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        GB/T 19232—2019《風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組》主要修訂內(nèi)容

        2021-05-12 06:33:40中國建筑科學(xué)研究院有限公司王立峰
        暖通空調(diào) 2021年4期
        關(guān)鍵詞:供冷盤管靜壓

        中國建筑科學(xué)研究院有限公司 王立峰 曹 陽 袁 濤 李 強(qiáng)

        0 引言

        風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組是目前建筑集中空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的末端設(shè)備。據(jù)統(tǒng)計,2018年全國規(guī)模以上企業(yè)風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的產(chǎn)量為412.6萬臺[1],由此可知,建筑中實際使用的風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的數(shù)量非常大。雖然風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組本身只是一個小型設(shè)備,電耗相對來說也很小,但是考慮到風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組在建筑中的巨大存量,其性能優(yōu)劣對建筑的舒適性及能耗的影響非常大。作為在全國范圍內(nèi)統(tǒng)一使用的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的國家標(biāo)準(zhǔn)對于控制風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的產(chǎn)品性能質(zhì)量發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

        GB/T 19232—2019《風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組》[2](下稱2019版標(biāo)準(zhǔn))是在舊版GB/T 19232—2003[3](下稱2003版標(biāo)準(zhǔn))的基礎(chǔ)上修訂而來,該標(biāo)準(zhǔn)已于2019年8月30日發(fā)布,自2020年7月1日起實施,這意味著風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的生產(chǎn)、檢測、使用單位已經(jīng)開始按照新版國標(biāo)開展工作。為了使相關(guān)人員能夠更好地理解和把握標(biāo)準(zhǔn)要求,本文對標(biāo)準(zhǔn)的修訂背景和主要修訂內(nèi)容進(jìn)行解讀,供相關(guān)人員參考。

        1 標(biāo)準(zhǔn)修訂背景

        2003版標(biāo)準(zhǔn)是風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的第1版國家標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)對風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的性能要求及試驗方法進(jìn)行了較為完整和系統(tǒng)的規(guī)定,使風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的生產(chǎn)、檢測、使用有了全國統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布實施以來,對我國風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組產(chǎn)品質(zhì)量的快速提升和行業(yè)的健康發(fā)展起到了顯著的促進(jìn)作用。

        隨著近些年技術(shù)的發(fā)展,風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組出現(xiàn)了新的產(chǎn)品形式、新的性能要求,比如適用于溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)的干式風(fēng)機(jī)盤管、適用于空氣源熱泵的低水溫供暖機(jī)組、適用于大空間空調(diào)的高靜壓大風(fēng)量機(jī)組等,這些新形式的風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的性能要求迫切需要在全國范圍內(nèi)形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),而2003版標(biāo)準(zhǔn)已發(fā)布十多年,已經(jīng)不適應(yīng)生產(chǎn)、市場的要求。

        另外,2003版標(biāo)準(zhǔn)中沒有提出能夠反映風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組綜合能效的指標(biāo)。近些年,隨著建筑性能化設(shè)計理念的推廣,迫切需要提出針對風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的能效指標(biāo)及要求,以適應(yīng)建筑性能化設(shè)計的需求。

        在這樣的背景下,筆者所在單位會同有關(guān)單位共同開展并完成了《風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組》國標(biāo)的修編工作。

        2 主要修訂內(nèi)容

        2019版標(biāo)準(zhǔn)在整體內(nèi)容框架上與2003版標(biāo)準(zhǔn)基本相同,基本規(guī)格的性能要求與2003版標(biāo)準(zhǔn)一致,熱工性能試驗方法依然采用焓差法。修訂內(nèi)容主要體現(xiàn)在規(guī)格形式的增加和能效的提升2個方面。下面詳細(xì)介紹主要修訂內(nèi)容。

        2.1 擴(kuò)大了風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的風(fēng)量風(fēng)壓范圍

        2003版標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定其適用于風(fēng)量小于2 500 m3/h、出口靜壓小于100 Pa的風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組,按風(fēng)量劃分的基本規(guī)格從FP-34到FP-238共9種,考慮3種出口靜壓(0或12、30、50 Pa)與不同風(fēng)量規(guī)格的組合,2003版標(biāo)準(zhǔn)中風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的基本規(guī)格共有27種,如表1中“◇”所示。

