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直膨式空调机组的风冷比

风冷比的参考范围常规的水冷式组合空调机组,由于流经机组盘管的冷水为独立的循环水系统,其温度﹑流量调节灵活,而冷却水系统与空调机组不发生直接关联。因此根据设计要求的室内外设计参数。机组的风量和冷量,不同厂家均可通过调整各组件的结构配置选出与设计参数相匹配的空调机组。对于直膨式空调机组,由于没有中间的换热环节,机组的制冷量与制冷剂流量,蒸发冷凝温度以及蒸发冷凝压力等参数密切相关,制冷系统每个环节的运行状态都会对整个系统的运行造成影响,而各个参数之间又具有相互关联和制约的关系,因此机组选型受到一定条件的限制。
同时,由于直膨式空气冷却器的换热过程比较复杂,很难进行纯理论的分析计算,因此专业厂商一般也是根据热工性能实验数据进行匹配选型。风冷比是与设计计算直接相关的一个重要参数,即机组的送风量与制冷量之间的匹配关系,只有在合适的风冷比范围内,机组才能获得相对良好的运行状态。
不同厂商、不同型号的产品、要求的风冷比不尽相同,但基本都在170~ 200m³/(kW●h)之间。因此在设计前期尚无专业厂商介入的情况下可以根据此数值预估机组风量,从而进一步预估机组的大小和机房面积。
室内设计参数的校核从上述可见,直膨式空调机组风冷比的小值一般不小于170m³/(kW●h)。厂商进行机组选型,除了依据室内外空气的设计参数,同时要在保证制冷量和新风量的条件下对机组的送风量进行调整。对于直膨式空调机组应用较多的高密人群建筑,如报告厅、剧场等。受至小风冷比的限制,专业空调厂商根据设计人员提供的制冷量和新风量选出的直膨式空调机组室内机的送风量一般会大于设计送风量。
在民用建筑中,对于一次回风系统,为避免冷热量相互抵消,一般都采用大温差即露点送风方式。在空调房间的余热余湿量不变的情况下,如果机组的实际送风量大于设计送风量,则必然导致送风温差减小。此时如果仍希望采用露点送风方式,即不采用二次加热等处理措施,在保证室内设计温度的前提下,则室内空气的相对湿度会增大,即在焓湿图中室内的空气状态点必将向右偏移。此时需要按照选型机组的实际送风量对室内空气的相对湿度进行校核。
当送风量变大后,由于室内的余热与湿量没变,热湿比ε不变,因此送风温差变小(∆t1>∆t2)。显然,室内空气相对湿度φ2>φ1。此时虽然空气的相对湿度φ偏离了设计值,但由于民用建筑舒适性空调的室内空气相对湿度允许范围相对较宽,只要φ2在设计允许的偏差范围之内,就可以不采用二次加热措施,以避免冷热抵消造成能量损失。
空调机组风冷比的影响因素分析
(1)室内空气设计参数根据空调设计规范,舒适性空调供冷工况的室内设计参数为:I级热舒适度tn=24~26°C,φ=40%~ 60%;II 级热舒适度tn= 26~28°C,φ≤70%。在相同的室内设计温度下,空调房间的相对湿度越高,空调机组的风冷比越大。这是因为在室内设计温度tn和热湿比一定的条件下,相对湿度φ越大,机器露点温度越高,室内状态点与送风状态点的比焓差越小(见图1)机组送风量越大。同时,室内设计相对湿度φ增大,新风负荷减小,机组制冷量减小,从而导致风冷比增大。
由于常规情况下,设计所需的空调机组风冷比是小于170 m³/(kW●h)的,因此在直膨式空调机组允许的风冷比范围内,室内设计相对湿度φ越大,直膨式空调机组运行效果与设计参数的偏差越小。
(2)在相同的相对湿度条件下,室内温度升高,空调机组的风冷比有所减小,但差别不大。这是因为tn升高,ε减小,室内状态点与送风状态点的比焓差增大,同时室内空调负荷减小,因此导致送风量减少;而tn升高使新风负荷减小,机组的制冷量也减小。送风量和制冷量同时减小的综合结果为风冷比变化不大。
风冷比影响因素分析不同的室外气象参数和空调房间的负荷特性,虽然对空调机组的送风量和制冷量都会造成影响,但对机组制冷量的影响远远大于对送风量的影响,其根本原因是设计条件的改变使得新风负荷变化很大,直接导致了所需机组风冷比的差异,进而对直膨式空调机组的运行效果造成了截然不同的影响。