低溫工況風機盤管熱工性能測試分析

施智輝

（福州市建筑工程檢測中心有限公司 350005）

0 前言

目前市場上對風機盤管的主要性能測試一般是以數學仿真或是經驗公式等為主。采用實測的方式在不同的工況下展開對風機盤管性能的測試相對較少。因此，本文主要介紹了低溫大溫差工況下風機盤管機組性能的測試研究結果。

1 低溫大溫差工況下風機盤管機組性能的測試背景

伴隨著區域供冷以及冰蓄冷技術發展的逐步優化完善，低溫大溫差供冷已經發展成為市面上供冷系統新的發展方向。但是廠家和檢測機構所提供的風機盤管的測試都是標準工況下的，非標準工況下的測試數據很少，因此在設計階段，無法給設計人員提供有效數據，選型偏差會導致節能效果的偏離。因此對低溫大溫差工況環境下風機盤管機組性能的測試研究是非常必要的。

2 實驗的應用原理

現階段國外主流的測試風機盤管熱工性能的檢測方法大概有三種：A、風洞式空氣焓值實驗法；B、量熱式空氣焓值實驗法；3、環路式空氣焓值實驗法。放眼國內主要集中為三種：1、焓差法；2、房間熱平衡法；3 風管熱平衡法。實際實驗的案例中主要應用的是以GB/T19232—2003《風機盤管機組》為實驗的依據。本文實驗的平臺是采用風洞式風機盤管檢測裝置，它可以對風機盤管在不同的溫度環境工況下，進行的熱性能轉化進行實際的測試，測試性能包括：風量（高、中、低檔）、供冷量、供熱量、水量、水阻、輸入功率、出口靜壓、噪聲等。風機盤管風側所要求的額定供冷量主要采用的是焓差測試法，即利用焓熵的能量轉換原理，通過測試風機盤管內的進風口以及出風口之間的空氣焓差，與其相關的循環風量，精確測量單位時間內機組出口（風測）的所獲得能量與傳熱介質流過風機盤管機組后釋放的能量的平衡誤差，進而測試出熱工性能參數。規范19232 中規定當兩方的平衡誤差小于5%時候，用其風測供冷量和水側供冷量的平均值作為測試最終值。風機盤管熱工性能檢測試驗平臺，詳見圖1。

圖1 風機盤管熱工性能檢測試驗平臺

圖2 低溫大溫差供水檢測數據

3 標準工況下的風機盤管性能測試

本文測試了不同型號的風機盤管機組共101 臺，進行了標準工況下的換熱性能測試。測試樣本涵蓋了市面上工裝常用的機組型號。測試表明：一般的機組風量是在340～2400m3/h，供冷量是在2200～12600W 之間，冷風比的分布平均值一般是在6.56KW/(m3/h)，而在實際的標準工況下，風機盤管的析濕因數分布的范圍也是相對的集中，結合實際的數據分析，一般都是在1.34～1.52 之間，其中的平均值是出于1.43 之間。此外在標準工況下檢測風機盤管中需要注意的是：風機盤管熱工性能的檢測過程復雜，且風管和水管管路數量眾多，傳統的管路設計存在諸多不足，如：1、傳熱管道一般由恒溫水箱供熱，由于恒溫水箱的容積較大，選用的加熱功率也大，這就造成檢測設備的電源容量需要加大，增加用電風險；2、其次空氣制冷系統中大多采用抽濕機和除濕機，占用空間大，環境能量損失高，耗電量大，且另外一方面試驗過程很難維持國標19232 中的精確指標要求。因此對風機盤管的檢測設備中的管路優化設計就顯得尤為重要。

4 低溫大溫差供水工況下風機盤管的性能測試

這一實驗的過程主要運用為其30 天的時間，實驗中選用的是FP-101 型號的風機盤管機組（額定風量1010m3/h，額定供冷量5810W，額定功率94W），一共采用的是36 組風機盤管的性能對其不同的供水溫度以及相應的不同的供回水溫差進行檢測，通過實驗得出的數據結果，分析總結出不同的低溫大溫差工況環境下，風機盤管的實際換熱性。