        表1 風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組基本規(guī)格

        標(biāo)準(zhǔn)修訂前,編制組對風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)研,在一些建筑大空間的場合,會采用風(fēng)量超過2 500 m3/h、出口靜壓超過100 Pa的風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組,并已經(jīng)具有一定的市場規(guī)模。因此,標(biāo)準(zhǔn)修訂時,經(jīng)過與編制組中參編企業(yè)的討論,擴(kuò)大了風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的風(fēng)量風(fēng)壓范圍,標(biāo)準(zhǔn)的適用風(fēng)量風(fēng)壓范圍由原來的小于2 500 m3/h、100 Pa,調(diào)整為不大于3 400 m3/h、120 Pa。另外,參編企業(yè)反映2003版標(biāo)準(zhǔn)中FP-102、FP-136之間風(fēng)量跨度太大,其中間風(fēng)量的機(jī)組也有較大需求,建議增加基本風(fēng)量規(guī)格FP-119。所以,標(biāo)準(zhǔn)修訂時對風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的基本規(guī)格進(jìn)行了相應(yīng)的擴(kuò)展,在原有27種基本規(guī)格的基礎(chǔ)上,增加了FP-119、FP-272、FP-306、FP-340及出口靜壓120 Pa的機(jī)組共25種基本規(guī)格,如表1中“◆”所示。目前新標(biāo)準(zhǔn)中風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的基本規(guī)格共有52種,基本可以涵蓋目前市場上所有風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的風(fēng)量風(fēng)壓需求。

        需要指出的是,實際應(yīng)用中,大部分小風(fēng)量機(jī)組不需要120 Pa這么高的出口靜壓,但在某些特殊場合還是會用到小風(fēng)量、高靜壓的機(jī)組。為了保證標(biāo)準(zhǔn)的全面性,使標(biāo)準(zhǔn)盡可能涵蓋市場上應(yīng)用的所有機(jī)型,本次標(biāo)準(zhǔn)修訂將小風(fēng)量、120 Pa高靜壓機(jī)組列為基本規(guī)格,同時也對其性能提出了相應(yīng)的要求。

        2.2 增加了對風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組能效的規(guī)定

        2003版標(biāo)準(zhǔn)對風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的供冷量、供熱量、輸入功率、水阻力等指標(biāo)分別進(jìn)行了規(guī)定,但并沒有提出能夠反映風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組綜合能效的指標(biāo)。隨著建筑性能化設(shè)計理念的推廣,目前國家和地方的建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[4-5]都將單位風(fēng)量耗功率和耗電輸冷、輸熱比作為約束性指標(biāo)。風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的風(fēng)側(cè)涉及了單位風(fēng)量耗功率、供冷量和供熱量指標(biāo);水側(cè)由于存在換熱盤管阻力,影響著系統(tǒng)的耗電輸冷比和輸熱比。為適應(yīng)建筑性能化設(shè)計的需求,需要提出風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組能效的表達(dá)方式和指標(biāo)。

        本次標(biāo)準(zhǔn)修訂時,根據(jù)風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組能效的影響因素,增加了2個新的能效性能參數(shù),分別是機(jī)組供冷能效系數(shù)FCEER和機(jī)組供暖能效系數(shù)FCCOP,用來評價機(jī)組的綜合能效水平。機(jī)組供冷能效系數(shù)FCEER指的是機(jī)組額定供冷量與相應(yīng)試驗工況下機(jī)組實測電功率和水側(cè)實測水阻力折算電功率之和的比值;機(jī)組供暖能效系數(shù)FCCOP指的是機(jī)組額定供熱量與相應(yīng)試驗工況下機(jī)組實測電功率和水側(cè)實測水阻力折算電功率之和的比值。FCEER和FCCOP的計算如下:

        (1)

        (2)

