中國建筑科學研究院有限公司 王立峰 曹 陽 袁 濤 李 強

0 引言

風機盤管機組是目前建筑集中空調系統(tǒng)中應用最為廣泛的末端設備。據(jù)統(tǒng)計，2018年全國規(guī)模以上企業(yè)風機盤管機組的產(chǎn)量為412.6萬臺[1]，由此可知，建筑中實際使用的風機盤管機組的數(shù)量非常大。雖然風機盤管機組本身只是一個小型設備，電耗相對來說也很小，但是考慮到風機盤管機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。作為在全國范圍內統(tǒng)一使用的產(chǎn)品質量標準，風機盤管機組的國家標準對于控制風機盤管機組的產(chǎn)品性能質量發(fā)揮著至關重要的作用。

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

1 標準修訂背景

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

隨著近些年技術的發(fā)展，風機盤管機組出現(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系統(tǒng)的干式風機盤管、適用于空氣源熱泵的低水溫供暖機組、適用于大空間空調的高靜壓大風量機組等，這些新形式的風機盤管機組的性能要求迫切需要在全國范圍內形成統(tǒng)一標準，而2003版標準已發(fā)布十多年，已經(jīng)不適應生產(chǎn)、市場的要求。

另外，2003版標準中沒有提出能夠反映風機盤管機組綜合能效的指標。近些年，隨著建筑性能化設計理念的推廣，迫切需要提出針對風機盤管機組的能效指標及要求，以適應建筑性能化設計的需求。

在這樣的背景下，筆者所在單位會同有關單位共同開展并完成了《風機盤管機組》國標的修編工作。

2 主要修訂內容

2019版標準在整體內容框架上與2003版標準基本相同，基本規(guī)格的性能要求與2003版標準一致，熱工性能試驗方法依然采用焓差法。修訂內容主要體現(xiàn)在規(guī)格形式的增加和能效的提升2個方面。下面詳細介紹主要修訂內容。

2.1 擴大了風機盤管機組的風量風壓范圍

2003版標準規(guī)定其適用于風量小于2 500 m3/h、出口靜壓小于100 Pa的風機盤管機組，按風量劃分的基本規(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)與不同風量規(guī)格的組合，2003版標準中風機盤管機組的基本規(guī)格共有27種，如表1中“◇”所示。

表1 風機盤管機組基本規(guī)格

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

需要指出的是，實際應用中，大部分小風量機組不需要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量、高靜壓的機組。為了保證標準的全面性，使標準盡可能涵蓋市場上應用的所有機型，本次標準修訂將小風量、120 Pa高靜壓機組列為基本規(guī)格，同時也對其性能提出了相應的要求。

2.2 增加了對風機盤管機組能效的規(guī)定

2003版標準對風機盤管機組的供冷量、供熱量、輸入功率、水阻力等指標分別進行了規(guī)定，但并沒有提出能夠反映風機盤管機組綜合能效的指標。隨著建筑性能化設計理念的推廣，目前國家和地方的建筑節(jié)能設計標準[4-5]都將單位風量耗功率和耗電輸冷、輸熱比作為約束性指標。風機盤管機組的風側涉及了單位風量耗功率、供冷量和供熱量指標；水側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。為適應建筑性能化設計的需求，需要提出風機盤管機組能效的表達方式和指標。

本次標準修訂時，根據(jù)風機盤管機組能效的影響因素，增加了2個新的能效性能參數(shù)，分別是機組供冷能效系數(shù)FCEER和機組供暖能效系數(shù)FCCOP，用來評價機組的綜合能效水平。機組供冷能效系數(shù)FCEER指的是機組額定供冷量與相應試驗工況下機組實測電功率和水側實測水阻力折算電功率之和的比值；機組供暖能效系數(shù)FCCOP指的是機組額定供熱量與相應試驗工況下機組實測電功率和水側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進行計算，這個值是參考了國標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版標準也給出了各種規(guī)格風機盤管機組的能效系數(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，不僅可以提高風機盤管機組的能效水平，也為建筑性能化設計提供了必要的參照。

2.3 增加了單供暖機組、四管制機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用，單供暖風機盤管機組及水溫40～50 ℃的低水溫供暖風機盤管機組的應用也越來越多，但2003版標準中并未涉及對單供暖機組和低水溫供暖機組的要求；在2003版標準中，雖然在分類中提出單盤管機組和雙盤管機組(也就是兩管制機組和四管制機組)的分類，但標準中并沒有給出對四管制機組供暖工況的要求。所以本次標準修訂增加了單供暖機組、四管制機組及低水溫供暖工況的要求。

2019版標準供暖工況水側試驗參數(shù)如表2所示。對于兩管制機組，在保留原有60 ℃供水溫度供暖工況的基礎上，增加了45 ℃供水溫度的供暖工況，供水量與供冷工況相同；對于四管制機組和單供暖機組，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，為明確機組供熱量所對應的供水溫度，2019版標準規(guī)定，機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版標準供暖工況水側試驗參數(shù)

2.4 增加了對干式風機盤管機組的要求

在溫濕度獨立控制空調系統(tǒng)中，干式風機盤管機組有較多應用，因此本次標準修訂加入了對干式風盤機組的要求。

干式風機盤管機組的試驗工況參數(shù)如表3所示。干式風機盤管機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。雖然干式風機盤管機組主要應用在干工況條件下，但在其啟動運行初期，或在運行的過程中室內濕度突然增大等情況下，機組還是有可能會結露的，因此標準規(guī)定干式風機盤管機組依然要配置凝結水盤；同時，為了檢驗發(fā)生凝露時是否有凝露水外滴，標準對干式風機盤管機組的凝露試驗進行了規(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 干式風機盤管機組試驗工況參數(shù)

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

本次標準修訂，根據(jù)電動機的類型，將風機盤管機組分為常規(guī)交流電動機機組和永磁同步電動機(無刷直流電動機)機組。對于常規(guī)交流電動機機組，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機組輸入功率額定值比2003版標準減小了3%，這也是大部分企業(yè)可以達到的水平。對于永磁同步電動機機組，其輸入功率額定值按交流電動機機組輸入功率額定值的60%或按標準參編企業(yè)提供的檢測數(shù)據(jù)確定。

永磁同步電動機機組雖然節(jié)能量較高，但受制于經(jīng)濟性因素，尚未大規(guī)模推廣，目前國內風機盤管機組的主流依然是交流電動機機組，所以本次標準修訂對2種電動機類型的機組分別進行了規(guī)定，既考慮了產(chǎn)品市場現(xiàn)狀，又能促進新技術的發(fā)展。

2.6 風機盤管機組的噪聲測試

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

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

3 結語

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