卧式风机盘管的选择及舒适性诌议

武汉科技学院    袁昌立

摘  要： 卧式风机盘管作为舒适性空调系统中大量使用的一种末端设备，在设备选择时，不能忽视设备的舒适特性。通过对三种卧式风机盘管的舒适性的比较，发现同一规格的产品，其在房间内的冷气流的运动轨迹、温度、速度衰减有较大的不同，因而对房间的舒适性有较大的影响，应选择风量大，送风温差小的设备。指出开发低焓差的产品从而提高设备的舒适特性很有必要。

关键词： 卧式风机盘管、舒适性、冷气流、风量、焓差

1 引言

风机盘管机组简称风机盘管。它是由小型通风机、电动机和盘管（空气换热器）等组成的空调系统末端装置之一。上世纪五十年代首先应用于美国，其后六十年代日本引进了这种技术并使其得到了发展。其产品热销于全世界，许多有代表性的空调系统中都应用了他们的产品，其技术也一直处于领先地位，在世界上有着一定的影响。我国自上世纪七十年代开始研制风机盘管机组，并首先应用于北京饭店新楼的空调系统中。

由于风机盘管具有下述优点（1）机组体型小，占地少，布置和安装方便；（2）控制灵活，具有个别控制的优越性，可灵活地调节各房间的温度，根据房间的使用状况确定风机盘管的启停；（3）容易实现系统分区控制，冷热负荷能够按房间朝向、使用目的、使用时间等把系统分割为若干区域系统，实施分区控制；（4）噪声相对较小，夜间低档运行的风机盘管机组室内环境一般在30～40dB。故而随着市场经济的飞速发展，风机盘管在酒店、办公楼和一些大型民用建筑中的舒适性空调系统中得到极为广泛应用。

在工程实际中，卧式风机盘管的运用极为普遍。其常见的安装方式为暗藏于顶棚上，送风方式多为上部侧送。具体工程设计时，设计师按下述原则及步骤选择设备：选择原则为（1）房间的冷、热负荷的大小； （2）房间的噪音要求；（3）装饰布置要求；（4）末端设备的参数(制冷或制热能力、噪音、尺寸等)；选择步骤为：（1）计算房间的冷热负荷；（2）根据冷负荷，以风机盘管中档冷量来选择风机盘管型号；（3）校核该型号的风机盘管的全热制冷量和显热制冷量是否满足房间热湿负荷的要求；（4）确定末端设备型号。

笔者通过对大量的采用卧式风机盘管的工程实例调研发现，系统在实际使用过程中，房间的舒适性较少能令人满意。在人员主要活动区域，有的区域令人有较强的冷感，而有的区域则令人有闷热感。这说明按上述的方法选择风机盘管，存在一定的不足――即在风机盘管的选择过程中没有考虑设备的舒适特性。

2 对卧式风机盘管的舒适性的比较

2.1 舒适性的含义及评判

风机盘管被大量地应用在舒适性空调系统中，因此，选用的风机盘管应能满足房间舒适性的要求。所谓舒适性是指在房间工作区内（所谓工作区系指距地面1.8m以下，距外墙内表面0.5m的空间范围）建立一个良好的空气温度和速度的分布，在此空间内空气的温度和速度的综合作用使使用者身体各部位不产生任何冷或热的感觉。

舒适性的评判通常用有效吹风温度(Effective Draft Temperature，EDT)来衡量。美国ASHRAE定义^［1］：

                      （1）

式中： 、 ――室内某地点的温度和室内平均温度，℃

      ――――室内某地点的风速，m/s

当EDT在－1.7～1℃， ＜0.35 m/s时，大多数人感觉是舒适的。

2.2 几种卧式风机盘管舒适性的比较

目前，市场上的卧式风机盘管种类繁多，质量参差不齐，舒适性也有较大的差异。为便于说明问题，笔者选择了三家不同品牌（分别命名为A、B、C）的同一规格的产品进行比较。

2.2．1 三种产品的基本参数

所选产品的基本参数如表一所示，表中所列参数均由生产厂家提供。

表1  三种产品的基本参数

2．2．2出口风速及送风温差比较

由表一所列参数很容易就可计算出出口风速及送风温差，计算结果如表二所示。

表2  三种产品高、中、低三档下的出口风速及送风温差

从表二看出，在高档运行时，三种产品的送风温差以产品B较低，为10.71℃，产品C次之，为11.77℃，产品A最大，为12.14℃，考虑到在中、低档运行时风量减小，其相应的送风温差会更大。而按照现行的《采暖通风与空气调节设计规范》（GB 50019－2003）［3］关于送风高度小于5m的房间送风温差不宜高于10℃的规定，三种产品以B较为符合，C次之，A最差。

