庾健文

（珠海華發(fā)城市運營投資控股有限公司，廣東 珠海 519000）

0 引言

風機盤管是一種空氣處理設備，利用冷水/熱水對空氣進行熱濕處理，處理后的空氣送入房間內，使房間內的溫濕度達到舒適度要求。風機盤管現(xiàn)已廣泛應用于各種類型的項目當中，2018年國內規(guī)模以上企業(yè)的風機盤管生產量已達412.6萬臺[1]。風機盤管的構成主要包含風機、盤管、電機和凝結水盤等。從結構形式上則可分為臥式、立式、卡式和壁掛式，安裝形式分為明裝和暗裝。典型的臥式暗裝風機盤管如圖1所示。為保證設備的合理、高效使用，需要從設計、項目實施、運行維護等各個階段進行充分探討。

圖1 臥式暗裝風機盤管

1 設計選型

風機盤管的選型主要依據為室內人員的舒適度要求、房間熱濕負荷、新風負荷以及設備機組熱濕處理性能。當設備熱濕處理能力與負荷需求匹配時，房間的溫度可維持在設計狀態(tài)點，即“設備熱濕處理量=房間內熱濕負荷+新風帶入房間的熱濕負荷”。

新風送風狀態(tài)點（圖2）的選取將會影響室內的熱濕負荷特性，從而影響風機盤管的選型，新風處理有以下4種典型方案[2-3]。

圖2 新風送風狀態(tài)點

（1）新風的送風狀態(tài)處理至室內設計溫度下的新風機組機器露點[4]（相對濕度95%）L1。

（2）新風的送風狀態(tài)處理至室內空氣設計焓值下的新風機組機器露點（相對濕度95%）L2。

（3）新風的送風狀態(tài)處理至室內空氣設計含濕量下的新風機組機器露點（相對濕度95%）L3。

（4）新風的送風狀態(tài)處理至小于室內空氣含濕量的新風機組機器露點（相對濕度95%）L4。

其中方案（1），新風的焓值比室內焓值要高，所以風機盤管需要額外承擔新風帶進室內的熱負荷、濕負荷；方案（2），新風的焓值與室內相等，但含濕量高于室內空氣，風機盤管需要額外承擔新風帶進室內的濕負荷；方案（3），新風的含濕量與室內空氣相等，風機盤管只需承擔房間內的全部濕負荷和大部分熱負荷；方案（4），新風的含濕量處理至低于室內狀態(tài)，室內濕負荷由新風承擔。

如果簡單地按全熱來選取風機盤管，由于風機盤管的熱濕處理能力以及各個房間的熱濕負荷特性不同，可對比考慮新風帶入負荷的房間綜合熱濕比ε與風機盤管的空氣熱濕處理能力εFC，會產生以下3種結果。

（1）ε＞εFC時，設備需要處理比名義工況更多的濕負荷，更少的熱負荷，導致房間變得濕、冷。

（2）ε＞εFC時，設備需要處理比名義工況更多的熱負荷，更少的濕負荷，導致房間變得干、熱。

（3）ε=εFC時，設備的空氣熱濕處理能力與房間熱濕負荷匹配，房間內溫濕度可達到設定值。

所以風機盤管選用時需要校核設備的熱濕比線與室內負荷的熱濕比線是否匹配。風機盤管的換熱盤管通常為2排管或3排管，熱濕比為6900～11 000 kJ/kg，而新風機組的換熱盤管則有4排管、6排管、8排管，4排管的新風機組熱濕比約為4600 kJ/kg，6排管的新風機組熱濕比約為4500 kJ/kg[4]。相較于風機盤管，新風機組的除濕能力更強，新風的方案選用需要綜合考慮房間的熱濕負荷特性以及設備的熱濕處理能力，最終使室內的舒適度達到設定目標。但通過新風對房間熱濕負荷特性調整的范圍也是有限的，超出范圍時則需要考慮放棄風機盤管加新風的方案，改為采用其他除濕能力更強的空調設備。

風機盤管生產商提供的設備參數(shù)均為標準工況下所測得，選用時需要根據實際使用工況進行參數(shù)修正，包括全熱冷量修正、顯熱冷量修正、熱濕比修正[5]。

2 風機盤管的電機及控制

2.1 電容運轉單相異步電機風機盤管

普通風機盤管一般采用電容運轉單相異步電機電路（圖3）。電容運轉單相異步電動機的電路由定子繞組（U）、中間繞組（D1、D2）、啟動繞組（Z）、電容（C）組成。由于電容運轉單相異步電動機定子繞組（U）產生的脈動磁場中軸線固定不變，需要并聯(lián)一組啟動繞組（Z）和電容（C），在啟動的時候提供旋轉磁場，在正常運轉后啟動繞組和電容也可提高電動機的功率因素和效率。電容運轉單相異步電機的調速采用抽頭法，即在定子鐵芯上嵌入中間繞組D1和D2，使風機盤管可以進行快、中、慢三檔調速。風機盤管的風機和水管上的電動閥由溫控器進行調節(jié)。兩管制風機盤管接管及控制原理如圖4所示。

圖3 電容運轉單相異步電機電路

圖4 兩管制風機盤管接管及控制原理

從控制方式上來看，風機盤管可分為遠程控制和就地控制。遠程控制采用聯(lián)網型風機盤管，納入BA系統(tǒng)控制；就地控制主要為單臺風機盤管的就地控制，也就是一個溫控器對應一臺風機盤管。

