鐘承堯，嚴世勝，王紅晨

（海南師范大學 物理與電子工程學院，海南 ?？?571158）

太陽冷水空調(diào)中風機盤管供冷量的研究

鐘承堯，嚴世勝，王紅晨

（海南師范大學 物理與電子工程學院，海南 ?？?571158）

通過實驗數(shù)據(jù)和曲線圖分析了改變冷凍水流量對風機盤管供冷量的影響，當通過的水流量大于額定值的90%或小于額定值的78%時，產(chǎn)生的冷凝水較多，效率低；當水流量為額定值的78%～90%時，產(chǎn)生的冷凝水較少甚至沒有，效率高.實驗結果對風機盤管變水量調(diào)節(jié)供冷的實際應用具有一定的參考價值.

風機盤管；冷凍水流量；冷凝水；效率；實驗研究

我國是一個能源相對匱乏的國家，能源的利用率也只有發(fā)達國家的62%[1].根據(jù)發(fā)達國家經(jīng)驗，隨著社會的發(fā)展，經(jīng)濟越發(fā)達、人們生活水平越高的地區(qū)，建筑能源消費（特別是空調(diào)）就越多.伴隨著能源危機和環(huán)境污染問題的日愈突出，需要考慮如何減少空調(diào)的能源消耗，以應對日后可能產(chǎn)生的更為嚴峻的能源問題.而太陽能是分布廣泛、豐富、清潔的可再生能源，在全世界范圍內(nèi)都得到了廣泛的研究和應用，有很好的社會效益和經(jīng)濟效益.

近年來隨著生活水平的提高，人們對空調(diào)性能要求越來越高，所以不少國內(nèi)外學者采用各種不同的方法，對太陽能中央空調(diào)水系統(tǒng)進行了控制研究.變水流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，即保持供水溫度基本不變，當空調(diào)負荷變化時，改變系統(tǒng)水流量的大小，以改變通過各風機盤管的水流量，達到改變風機盤管的性能和調(diào)節(jié)風機盤管產(chǎn)生的冷凝水量等目的[2].正是在這樣的背景下，研究太陽冷水空調(diào)水系統(tǒng)中變水流量對風機盤管性能的影響，從而使相關的設計方案更加科學合理.

正是在這樣的背景下，研究太陽冷水空調(diào)水系統(tǒng)中變水流量對風機盤管制冷量和制冷效率等性能的影響，從而使相關的設計方案更加科學合理.

1 太陽冷水空調(diào)系統(tǒng)簡介

太陽冷水空調(diào)由散熱器、水冷冷水空調(diào)機組、貯冷水箱和風機盤管等組成.

圖1 太陽冷水空調(diào)組成Fig.1 The constitute of solar chilled-water air conditioning

冷凍水保溫箱中的水通過散熱器，自然循環(huán)，在不消耗任何能源的情況下把水降到當天的最低溫度；水冷冷水空調(diào)機組在當天的最低溫度時段制冷，把冷量貯存在冷凍水保溫箱中.需要制冷空調(diào)時，保溫水箱中的冷凍水送至風機盤管，使房間的溫、濕度調(diào)節(jié)至設置值，并予以保持.

常規(guī)空調(diào)負荷的特點是絕大部分時間處于部分負荷下，而制冷機組部分負荷運行時性能系數(shù)是較低的.太陽冷水空調(diào)系統(tǒng)的制冷機組在當天的最低溫度時段滿負荷運行，由冷凍水保溫箱蓄冷，實現(xiàn)制冷機組始終滿負荷高效運行而達到節(jié)能的目的.另外，利用蓄冷系統(tǒng)可適當降低設備的裝機容量；采用水流量控制，如果控制在較好的位置，可以減少輸送能源和減少冷凝水的產(chǎn)生[3].

2 風機盤管水流量調(diào)節(jié)實驗

2.1 水流量調(diào)節(jié)的實質(zhì)

風機盤管機組簡稱風機盤管[4-5]，在空調(diào)的使用過程中，進出水溫差和水流量是相互聯(lián)系的兩個參數(shù).冷水空調(diào)的標準JB/T4283-91中規(guī)定，風機盤管的額定流量是進出水溫差為5℃時的水流量.在水側(cè)熱平衡方程（1）式和傳熱方程（2）式[6]中，

式中：Δts—進出水溫差（℃）；

GS—水流量（kg·s-1）；

K—傳熱系數(shù)（kW·m-2·℃-1）；

F—表冷器傳熱面積（m2）；

Δt—平均溫差（℃）.

由式（1）可知，在維持Q不變的情況下，如增大水流量GS，將會導致進出水溫差Δts相應減小，則水和空氣平均溫差Δt增大.但是，增大水流量GS，水的流速也會隨之增大，式（2）中的傳熱系數(shù)K隨之增大.若K和Δt增大，供冷量Q亦隨之增大，反之則變小.由此可見，水流量GS的大小對風機盤管供冷量的影響最為顯著.

