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風機盤管空調系統在大空間建筑中的應用

09-03 12:39:45  瀏覽次數:837次  欄目:暖通空調
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  1、引言

  風機盤管空調系統由于布置靈活,節省建筑空間,各空調房間可獨立地通過風量,水量(水溫)的調節,改變室內溫濕度,當房間無人時可關閉風機盤管機組而不會影響其他房間,節省運行費用,近年來在民用建筑的舒適性空調中得到了廣泛的應用。特別是具有高余壓可接風管的風機盤管機組的研制和推出,使風機盤管的應用更為靈活方便。但當考慮人員密集的大空間超市商場類建筑空調設計時,大多數暖通專業的學生都會很自然的想到采用目前極為流行的全空氣系統,而對嘗試在此類建筑中使用相對于全空氣系統有諸多優點的風機盤管加新風系統嗤之以鼻,原因很簡單,在大多人看來,風機盤管加新風系統自身存在的缺點使其在適用于人員密集的大空間超市商場這類建筑中顯得尤為致命。比如說除濕能力差,易發生凝結水滲漏事故,室內空氣品質差等。本文試圖通過在設備選擇,設計,施工三個方面對風機盤管加新風系統的上述“致命”缺點做一些建議和改進,近而使其有可能在人員密集的大空間超市商場類建筑中發揮出自身應有的優點。

  2、分析

  2.1風機盤管系統的優缺點

  與全空氣系統相比,風機盤管加新風系統尤為突出的優點是:

  (1)風機盤管機組體型小,占地小,布置和安裝方便,甚至適合于舊有建筑的改造;

  (2)控制靈活,具有個別控制的優越性,可靈活地調節各房間的溫度,根據房間的使用狀況確定風機盤管的啟停;

  (3)容易實現系統分區控制,冷熱負荷能夠按房間朝向,使用目的,使用時間等把系統分割為若干區域系統,實施分區控制;

  同時,風機盤管加新風系統也具有如下的缺點:

  (1) 室內空氣品質比較差,很難進行二級過濾且易發生凝結水滲頂事故。

  (2)風機盤管機組方式本身解決新風量困難。由于機組風機的靜壓小,氣流分布受限制,實用于進深小于6米的房間。

  (3)因機組分散設置,臺數較多,維修管理工作量大;

  2.2風機盤管技術發展

  作為半集中式空調系統不可缺少的重要設備,從起出現之日起就順著社會的發展不斷的完善自身的技術以便適應更為廣泛的應用前景。為了提高實際工程中風機盤管效能,長期以來科研技術人員主要從風機盤管的新的結構形式,提高換熱效率,降低噪音,提高室內空氣品質和自動控制水平等幾個方面入手,做了深入的研究,很多新的形式和結構的風機盤管不斷被開發出來[3],從而更廣泛地適應不同場合的需要。比如說立式明裝的風機盤管以及立柱式風機盤管等等。

  為了適應不同場合的需要。風機盤管的安裝形式也變的多種多樣,如1993年高杰[1]等基于電影放映的需要提出了一種新型的掛壁式風機盤管,能夠較好的解決高大空間風機盤管的使用問題。這對風機盤管應用到大空間的超市商場建筑有一定的啟發作用。眾所周知,一般超市建筑中,若采用風機盤管加新風系統,風機盤管幾乎都是安置與房間吊頂內的。也正因為此,才有了該系統有浸漏而不適合使用的“定論”。此外,為了降低風機盤管安裝所需要的空間,山東早春集團和清華大學熱能工程系合作,采用軸流風扇代替傳統的慣流風機,優化換熱器結構,開發出的超薄型風機盤管,大大降低了盤管的高度,進一步提高了風機盤管在商業和住宅建筑中的應用。這種新產品的開發,可以更好的解決全空氣系統占用大量吊頂空間的問題,這樣一來如果風機盤管能夠解決好自身“歷史性”問題,就會在系統選擇中更具競爭力。

  為保證良好的室內空氣品質,吸附,光催化等技術先后被引用到風機盤管系統,1992年,祝耀坤[2]首先在其“多功能風機盤管空調器”中提出了使用滅菌裝置,1994年黃斌香[4]等人較為全面地提出一種“菁華式風機盤管空調裝置,通過在系統中加如了空氣過濾器,靜電除塵器,負離子發生器,紫外線發生器或纖維活性炭層7層徹底凈化室內空氣

