摘要：组合式空调机组是中央空调系统中的主要设备之一，其在一般建筑物舒适空调系统所耗电量中占了整个空调系统的20%--30%，合理科学的设计选型是机组高效运行、降低空调系统能耗、节能减排的重要措施。现就组合式空调机组各功能段的设计选型要点及应注意的事项进行了归纳总结。
关键词：组合式空调机组；设计选型；节能
引言
组合式空调机组是中央空调全空气系统的必备设备。我国中央空调产品经过几十年从无到有的发展，无论从产品质量、还是从技术含量上讲都取得了长足进步，组合式空调机组也不例外。1993年4月24日我国政府颁布了第一部关于组合式空调机组的政策性法规—国家标准GB/T14294—93（组合式空调机组），并于同年12月1日起正式开始实施。该标准实施6年来，对规范我国组合式空调机组产品市场、提高组合式空调机组产品的整体质量起了积极有益的作用。随着我国国民经济的迅速发展，人民生活水平的不断提高，采用中央空调系统工程项目的不断增多，组合式空调机组作为中央空调产品，以其技术参数可选范围广、性能价格比适中、功能段组合灵活（可以较方便地通过增减、变换功能段来完成几乎全部功能的空气处理）等优点在近几年的国内市场中取得了很大发展，发展带来了机遇，同时也带来了挑战。
1、组合式空调机组设计选型要点
在进行组合式空调机组设计选型时，首先应根据空调系统负荷及风系统管路设计确定所需风量、压力、冷热量、加湿量、除湿量等技术参数及分别实现不同空气处理的功能段及组合方式。组合式空调机组最常用的功能段主要包括进风段、过滤段、表冷段、加热段、加湿段、风机段、均流段和送风段。各功能段的合理设计选型是整机性能优越的保证，对机组的安全节能运行具有重要意义。下文笔者就机组各功能段的设计要点分别进行归纳总结。
1.1 送风量及送风状态点确定
送风量及送风状态点的确定应在焓湿图上进行。对舒适性空调来说，为降低能耗，通常以机器露点作为送风状态点。在焓湿图上作出热湿比ε与相对湿度φ=95%的交点即为理论上的送风状态点。送风状态点选定时应注意以下几点：
（1）为避免空气在送风口处结露滴落，送风温度t0应不低于室内空气设计状态点N对应的露点温度tNd，即t0≥tNd；
（2）室内温度与送风温度的温差应不高于10℃；
（3）对于全空气系统的舒适性空调，考虑室内气流组织的合理分布，房间换气次数不宜低于8次/h，据此可确定空调系统最小送风量，进一步可根据房间热湿负荷、室内设计状态点、送风量确定送风状态点。其中有一点需特别注意，在工程设计中，风量的设计余量应不低于理论计算值的15%。这主要是基于以下考虑：机组存在漏风量，且送风管道在安装过程中经常会因人员操作不当和环境限制出现风管密封质量差的情况；目前大多数空调机组选用变频控制以达到节能效果，而机组变频器大多数情况下并不会起初就满负荷50Hz运转，一般初始频率控制在35--45Hz为宜。
1.2 箱体的选择
组合式空调机组箱体的保温、强度、密封性等是机组机械性能好坏的关键指标，也是影响机组能耗的重要因素。为防止机组运行过程中箱体外表面结露影响用户正常使用和造成不必要的能量损耗，在选型时应注意以下几点：
（1）根据机组风量、室外环境参数和运行压力选择合适的箱体厚度。箱板厚度不足会导致保温层热阻偏小，机组运行过程中冷热量通过箱板传递造成能量浪费，且箱板越薄其刚度越差，在相同风量和压力下的变形量越大，从而引起机组风量和冷量的额外损失；而箱板厚度偏大则会加大机组初投资，经济性较差。
（2）应尽量选择具有防冷桥设计的机组。由于冷桥现象的存在，当冷桥部位表面温度低于机组外表面空气露点温度时，表面产生凝结水，随着时间的加长，其表面最终变成水珠下滴，这样就存在冷、热交换的状态，从而导致能量流失。
1.3 盘管的选型
盘管是组合式空调机组中最为重要的热湿处理设备，其选型的优劣直接决定机组能否满足设计要求。翅片管换热器因高效的换热能力、紧凑的结构形式成为机组中最常用的换热部件。对于组合式空调机组中的盘管设计，由于总体框架尺寸限制，部分结构参数已被限定，因此需要特别注意迎面风速的确定。目前市场上少数制造商为了缩减箱体尺寸，降低成本，将盘管的迎面风速设计得过大，机组运行过程中容易产生漂水问题，一般在选型设计时将迎面风速控制在2.5m/s左右为宜。
1.4 过滤器的选择
针对舒适性空调，一般在进风段后配置初效过滤器以防止表冷器积灰，对于空气质量要求较高或洁净场所则必须在风机段后再配置中效、高效过滤器，甚至加设消毒和除菌装置。
过滤效率、容尘量、迎面风速和风阻是过滤器选型时主要的技术参数，若风阻过高，则相应的风机能耗上升，因此在进行过滤器选型时，应优先选择低阻力、高性能的产品。此外，为方便后期维护和更换，一般设计时应在过滤器两端设置压差表，当压差值达到过滤器终阻力时，应及时更换过滤器。
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1.5 除湿段的选择