2.2 實驗數(shù)據(jù)

實驗中使用的風機盤管型號為FP-68，風量為680 m3/h，水流量額定值為680 L/h；溫度測量采用宇電智能儀表AI-518；水流量測量采用LXS-25E旋翼式水表.在忽略其他因素影響的情況下，保持風機盤管的進水溫度基本不變，調(diào)節(jié)通過風機盤管的水流量分別為：420、466、486、516、546、576、600、640、680、720、990 L/h，測試風機盤管的制冷效率和產(chǎn)生的冷凝水，每5 min記錄一組數(shù)據(jù)，每個水流量測試時間為60 min，對所有數(shù)據(jù)取平均值，相關數(shù)據(jù)見表1.

表1 實驗數(shù)據(jù)Tab.1Experimental analysis

2.3 實驗分析

根據(jù)表1實驗數(shù)據(jù)分別繪制出制冷量、制冷效率和冷凝水與水流量的關系曲線圖見圖2～圖4.

圖2 制冷量與水流量的關系Fig.2The relationship diagram between cooling capacity and water flow

圖3 制冷效率與水流量的關系Fig.3 The relationship diagram between refrigeration efficiency and water flow

圖4 冷凝水與水流量的關系圖Fig.4The relationship diagram between condensate water and water flow

通過以上的實驗數(shù)據(jù)和曲線圖可以看出，風機盤管的制冷效率和產(chǎn)生的冷凝水都受到水流量大小的影響.當水流量超過600 L/h即額定值的90%時，制冷量隨著水流量的增大而增大，產(chǎn)生的冷凝水也增多，而風機盤管的制冷效率是越來越小.當水流量小于546 L/h即額定值的78%時，風機盤管的進出水溫差增大，產(chǎn)生的冷凝水也增多，制冷效率低.當水流量控制在546～600 L/h范圍內(nèi)，即額定值的78%～90%時，產(chǎn)生的冷凝水很少甚至沒有，制冷效率很高.因此，當過度增大水流量時，不僅制冷效率降低而且冷凝水也增多，造成了很大的能源浪費.所以在空調(diào)的設計與安裝時，不可隨意的增大或減小水流量，而應該把風機盤管的水流量控制在一個最佳的范圍內(nèi)，以達大幅度節(jié)能減排的效果.

3 小結

通過實驗數(shù)據(jù)和曲線圖的分析，在忽略其他因素影響的情況下，風機盤管冷凍水流量小于額定值的78%時，供冷量低，產(chǎn)生的冷凝水較多，效率低；冷凍水流量為額定值的78%～90%時，供冷量較高，產(chǎn)生的冷凝水較少甚至沒有，效率高；冷凍水流量大于額定值的90%時，供冷量大，產(chǎn)生的冷凝水多，效率也低.在太陽能冷水空調(diào)系統(tǒng)中應用，有較好的前景.

[1]徐小軍,陳劍波.水量對風機盤管性能的影響的實驗研究[J].制冷與空調(diào),2007(2):1-5,20.

[2]羅桂榮.壓縮式制冷設備與太陽光熱轉(zhuǎn)換設備嫁接式制冷制熱系統(tǒng)[P].中國專利:CN200310103930.1,2005-05-04.

[3]吳德勝.中央空調(diào)水系統(tǒng)及風機盤管的節(jié)能控制研究[D].長沙:湖南大學土木工程學院,2007.

[4]尹應德,張泠,蘭麗,等.風機盤管的模擬、調(diào)節(jié)和節(jié)能分析[J].制冷與空調(diào),2005,5(1):41-45.

[5]畢明華,唐良寶.機風盤管技術性能及應用分析[J].桂林航天工業(yè)高等?？茖W校學報,2006,(1):34-36.

[6]劉光遠,王國云.風機盤管水流量調(diào)節(jié)方法探討[J].揚州大學學報:自然科學版,2000,3(3):49-51.

The Experimental Study on Cold Capacity of Fan-coil in Solar Chilled-water Air Conditioning

ZHONG Chengyao，YAN Shisheng，WANG Hongchen
（College of Physical and Electrical Engineering，Hainan Normal University，Haikou571158，China）

This paper analyzes the influence on cold capacity of fan-coil by changing the flow of chilled water by means of the experimental data and curve diagram.When the passing flow of water is more than 90%of the rated flow or less than 78%of the rated flow,more condensate water will be produced and the refrigeration efficiency will be low;How?ever,while the water flow is between 78%and 90%of the rated flow,less or even none of the condensate water will be produced and the refrigeration efficiency will be high.The experimental result is of certain reference value for cold ca?pacity of fan-coil by adjusting VWV in practical application.

fan-coil；chilled-water flow；condensate water；refrigeration efficiency；experimental study

TK 519

A

1674-4942（2011）04-0408-03

2011-10-15

黃 瀾