  為保證室內新風含量,風機盤管上的新風技術也有了長足的發展。荊延杰[6]于1997年提出了“V”型調節裝置的風機盤管,通過調節“V”盤的擺角,可以有效的調節新回風比。

  2.3風機盤管加新風系統設計

  在通常的風機盤管加新風系統中,室外空氣在新風機組里僅被處理到室內狀太點等焓的機器露點,新風負荷與部分濕負荷由新風系統承擔,室內冷、濕負荷與新風部分濕負荷由風機盤管承擔。由此可知,在此種處理過程中,風機盤管始終處于濕工況下,本來自身處理濕能力就比較差,這種情況下除了處理室內全部負荷外,還要處理新風的部分濕負荷,對于人員密集的大空間超市商場類建筑,如堅持使用這種處理過程,會給風機盤管帶來更大的濕處理壓力。這種情況下產生大量凝結水,而時有發生滲頂現象也是合情合理。為了能夠十風機盤管少產生或不產生冷凝水,也就是讓新風承擔大部分或全部濕負荷的處理過程是人員密集的大空間超市商店類建筑采用的合理過程。對于這種夏季當新風承擔全部室內負荷,風機盤管僅承擔照明、日射、人體等顯熱負荷的系統可以稱作為干工況運行風機盤管加大新風機組空調系統。與傳統的風機盤管系統相比有以下主要特點:風機盤管負荷減小,要求冷水溫度較高,盤管排數減少;新風機組負荷增大,要求冷水溫度較低,大焓差處理,盤管排數增多;風機盤管干工況運行,無滋菌問題,衛生條件好。不過這種系統國內應用較少。可能是大焓差處理的新風機組不是很普及,但是這是解決風機盤管系統應用到人員密集的大空間超市商場類建筑的一個途徑。新風機組處理焓差大與小,還與室外狀態點有關,故在使用此系統時,要進行必要的負荷與處理過程的計算。本專題本來是要針對此環節進行計算分析,由于時間安排上的不周密,導致沒能完成此部分內容。

  另外在設計中要著重考慮的是一旦產生的冷凝水的排放問題;

  (1)風機盤管凝結水盤的泄水管坡度不宜小于0.01,且不允許有積水部位。

  (2)在風機盤管與冷熱水管接管的手動與電動水閥下邊應設計做集水盤,該集水盤可與風機盤管的集水盤連接,以保證閥門等接頭處的凝結水能沿集水盤排出;

  (3)對于暗裝風機盤管時,設計時應當留有一個檢查口,其尺寸與風機盤管相適應,以便檢查,檢修時方便進出。

  2.4.風機盤管施工過程

  從施工角度分析,現行的風機盤管其凝結水盤存在以下問題:

  1.凝結水盤多為一次壓制成型,外貼保溫材料。有的產品保溫層過薄,表面產生凝結水;有的產品保溫層與凝結水盤之間粘貼不緊密,甚至有開膠現象,導致表面產生凝結水。

  2.凝結水盤為平底水盤。安裝人員往往將整機傾斜一定角度,以便排水。這樣導致風機盤管電機在非水平狀態下長時間運行后軸承易跑內圈,最終因運行噪聲多大,不得不更換電機。

  3.凝結水盤均為開式。開始凝結水盤裝于吊頂內,各種雜物如灰塵,老鼠屎等易存于其中,需定期清潔,否則會堵塞凝結水管。

  4.凝結水盤無任何預警保護措施,只有在天花板被水漏濕后才能發現。

  綜上所述,在開式凝結水盤的設計中需根據實際使用進行調整,如:

  1.凝結水盤高水位點設置兩個電極,接入風機盤管控制電路。一旦水位達到高水位,兩個電極導通,風機盤管斷電停機或聲光報警。

  2.凝結水盤上設置帶網眼的活動蓋板,改開式為閉式,既保證表冷器的凝結水有效地滴入水盤,又可有效地防止異物進入凝結水盤。

  3.將凝結水盤平底改為具有一定坡度的斜底,排水口設于最低點。安裝時,直接對風機盤管4個吊裝點找平即可。

  3、結語與思考

  以上僅對風機盤管滲頂問題做了較詳細的分析,如果在實際工程中真正做到這些地方,應該說風機盤管加新風系統可以用于上述場所,但還有其他一些問題要繼續考慮,比如說溫度均勻性的問題。我們知道:供冷量一定的情況下,減少送風溫差,能夠增加換氣次數,有助于提高空調精度和舒適性。風機盤管如能實現小溫差,大風量送風,會有更好的空調效果。具體如何實現,還要做進一步的學習分析。

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