随着电子、制药、食品、化纤等行业的发展，以及诸如博物馆、实验室、高级储藏室等一些特殊场合对相对湿度提出了更高的要求，而普通的空调机组很难达到，现大多数工程采用转轮除湿机的除湿方案以满足较低相对湿度的要求。
转轮除湿机利用涂覆在旋转的多孔道轮状或环状载体上的吸湿剂来吸附透过该转轮的湿空气中的水蒸气分子，吸湿后的吸湿剂可在高温下脱水再生，恢复吸湿能力。采用先进的固体吸附技术，可以连续稳定、大负荷的进行空气除湿运行，特别是低温低湿工况下可实现-70℃的超低空气露点，而水冷法只能把空气的露点降至10℃。
在除湿过程中，吸附转盘在驱动装置带动下缓慢转动，当吸附转盘在处理空气区域吸附水分子达到饱和状态后，进入再生区域由高温空气进行脱附再生，这一过程周而复始，干燥空气连续的经温度调节后送入指定空间，达到高精度的温湿度控制。转轮除湿机前段与后段都应安装表冷器，前段表冷器将处理空气温度降低至10℃，提高转轮除湿机效率。在空气含湿量不变的情况下，进入转轮的空气温度越低，除湿效果越好；经过转轮除湿机处理的干空气温度会上升20--30℃，安装后段表冷器的目的主要用于降温。
1.6 加湿器的选择
加湿器类型众多，干蒸汽加湿器、电极加湿器、电热加湿器属于等温加湿，湿膜加湿器和高压微雾加湿器属于等焓加湿。干蒸汽加湿器的加湿量大且调节迅速，但需要稳定的蒸汽源；电极式加湿器体积小，价格低，安装维护方便，在组合式空调机组中得到了广泛应用，但其加湿过程启动时间较长；湿膜加湿器结构简单，能耗小，运行噪声低，在加湿的同时可起到降温作用，但加湿效率较低，且容易结垢。
组合式空调机组进行加湿器选型时，应遵循以下原则：充分考虑安装尺寸、加湿效率、加湿量等技术参数和初投资，合理选择加湿器类型。
1.7 送风机的选择
风机是组合式空调机组中最为重要的动力源，目前机组中使用最为广泛的风机形式为前向、后向离心风机和无蜗壳离心风机。
组合式空调机组进行风机选型时，首先应当根据风量和压力参数确定风机形式。根据前、后向离心风机的性能特点和实践经验，当机组全静压小于900Pa时，建议采用前向离心多翼型风机，全静压超过900Pa时，则可采用后向型风机。风机选型时应当特别注意以下两点：
（1）需要考虑箱体的阻力损失。在风机选型时，不应当仅仅将各功能段的阻力相加，还必须加上箱体的阻力损失，这样才不会出现风量和压力不足的现象。同时，风机出口风速应尽量不超过13m/s，风机出口风速越大，箱体阻力损失也越大。
（2）风机吸风侧必须预留足够的空间。为了保证风机高效运行，设计时一般要求进风圈到箱板的距离为0.8--1.2D（D为风机叶轮直径），出风侧则要预留1.5D以上的空间以保证风机出风通畅。
1.8 均流段的选择
组合式空调机组中均流段出现次数是相当高的，尤其在中效过滤段前应设置均流器，以使空气均匀地通过过滤器，达到有效过滤空气及保护过滤器和降低空调箱的内部阻力的目的。
2、重视空气品质的组合式空调机组将出现
当代空调技术是以促进人类居住的舒适性、健康性，保护地球环境，对能源有效利用等基于可持续发展的观点为原则而取得进展的。随着人们生活水平的提高，对于室内空气品质（IAQ）就会越来越重视，表现在组合式空调机组上就是要求其不仅只对室内空气进行简单的热湿处理（热舒适性），而且还要求其能够进行健康处理，这就对组合式空调机组的发展提出了更高要求二消除了室内co2，voc（挥发性有机化合物）、浮游尘埃、细菌、臭味等很大部分将会由组合式空调机组承担，因此可以预测，随着组合式空调机组的发展，将会有专设健康功能段的组合式空调机组出现。组合式空调机组增设健康功能段的目的是为了全面提升室内空气品质，该功能段将主要由电子处理设备完成，如普通过滤+静电过滤、紫外线杀菌除臭，负离子发生器补充负氧离子等。目前我国还没有一个专业生产组合式空调机组健康功能段的厂家，今后可能会出现。
目前制约组合式空调机组健康功能段的发展、并不仅在于空气健康功能的技术实现上，而在于对健康空气（“纯净”空气、“矿泉”空气）的理解和定义上，对空气品质的理解和定义一直存在着分歧和争论，到目前为止健康空气的标准（“配方”）还未见定论这才是影响组合式空调机组健康功能段发展的真正原因。因此何为健康空气是一个很值得深入研究的课题。
3、结语
综上所述，组合式空调机组是中央空调系统中最为关键的设备之一，合理科学的功能段配置和部件选型设计，是组合式空调机组节能高效运行的重要基础，也是满足环境技术参数的关键要素。
参考文献：
[1]我国空调机组质量现状分析[J].邹月琴.暖通空调.1998（02）
[2]空调系统自动控制与智能化管理探讨[J].罗传钦.科技与创新.2016（13）
[3]HVAC暖通空调设计指南[M].中国建筑工业出版社，陆耀庆主编，1996
[4]实用供热空调设计手册[M].中国建筑工业出版社，陆耀庆主编，1993
论文作者:潘福利,钟保均
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/24
标签：机组论文; 空调论文; 组合式论文; 风机论文; 空气论文; 加湿器论文; 功能论文; 《基层建设》2019年第2期论文;