        式(1)、(2)中QL為供冷量,W;NL為供冷模式下的輸入功率,W;NZL為供冷模式下水阻力折算的輸入功率,W;ΔpL為供冷模式下的水阻力,Pa;lL為供冷模式下的水流量,m3/s;η為水泵效率,取0.75。

        (3)

        (4)

        式(3)、(4)中QH為供熱量,W;NH為供暖模式下的輸入功率,W;NZH為供暖模式下水阻力折算的輸入功率,W;ΔpH為供暖模式下的水阻力,Pa;lH為供暖模式下的水流量,m3/s。

        計算水阻力折算的輸入功率時,水泵效率統(tǒng)一按照0.75進(jìn)行計算,這個值是參考了國標(biāo)GB 19762—2007《清水離心泵能效限定值及節(jié)能評價值》[6]而確定的。

        2019版標(biāo)準(zhǔn)也給出了各種規(guī)格風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的能效系數(shù)限值,這些限值是根據(jù)供冷量、供熱量、輸入功率、水阻力等參數(shù)的額定值按上述公式計算得到的。有了能效系數(shù)限值,不僅可以提高風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的能效水平,也為建筑性能化設(shè)計提供了必要的參照。

        2.3 增加了單供暖機(jī)組、四管制機(jī)組及低水溫供暖工況的要求

        隨著空氣源熱泵在煤改電工程中的應(yīng)用,單供暖風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組及水溫40~50 ℃的低水溫供暖風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的應(yīng)用也越來越多,但2003版標(biāo)準(zhǔn)中并未涉及對單供暖機(jī)組和低水溫供暖機(jī)組的要求;在2003版標(biāo)準(zhǔn)中,雖然在分類中提出單盤管機(jī)組和雙盤管機(jī)組(也就是兩管制機(jī)組和四管制機(jī)組)的分類,但標(biāo)準(zhǔn)中并沒有給出對四管制機(jī)組供暖工況的要求。所以本次標(biāo)準(zhǔn)修訂增加了單供暖機(jī)組、四管制機(jī)組及低水溫供暖工況的要求。

        2019版標(biāo)準(zhǔn)供暖工況水側(cè)試驗參數(shù)如表2所示。對于兩管制機(jī)組,在保留原有60 ℃供水溫度供暖工況的基礎(chǔ)上,增加了45 ℃供水溫度的供暖工況,供水量與供冷工況相同;對于四管制機(jī)組和單供暖機(jī)組,供水溫度分別按60、45 ℃,供水量則分別按10、5 ℃的供回水溫差得出。因供暖工況有2種供水溫度,為明確機(jī)組供熱量所對應(yīng)的供水溫度,2019版標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,機(jī)組銘牌上展示的供熱量需注明供水溫度是60℃還是45 ℃。

        表2 2019版標(biāo)準(zhǔn)供暖工況水側(cè)試驗參數(shù)

        2.4 增加了對干式風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的要求

        在溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)中,干式風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組有較多應(yīng)用,因此本次標(biāo)準(zhǔn)修訂加入了對干式風(fēng)盤機(jī)組的要求。

        干式風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的試驗工況參數(shù)如表3所示。干式風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的額定供冷工況是不會凝露的干工況;供暖工況也是采用60、45 ℃ 2種供水溫度。雖然干式風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組主要應(yīng)用在干工況條件下,但在其啟動運行初期,或在運行的過程中室內(nèi)濕度突然增大等情況下,機(jī)組還是有可能會結(jié)露的,因此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定干式風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組依然要配置凝結(jié)水盤;同時,為了檢驗發(fā)生凝露時是否有凝露水外滴,標(biāo)準(zhǔn)對干式風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的凝露試驗進(jìn)行了規(guī)定,凝露試驗工況溫度參數(shù)參照15 ℃/18 ℃的供/回水溫度。

        表3 干式風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組試驗工況參數(shù)