为控制送风温差，冷量与风量之间应保持适当的匹配关系。全热冷量与风量之比为风机盘管进出口空气的焓差（kJ/kg）。从表一给定的参数可计算出三种产品的焓差，结果见表三。

表3  三种产品风机盘管进出口焓差 （kJ/kg）

从焓差值来看，产品B的较小，利于较低送风温差；而产品A、C都较大，不利于较低送风温差。而送风温差会直接影响到房间的温度分布，也即会对房间的舒适性有直接的影响。从此角度出发，三种产品中，选择B其营造的房间舒适性会较好。亦即应选择大风量、小焓差（小送风温差）的产品。

2.2.3冷气流运动轨迹的计算与比较

冷气流的运动轨迹可按下式计算［2］：

                          （2）

式中：Y――风口中心到气流轴线某点的垂直落差，m；

X――气流轴线上某点与出风口的水平距离，m；

K――气流常数，水平送风时K＝5.0；

d0――风口的当量直径，m； ，A0为出风口面积；

――出口风速，m/s；

――送风温差，℃；

tn――房间温度值，取26℃；

g――重力加速度，9.8m/s2；

根据上述公式，结合表二的数据，可计算出冷气流的运动轨迹。表四给出了三种产品在高档运行时的冷气流运动轨迹部分数据，中、低档运行数据从略。

表4  高档运行时冷气流运动轨迹部分数据（单位：m）

从表四可看出，产品B的射程最大，在Y＝2.0 m时（若风机盘管的出风口中心距地2.5 m，此时，冷气流距地面0.5 m），冷气流射至距风机盘管出风口水平距离4.89m处，冷气流覆盖房间的范围较广，较易形成良好的气流分布，舒适性也会较好，产品C次之，产品A较差。而在中、低档运行时，由于风量减小，冷气流的射程相应会减小，冷气流覆盖房间的范围相应也会减小。

2.2.4冷气流速度衰减、温度衰减的计算与比较

为更进一步定量分析，计算三种产品高档运行时在Y＝1.5 m处，冷气流的速度值、温度值。

冷气流速度衰减的计算公式为［2］：

                                      （3）

式中： ――气流轴线上某点的风速，m/s，其它参数同前；

冷气流温度衰减的计算公式为［2］：

                                  （4）

式中： ――在气流轴线上某一点的温度与周围空气的温差，℃，其它参数同前；

根据公式3、4及前述数据，可计算出Y＝1.5 m处，冷气流的速度值、温度值，计算结果见表五。

表5  高档运行时Y＝1.5 m处，冷气流的速度值、温度值

根据表四的计算数据，运用公式1可计算出三种产品在高档运行时Y=1.5m处（此时的X值并不同）的EDT值，结果见表六。

表6  高档运行时Y=1.5m处的EDT值

从计算出的EDT值来看，其EDT值均不在－1.7～1℃的范围，相应的风速值也均大于0.35 m/s，不满足舒适性要求。

出现这种情况的主要原因在于三种产品的焓差都偏大，从而导致送风温差均超出了规范要求的10℃。国外好的风机盘管产品的焓差多在8.7～14.5 kJ/kg［4］，相应的送风温差为6～10℃，从而可以满足设计规范的要求。

从表五、表六的数据来看，以产品B的EDT值较为靠近要求的范围，产品C次之，产品A最差。这与前述2.2.2的定性分析结果是一致的。

中、低档运行时，由于送风量减少，出口风速降低，送风温差会进一步加大，舒适性程度会进一步降低。

3 结论

（1）卧式风机盘管的选择，一定要考虑风机盘管的舒适特性。否则，很难在房间营造出令人满意的温度、速度分布；

（2）卧式风机盘管应选择风量大，送风温差小的设备。具备这种特性的风机盘管，较易在室内形成较好的温度、速度分布，从而房间的舒适性会得到提高；

（3）现有的风机盘管的处理焓差值偏大，从而导致风机盘管的送风温差偏大，故而很难满足暖通空调设计规范要求，开发低焓差的产品从而提高设备的舒适特性是很有必要的。

参  考  文  献

［1］         陆亚俊等．暖通空调［M］．北京：中国建筑工业出版社，2002

［2］         陆耀庆主编．实用供热空调设计手册［M］．北京：中国建筑工业出版社，1993

［3］         中华人民共和国建设部．采暖通风与空气调节设计规范［S］．北京：中国计划出版社，2003

［4］         刘宗源．风机盘管机组的合理选用［J］.暖通空调，1996,3:39-43

袁昌立，1966.11，男，硕士，讲师；武汉科技学院环境与城建学院，邮编：430073；