如果風機盤管的型號不一致，不能簡單地將多臺風機盤管并連接至同一個溫控器。因為這樣設置相當于將多個線圈并聯(lián)在一起，當并聯(lián)線圈匝數(shù)不相同且耦合系數(shù)較大時，線圈電流會出現(xiàn)暫態(tài)的反向情況，并產生電流過沖現(xiàn)象，甚至單個線圈中的電流會遠大于電源輸出的總電流，導致電機局部繞組溫度升高，嚴重時致使電機局部繞組燒壞，風機盤管停機[6]。當一臺風機盤管燒壞后，燒壞繞組與和它并聯(lián)的繞組形成短路，短時間內會導致并聯(lián)繞圈燒壞，并聯(lián)風機盤管也將會停機。部分廠商在產品手冊上注有允許兩臺型號相近的風機盤管并聯(lián)，但筆者并不建議此種做法。如果風機盤管型號一致時，不排除由于在制造過程中的差異或風阻不一樣導致上述燒壞繞組的情況出現(xiàn)。

要想實現(xiàn)就地的集中控制，可將多個風機盤管并聯(lián)接入配電箱，利用溫控器對配電箱的接觸器進行控制?；虿捎寐?lián)網型風機盤管，局部設置集中控制系統(tǒng)，通過R485通信線將該區(qū)域內的所有設備納入統(tǒng)一的管理和監(jiān)控。

2.2 直流無刷風機盤管

直流無刷風機由永磁同步電機和控制電路組成，控制電路將交流電整流后變成直流電，再由逆變器轉換成頻率可調的交流電。

受制于成本原因，直流無刷風機盤管尚未如電容運轉單相異步電機風機盤管一樣大規(guī)模使用。但無刷直流電機具有有刷直流電機相似的機械特性和線型轉矩，控制性能好、調速范圍寬、起動轉矩大、低速性能好、運行平穩(wěn)。而且無刷直流電機的勵磁來源于永磁體，所以不像異步電機那樣需要從電網吸取勵磁電流。由于轉子中無交變磁通，其轉子上既無銅損又無鐵損，所以效率比同容量異步電機高10%左右[7]。直流無刷電機的調速通過脈沖寬度調制來控制，實現(xiàn)了無級調速，而且具有較大的調速范圍，調速精度也大幅提高。

3 項目施工

風機盤管的安裝必須嚴格按照設計圖紙以及相關標準執(zhí)行，主要工作包括風機盤管、風管、水管、管道保溫、電氣回路等的安裝。

安裝工程中應注意水系統(tǒng)內的排氣問題，避免管道內形成氣阻和噪聲，系統(tǒng)局部高點應設置放氣閥，放氣閥設置在吊頂內時還需預留有檢修口，出現(xiàn)故障后能夠有條件進行檢修。

施工過程中若不注意，風機盤管可能會出現(xiàn)冷凝水排水不暢，甚至冷凝水滴落到天花或地面上。產生的原因包括冷凝水坡度不夠、連接件滲漏、冷凝水盤保溫缺損產生二次凝結水等。

4 運行維護

風機盤管的運行維護工作有日常清理和故障維護兩個方面。

正常運行時，空氣從回風口進入設備，經過風機，然后由冷/熱盤管對空氣進行處理，最后由送風口送出，為保證空氣質量，回風口處會設置有濾網。風機盤管日常需要定期清理部件包括了回風口濾網、風機葉輪、盤管翅片。

風機盤管的常見故障有制冷制熱效果差、運轉異響、電機停止運轉、滴水漏水，常見的故障檢查項目如表1所示。

表1 常見的故障檢查項目

無論是暗藏式風機盤管還是天花式風機盤管的日常清理和故障維護，大部分情況下都涉及拆裝設備、閥門管道及檢查線路等，天花上需留有檢修條件，一般的解決方式是在閥門和接線板旁邊設置一個檢修口，如果是暗裝式風機盤管，則需另外設置一個約300 mm寬的門鉸式回風口，打開回風口即可對盤管進行拆卸及清理工作。

通常室內裝修的設計流程是由室內設計師完成天花方案，報業(yè)主審批，審批通過后進行施工圖設計，這時候機電設計人員才介入。如果風口和檢修口和裝修方案不兼容，出于進度要求和溝通成本，加上大部分參與者往往只關注外觀，設計人員會首先考慮壓縮檢修口和回風口尺寸來適應天花，投入使用后，人員將會難以完成清理工作。筆者建議在天花方案設計的時候就要綜合考慮風口和檢修口，機電設計人員提前介入，可根據裝修風口采用異形的藝術風口和檢修口，而不是完成方案后才提供機電設計。

5 結語

（1）風機盤管的設計選型需綜合考慮室內的熱濕負荷和設備機組的熱濕處理能力，利用新風機組的除濕能力來彌補風機盤管，如果濕負荷超過了風機盤管+新風機組的處理能力，則需考慮采用其他空調系統(tǒng)。

（2）風機盤管應避免多臺設備合用同一個控制面板，必要時，可考慮利用動力配電箱來控制，或者設置一個小的聯(lián)網系統(tǒng)。

（3）施工時應嚴格按圖執(zhí)行，管線的排布需給設備留有足夠的檢修空間，局部高位需設置放氣閥，放氣閥應放在方便操作的位置。

（4）檢修口、回風口的設置需根據設備的維護需求設置，投入使用后風機盤管應定時清理濾網、盤管翅片、葉輪，避免造成室內空氣的二次污染。