        2.5 交流電動機(jī)機(jī)組輸入功率額定值下調(diào)3%并增加了對永磁同步電動機(jī)機(jī)組的要求

        本次標(biāo)準(zhǔn)修訂,根據(jù)電動機(jī)的類型,將風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組分為常規(guī)交流電動機(jī)機(jī)組和永磁同步電動機(jī)(無刷直流電動機(jī))機(jī)組。對于常規(guī)交流電動機(jī)機(jī)組,根據(jù)工業(yè)和信息化部《工業(yè)節(jié)能“十二五”規(guī)劃》[7],到2015年,電動機(jī)系統(tǒng)節(jié)電率比2010年提高2%~3%,因此本次修訂的交流電動機(jī)機(jī)組輸入功率額定值比2003版標(biāo)準(zhǔn)減小了3%,這也是大部分企業(yè)可以達(dá)到的水平。對于永磁同步電動機(jī)機(jī)組,其輸入功率額定值按交流電動機(jī)機(jī)組輸入功率額定值的60%或按標(biāo)準(zhǔn)參編企業(yè)提供的檢測數(shù)據(jù)確定。

        永磁同步電動機(jī)機(jī)組雖然節(jié)能量較高,但受制于經(jīng)濟(jì)性因素,尚未大規(guī)模推廣,目前國內(nèi)風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的主流依然是交流電動機(jī)機(jī)組,所以本次標(biāo)準(zhǔn)修訂對2種電動機(jī)類型的機(jī)組分別進(jìn)行了規(guī)定,既考慮了產(chǎn)品市場現(xiàn)狀,又能促進(jìn)新技術(shù)的發(fā)展。

        2.6 風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的噪聲測試

        2003版標(biāo)準(zhǔn)中無論對低靜壓機(jī)組還是高靜壓機(jī)組,噪聲測試都是按照圖1a中的測試方法,即在機(jī)組的回風(fēng)處安裝風(fēng)管,在風(fēng)管進(jìn)風(fēng)處設(shè)置阻尼網(wǎng)以調(diào)節(jié)機(jī)組靜壓,在距機(jī)組出風(fēng)口水平和豎直方向各1 m處設(shè)置噪聲測點,這種方法測試的是風(fēng)口噪聲。在2019版標(biāo)準(zhǔn)中,則按照低靜壓機(jī)組和高靜壓機(jī)組分別給出了噪聲測試方法,如圖1a、b所示。其中低靜壓機(jī)組依然延續(xù)2003版標(biāo)準(zhǔn)的測試方法來測試風(fēng)口噪聲;高靜壓機(jī)組噪聲測試時,其進(jìn)出風(fēng)口均要連接風(fēng)管,且測點設(shè)置在機(jī)組下方,測試的是機(jī)組的輻射噪聲,這種測試方法也更符合高靜壓機(jī)組安裝應(yīng)用的實際情況。

        注:1為阻尼網(wǎng);2為測試風(fēng)管;3為靜壓環(huán);4為被測試機(jī)組;5為噪聲測點;De為機(jī)組回風(fēng)口當(dāng)量直徑;D′e為機(jī)組出風(fēng)口當(dāng)量直徑。圖1 噪聲測試

        3 結(jié)語

        產(chǎn)品國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19232—2019《風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組》修訂的2個關(guān)鍵詞:一個是“擴(kuò)容”,另一個是“能效”。擴(kuò)容,是因為新修訂的標(biāo)準(zhǔn)在原版標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上不僅擴(kuò)大了機(jī)組風(fēng)量風(fēng)壓范圍、增加了基本規(guī)格的數(shù)量,而且增加了對干式風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組、單供暖機(jī)組、永磁同步電動機(jī)機(jī)組等新型風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的要求;能效,就是在本次標(biāo)準(zhǔn)修訂中,為響應(yīng)國家政策,不僅在原版標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上對交流電動機(jī)機(jī)組的輸入功率額定值下調(diào)了3%,而且新增了對更為節(jié)能的永磁同步電動機(jī)機(jī)組的要求,同時為了滿足建筑性能化設(shè)計需求,增加了風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的能效指標(biāo)要求。希望通過這本標(biāo)準(zhǔn)的實施,能夠提高我國風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量,促進(jìn)行業(yè)的健康發(fā)展,同時也能為我國的建筑節(jié)能事業(yè)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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