浅谈中央空调双排管风机盘管机组设计

张乾

摘要：在当前的中央空调末端设备中应用最广泛、产量最多的是具有易调控、便于安装、造价低廉等优点的风机盘管，并且随着科技的进步，风机盘管的应用领域不断扩展，产品类型也逐年增加。本文在传统的三排管风机盘的基础上，设计了一种双排管斜置结构的风机盘管，以供读者参考。

关键词：双排管风机盘管；斜置结构设计；改造方案

目前世界上风机盘管产量最大的国家是中国，我国风机盘管行业的竞争日益激烈。虽然生产厂商数量很多，但是产品质量参差不齐，整体来看，技术水平仍然处于一个较低水准。随着我国经济水平的提高，人民的生活水平也有了质的飞跃，安装中央空调的用户人数逐年增多，所以市场上对中央空调的舒适度的要求也越来越高，例如在风机盘管的焓降、风量、外形尺寸、生产成本、运行费用、安装是否方便等方面的要求越来越严苛。传统的3排 ×8列的风机盘管已经逐渐被市场所淘汰，研发新的风机管盘已成为必然选择。

1.双排管风机盘管在市场上的应用现状

双排管风机管盘在市面上并不多见，只有少数厂家生产了双排管和多档转速风机管排，并且销量较低。这类风机管盘的主要特点是：

1.1风量小，尺寸大

这种管风机盘的设计存在较大的不合理之处，加大的机组长度导致双排管表面冷却装置的传热面积和三排管不分上下，但是在各种细节上的设计却没有更改三排管的参数，结果就造成中央空调的换热能力较差，影响用户的使用。而且，尺寸过大给安装工作带来麻烦，增加安装成本。

1.2风量大，尺寸小

这种增大风量来提高换热能力的设计虽然保证了空调的冷度合适，但是噪声过大，影响用户的睡眠质量。另外这种双排设计的风机盘管的焓差较低，除湿能力有所下降。

1.3多档转速电机设计

采用多档转速的设计，可以弥补排数减少造成的风量低、静压大等方面的影响，但是没有从根本上解决排数减少对空调热/湿负荷的影响。

本文在市场上这几类双排管风机盘管的基础上，设计了一种升级版的双排管风机盘管，可以克服排数减少带来的除濕能力不足和冷量下降等问题，并且节省了产品的制作成本，对于空调市场的发展具有重要意义。

2.双排管风机盘管设计方案

本设计主要从进/出风焓降的确定、管内水侧和管外空气侧传热系统、放热系统、风系统、管组连接方式等方面做了调整和改进，下面是详细分析过程：

2.1进/出风焓降的确定

在机组供冷量Q一定的工况下，风量 Va和焓降△h之间成反比例关系，也就是说当Ah（进/出风焓降）过大时，则 Va（送风量 ）偏小，采用这种方式设计的空调在除湿能力上较强，但是换气次数少，使用感一般，而且由于表冷器长度增加，消耗的材料较多，导致成本增加；反之，当机组的焓降值较小，送风量偏大时，除湿能力有所降低，风机功耗大，换气次数较多，噪声明显，虽然表冷器的成本降低了，但是产品功耗大、升降温幅度变化不明显，影响用户的使用。所以本文设计的这种双排管风机盘管，经过了大量的风量和焓降关系的试验，在保证把排数减少对产品综合性能的影响程度降到最低的前提下，找到了理想的风量范围，并且将生产成本控制在一个合适的范围内。

2.2管内水侧和管外空气侧传热系统

表冷器的传热系数主要与以下几方面有关：管内水侧的放热系数、管外空气侧的放热系数、导热热阻、污垢热阻及接触热阻，其中导热热阻和接触热阻，实质由工艺、设备、材料保证，管内及管外污垢热阻相对于其它热阻，数值很小[1]。本文调整了管内水侧和管外空气侧的放热系数，经过多次试验，最终确定了最大程度上提高表冷器传热系数的数值范围。

2.3放热系统

翅片管换热器空气侧的放热系数的确定非常复杂，除了要满足外形参数上的设计，还要满足空气流态、析湿系数、翅片效率等性能设计。为了提高管外空气侧的放热系数，本方案在保证风速的同时，确定选择双排管中最合适的片距是1.63毫米，在这个片距设计前提下，可以提高热流密度，提高最窄截面流速，降低功耗。

2.4风系统

优化风系统要从确保换热器受风均匀以及换热器面积得以充分利用这两方面着手，降低风阻，降低功耗。风系统结构包括底板、左右固定板、后背板、顶盖板、电机以及风机。底版的倾斜程度可以影响换热器表面风速的分布状况，经过试验，发现底板倾斜角度在140°时风速分布最为均匀。

2.5管组连接方式

除了传热系数之外，平均传热温差对提高传热量的影响也是不可忽略的。风机盘管中的传热介质是水和空气，是一种混合介质，平均传热温差处于顺流和逆流之间。传统三排管风机盘管的管组连接方式是每一排独立成一个通路，这种独立流传热效果没有交叉流好。双排管设计优化了管组结构，使两种介质的流动方式接近于逆流，传热温差大幅度增加，从而增大传热量。除此之外，由于排数减少，表冷器材料增加给安装带来麻烦，为了降低这种影响，本方案设计了一种新的表冷器结构——双排九列斜置结构，虽然表冷器长度尺寸必须要增加，但是倾斜放置可以保证高度尺寸和三排管设计相同，有利于安装。

三、总结

人们对中央空调的舒适度要求越来越高，促进了风机盘管行业的不断发展与进步。风机盘管的设计并不复杂，但是在一些细节设计上仍然存在值得深入研究的价值。本文在三排管的基础上设计的这款双排管风机盘管机组，提高了表冷器的传热性能；斜置结构在保证管内侧放热系数和水阻力合适的前提下，节省了材料，缩短生产工期；提高产品的经济效益，生产出适应市场发展的双排管风机盘管，促进我国空调行业的发展。

参考文献：

[1]李文萱.中央空调两排管风机盘管机组的设计[J].安徽科技学院学报，2013，27（2）：54-58.

[2]董丰，何明刚.风机盘管的节能分析[J].建筑遗产，2013.

[3]林小闹，杨昌尧.基于机组性能的风机盘管机组加新风机组空调系统设计[J].暖通空调，2013，43（8）：29-32.endprint