半集中式中央空调系统设备冷负荷分配方式的探讨

中央空调系统中，运用风机盘管加独立新风系统较为常见，在设备选型设计中如何合理选择风机盘管和新风机组的大小是设计人员普遍关心的问题。在相同的室内、室外参数的条件下，总热、湿负荷分别由室内风机盘管和新风机组共同承担，但是室内风机盘管和新风机组所承担的负荷(包括热负荷和湿负荷)的大小，因负荷分配上存在着不同的形式，所以其承担负荷的大小是可以变化的。并且室内风机盘管和新风机组承担负荷的大小决定了其设备的大小，所以如何将总冷负荷分配给室内风机盘管和新风机组,其负荷计算就显得非常重要，否则将给设计选型带来困难，最终使设计方案达不到最满意的效果。下面作者就其负荷分配形式和设备选型中的几个问题进行分析。

1 风机盘管加独立新风系统的机组冷负荷组成

风机盘管加独立新风系统的机组总冷负荷等于室内负荷、新风负荷、再加热负荷之和，并由室内风机盘管和新风机组共同承担；其相互关系如图1所示。从下面的几种焓湿图的分析中可以看出，风机盘管加独立新风系统中的各参数，只有室外设计参数W、室内设计参数N、新风量Gw 是确定值，而室内热湿比线ε、机器露点L1 、L′1 、L2 、L′2 等，将随着风机盘管和新风机组承担负荷的不同，以及回风量的大小的变化而位置发生改变。如果以室内热湿比线ε确定室内送风状态点，将会出现因风机盘管、新风机组承担负荷的变化而使室内热湿比线ε难以确定的矛盾。所以作者拟采用先确定新风机组的负荷，再确定热湿比线ε的方法绘制空调过程的焓湿图。

2 风机盘管加独立新风系统中新风机

组承担不同负荷的运行方式分析风机盘管加独立新风系统的运行状况分干工况和湿工况，在实际运用中一般采用湿工况的运行方式，下面就湿工况的运行方式进行分析。

2.1 新风机组只承担新风负荷的运行方式

在该种负荷分配的运行方式中，将室内设计状态的等焓线与饱和相对湿度线的交点，作为新风机组处理室外新风的机器露点，即将室内设计状态点N的湿球温度点作为新风机组处理室外新风的机器露点。并将处理后的空气送入室内，与室内风机盘管配合，达到空调的目的。由于新风口和室内风机盘管的安装位置的不同，混合方式有以下两种形式，其焓湿图如图2、图3 所示。

室内风机盘管、新风机组选型计算的制冷量的计算

新风机组制冷量：Q _W = G _W (i _W -i _N )

室内风机盘管制冷量：O _N =(G _N +G _W )(i _O -iL′2)或O _N = G _N (i _N - iL2)

制冷机组总制冷量：Q _总 = O _N +Q _W

图2～7 中符号注译:

W —— 室外空气参数；N ——室内空气参数；ε——热湿比线；

L′1 、L1 ——新风经新风机组处理后的机器露点；

L′2 、L2 ——回风经风机盘管处理后的机器露点；

O′—— 新风与回风混合后的参数；

O —— 新风与回风在送风口处混合后的参数。

2.2 新风机组承担新风负荷外还承担部分室内热湿负荷的运行方式

在该种负荷分配的运行方式中，将新风处理到室内设计状态N 的湿球温度与露点温度的连线上的任意一点，并将处理后的空气送入室内，与室内风机盘管配合，消除热、湿负荷。如果新风机组处理室外新风时其温度低于N 点的露点温度，新风将出现吹雾的现象，所以不允许。其焓湿图如图4、图5 所示。

室内风机盘管、新风机组选型计算的制冷量计算

新风机组制冷量：Q′ _W = G′ _W (i _W - iL′1)或Q′ _W = G′ _W (i _W -iL1)

室内风机盘管制冷量：Q′ _N = (G′ _N + G′W) (iO′-iL′2) 或Q′ _N = G′ _N (i _N - iL2)

制冷机组总制冷量：Q′ _总 = Q′ _N + Q′ _W

2.3 新风机组承担部分新风负荷的运行方式

在该种负荷分配的运行方式中,将室内设计状态N 的湿球温度点和室外设计状态W 的露点温度点的连线上的任意点，作为处理新风的机器露点，并将处理后的空气送入室内，与室内风机盘管配合，消除热、湿负荷。其焓湿图如图6、7 所示。

室内风机盘管、新风机组选型计算的制冷量计算

新风机组制冷量：Q″ _W = G″ _W (i _W - iL′1)或Q″ _W =G″ _W (i _W - iL1)

室内风机盘管制冷量：Q″ _N = (G″ _N + G″ _W ) (i _O -iL′2) 或(Q″ _N = G″ _N (i _N - iL2)

制冷机组总制冷量：Q″ _总 = Q″ _N + Q″ _W

3 结论

从以上分析可知:当Q″ _总 = Q′ _总 = Q _总 时,以Q″ _N 、Q′ _N 、Q _N 选择室内风机盘管的制冷量，以Q″ _W 、Q′ _W 、Q _W 选择新风风机盘管的制冷量。由于当新风量G″ _W =G′ _W = G _W 时，所以Q′ _W > Q _W > Q″ _W ，Q″ _N > Q _N >Q′ _N 。由此可知,在相同的总负荷条件下，室内风机盘管、新风机组的选型有三种情况。而采用这三种不同情况进行选型时，室内风机盘管和新风机组承担的热、湿负荷各不相同，所以其适用范围也可根据具体工程而变化。

(1) 新风机组只承担新风负荷。一般适用于新建系统。

(2) 新风机组还承担部分室内热湿负荷。一般适用于室内湿负荷比较大，或室内风机盘管选型过小的技术改造项目。

(3) 新风机组承担部分新风负荷。一般适用于室内湿负荷不大,或室内风机盘管选型过大的技术改造项目。

(4) 在机组选型时，室内风机盘管、新风风机盘管冷水入口温度，一般选用7～10 ℃冷水温升5 ℃左右；在可能的条件下，应尽量提高冷水入口温度。