本文測試機組型號是FP-101（36 組），實驗分為6 組，一般的冷水進水溫度主要在3～8℃之間展開，冷水進水溫度為：3、4、5、6、7、8 攝氏度。供回水溫差為：5、6、7、8、9、10 攝氏度。綜合一共有36 種不同類別的工況，室內的空氣干球的溫度是27℃，濕球的溫度19.5℃，風量1010m2/h，額定冷量5810W，功率94W。數據詳見圖2。

4.1 供冷能力。當進水溫度不斷加大的情況下，供回水的溫差在不斷的加大，其相應的供冷量是在不斷的減少的，這主要是由于供回水的溫差加大，使得冷水的流量逐漸的減少，逐漸導致盤管換熱的能力逐漸的降低。而在相同的供回水溫差之下，伴隨著冷水的之間的進水溫差的不斷的加大，而實際呈現出的風機管盤機的整個機組的供冷量呈現出不斷增大的趨勢。所以，通過以上實驗的數據表明，低溫供水可以大大的加大高風機盤管的實際供冷能力，結合實驗的數據結果，得出特別是在當供回水溫度處于3℃/13℃，以及5℃/12℃時，整個風機盤管的實際供冷能力要相比于7℃/12℃的標準工況下均有實際的增強。

4.2 對除濕能力的分析。結合實驗的數據，當進水的溫度處于一樣的狀態下，風機管盤的整個機組的析濕因數伴隨著供回水溫差的增大而呈現出不斷的減小的趨勢，因而相應的除濕能力也是不斷的逐漸降低。另外，在相同的供回水溫差下，整個機組的進水溫度越高，整個風機盤管的析濕因素是越小的，因而潛在的制冷量呈現出越低的趨勢，整個機組相應的除濕能力也就越弱。

4.3 水阻力方面的分析。經過大量的風機盤管測試總結出，第一當相同的進水溫度下，水阻力會隨著回水溫差的變大，風機盤管的水阻力逐漸減小，但是下降率逐漸降低，因此水阻和回水溫差不是線性關系。第二，采用低溫大溫差供水的非標工況，會有效的減小風機盤管的水阻力，也同時弱化水泵揚程，進而大幅度的降低了水泵的能耗，節能性大大的提高。因此如果設計院在早期設計（非標工況）選型水泵時候，應該二次核算水阻力，方便選取合適的水泵型號。

表1

5 總結

綜上所述，結合實驗得出的相關數據分析，可以得出結論是，低溫大溫差工況下風機盤管機組性能的測試可以為實際的風機管盤機組型號的選型提供良好的選擇依據。本文提供的數據具有一定參考價值，在實際應用的過程中可以擁有較好的社會效益。

另外GB/T19232-2003 自發布至今已有10 多年，且目前風機盤管行業中非標準產品占比越來越大，本人通過多年的風機盤管檢測經驗，發現存在一種特殊情況，比如：A 國標型風機盤管和B 非標型風機盤管，兩者供冷、供熱量均符合19232規范要求，由于B 型非標風機盤管輸入功率稍大于規范規定限定值，依照19232規范，B 非標型產品就判定為不合格，但是就綜合節能性能而言，B 非標型風機盤管供冷/熱量明顯優于A 國標型風機盤管，B 型非標產品相對于A 型國標產品更加節能環保，綜合性能更好。如果強行依照國標19232 來判定，就會造成判定失誤。A、B 型風機盤管檢測數據詳見表2。

風機盤管檢測數據表2

因此筆者對現行國家標準GB/T19232 中的技術判定存在的問題，提出以下修訂意見：

1、建議將原標準中“輸入功率不大于表2規定值”更改為“不大于產品額定值”。目前市場上眾多非標產品的輸入功率均大于表2值，這樣可以滿足目前市場大量非標產品的合格判定的需求，從實際角度出發，提高節能效益。

2、由于舊版規范中缺少一個綜合能效測評的指標，無法真實反映產品的節能效果，建議在新版標準中可以增加一個綜合節能評價指標——E 單位功率下的制冷/制熱量（E=供冷量W/N 功率），這樣可以從大局的角度綜合評價風機盤管節能水平，規范和推進風機盤管的產品研發和生產。