間。

                ??????(5)誘導式空調系統由于誘導器中噴嘴處的風速比較大,因此運行時有一定的噪聲。不適合用在噪聲標準要求嚴格的房間。

                2.空氣幕

                ??????空氣幕是利用條形空氣分布器噴出一定速度和溫度的幕狀氣流,借以封閉建筑物的大門、門廳、通道、門洞、柜臺等的特殊通風系統和設備。

                ??????既能防止室外的冷、熱空氣侵入室內,又能阻止灰塵,有害氣體,昆蟲的進入,對維持室內或某一工作區域一定的環境條件起到良好的效果。

                空氣幕的選用原則

                空氣幕的設計參數(溫度和風速)

                地域氣候特點

                周圍環境

                其他特殊要求等。

                商店營業廳開啟頻繁的主要大門應設置風幕:

                一、嚴寒地區,大中型商店營業廳,當不可能設置門斗或前室時,可設熱風幕;

                二、寒冷地區,經過技術經濟比較認為合理時,可設熱風幕;

                三、設有空氣調節時,大中型商店應設空氣幕,小型商店可設空氣幕。

                ? ? ? ?由上而知,從專業的角度上來看,末端就是完成對空氣進行降溫、加熱、加濕和除濕以及過濾等處理過程所采用相應設備的組合。


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