风机盘管的节能

摘 要：在我国,风机盘管机组被广泛应用于空调系统.随着能源的不断走高,如何让传统的风机盘管机组更节能成为工程设计人员一直考虑的问题.目前,有两种风机盘管机组的节能效果逐渐被工程设计人员采用,一是让风机盘管干工况运行,二是用无刷直流电机代替传统交流电机.

关 键 词：暖通空调；直流无刷；风机盘管；节能

1.直流无刷风机盘管优势

1.1顾名思义,直流无刷风机盘管中采用的电机为直流无刷电机.相对于普通交流电机而言,直流无刷电机中采用电子换向方式代替了传统的机械换向方式,从而有效避免了机械换向中产生的电磁干扰及电磁噪音,使室内环境更安静舒适.另外,对于风机而言,其转速越高,则产生的噪音越大.而直流无刷电机可以实现低转速运行,从而进一步降低噪音值.另外,相对于普通风机盘管,采用直流无刷风机盘管的空调的控温能力更精确.

1.2由于直流无刷风机盘管具有节能、无级调速、安静、寿命长等优点,所以在许多新建建筑项目中都被广泛应用,并且也越来越得到市场的认可与青睐.

1.3直流无刷风机盘管与传统风机盘管主要的不同点是采用的电机为直流无刷电机,而传统的风机盘管采用的电机是交流（AC）电机,风机调速是通过温控器来实现,一般只有2～3个档风机转速可调.

1.4直流无刷电机是通过控制信号来控制电机转速的.该控制信号有两类,一类是标准模拟信号0～10V或者4～20mA,一类是通讯如485通讯ModbusRTU.而且直流无刷电机必须接受到通讯信号才能转动.

1.5直流无刷风机盘管功能齐全、投资少、能耗少、运行及维护成本低.

2.风机盘管机组的干工况运行

2.1台商大厦设计干工况运行的风机盘管,主要是为了尽可能地减少细菌等微生物的繁殖和扩散,保证户内人员健康.室内风机盘管干工况运行,是建立在基于湿度优先控制新风承担全部湿负荷的独立新风空调系统上的.该建筑新风空调机组采用冰蓄冷作为冷源,采用低温送风系统,保证新风湿度干燥,足以承担室内湿负荷.

2.2台商大厦以办公业态为主,室内设计温度为26℃,相对湿度为50%,对应90%时的机器露点温度为16.4℃,依据试验结果冷冻水进水温度可取10.4℃～13.4℃,故实际设计取进水温度为12℃,回水温度17℃.在此冷冻水供回水温度工况下对应的两台特灵1000冷吨离心主机的COP值达到7.32,主机节能效果达到20%以上.

2.3高静压风机盘管在高档运行时,其节能效果平均在25%以上.如果将风量调到中档,两种风机盘管的输入功率均会下降,但是交流异步电机效率下降较多,而永磁无刷电机的风机盘管效率不会变化.因此,风机盘管长期在中档运行时节能效果更明显.

2.4根据绿色建筑顾问公司EMSI提供的建模分析得到的节能数据,通过将台商大厦办公部分和SOHO部分的风机盘管改用无刷直流电机的风机盘管,比美国绿色建筑委员会提供的预算模型分别节能2.7%和2.1%,对整个建筑而言每年节省的费用分别是95万和73万元.虽然无刷直流电机的风机盘管造价较传统异步电机风机盘管超出一倍以上,但节省的运行费可在2年内收回初投资.台商大厦已经顺利通过了LEED-CS金级预认证.办公环境内风机盘管采用12℃冷冻水供水,能够满足风机盘管干工况运行,提高主机效率20%以上.无刷直流电机的风机盘管有调速性能好,噪音小,效率高的优点,增加的初投资可在2年内收回,在全寿命周期内,有良好的经济性.

3.目前风机盘管选型问题和节能措施

风机盘管是空调系统的末端装置,其工作原理是机组内不断的再循环所在房间的空气,使空气通过冷水（热水）盘管后被冷却（加热）,以保持房间温度的恒定.通常,新风通过新风机组处理后送入室内,以满足空调房间新风量的需要.由于这种采暖方式只基于对流换热,而致使室内达不到最佳的舒适水平,故只适用于人停留时间较短的场所,如：办公室及宾馆、医院、饭店、工厂、医院、展览馆、商场以及办公大楼等多房间或大空间工业和民用建筑的空调场合.由于增加了风机,提高了造价和运行费用,设备的维护和管理也较为复杂.

3.1为避免浪费能量及减低建设单位投资,空调产品的设计过程中,充分运用节能设计.例如在风机盘管三档风速设计上,高档风速风量高出常规设计20%～30%左右.在中档风速风量上,与常规设计相持平,而在低档风速上,则低于通常设计,具体而言,就是在每天上班时把盘管风速开到最大,使房间迅速降温；在负荷大时,风速调到中档,使其提供满足室内需要的冷量；而在一天的大部分时间则可在低档下低速运行,既可大大节约能耗,又可在几乎静音环境下工作,达到舒适效果.

3.2选用低噪声的风机盘管,选定前应对样机进行噪声测定,并应预计到样机与批量生产时的差值,一般为5dB（A）.根据客房允许噪声的标准要求,合理选择风机盘管的配置方式：

（1）要求客房内噪声级不大于30dB（A）和NC-20时：如条件许可,风机盘管可配置在管道间内,并在风机出风口至房内送风口的管道内作俏声处理.（2）要求客房内噪声不大于35dB（A）和NC-25时：应采用卧式风机盘管安装于客房过厅的吊顶上部,可在出风口前加设500-700mm长的管式消声器,降低晚声约6dB（A）左右.立式风机盘管应安装在远离床铺和书桌的部位,并在上部（出风口处）加设“室式”消声器.（3）要求客房内噪声不大于40dB和NC-30时：应选用中等噪声级的卧式、立式或柜式风机盘管,并使出风口尽可能远离床铺和书桌；夜间睡眠时开低挡,以降低噪声级.

3.3在选择时,实际计算送风量是风机盘管选型的重要依据,若仅仅依据冷量来选择风机盘管,往往出现一味放大、保守选型,而忽略空调房间舒适性及精度的问题.因此,在选择风机盘管时,应根据房间热湿参数计算热负荷并校核实际送风量来确定风机盘管的规格.

3.4风机盘管机组选型时应考虑具体机组风量特性曲线.样本上所给机外静压与达到名义风量时的机外静压有差别,在选型时需根据样本提供的风量特性曲线进行校核风量.

3.5目前国产风机盘管具有低静压、高焓差、送风温差大、风量不足,实际参数与名义参数不一致等一系列问题.达不到空调规范要求,很难在实际使用过程中取得满意效果,这些问题都需要国家标准的有效推行及风机盘管生产厂家的积极配合来解决.尽快完成产品的更新换代不仅仅可以改善空调使用效果而且也是建筑节能的一个有效环节.

3.6在空调部分负荷条件下,温差控制管路循环水泵流量结合风机盘管独立调节是一种有效节能.

4.结语

国产风机盘管从总体水平看与国外同类产品相比差不多,但与国外先进水平比较,主要差距是耗电量、盘管重量和噪声方面.因此设计中一定注意选用重量轻、单位风机功率供拎（热）量太的机组.空调机组应该选用机组风机风量与风压匹配合理、漏风量少、空气输送系数太的机组.陈上述几点外,还应根据具体工程情况,积极推广水环路热泵,采用热回收、变风量、变水量系统等节能技术.