組合式空調(diào)的設(shè)計選型及注意事項

組合式空調(diào)機組(AHU、AirHandlingunit)是以不同功能段為組合單元，在中央空調(diào)系統(tǒng)中處理空氣熱濕度和清潔度的重要設(shè)備。它本身沒有冷熱源，只是一個終端設(shè)備。
近年來，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和各工業(yè)場所環(huán)境要求的提高，組合空調(diào)機組受到各種客戶的青睞：（1）功能部分組合靈活，可根據(jù)不同客戶需求定制設(shè)計制造各種類型的功能部分，滿足各種舒適建筑和工業(yè)場所的不同環(huán)境要求；（2）技術(shù)參數(shù)可選范圍廣，性價比優(yōu)越。雖然組合空調(diào)機組已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的不同建筑環(huán)境中，但根據(jù)調(diào)查，目前的設(shè)計選擇仍存在許多問題。
組合式空調(diào)機組設(shè)計選型要點。
組合式空調(diào)機組組的設(shè)計和選擇中，根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷和風(fēng)系統(tǒng)管道設(shè)計確定所需的風(fēng)量、壓力、冷熱、加濕、除濕等技術(shù)參數(shù)，實現(xiàn)不同空氣處理的功能段和組合模式。組合式空調(diào)機組最常用的功能段主要包括進氣段、過濾段、表面冷卻段、加熱段、加濕段、風(fēng)機段、均流段和送風(fēng)段。各功能段的合理設(shè)計和選擇是整機性能優(yōu)越的保證，對機組的安全節(jié)能運行具有重要意義。以下作者分別總結(jié)了機組各功能段的設(shè)計要點。
(1)確定送風(fēng)量和送風(fēng)狀態(tài)點。
供氣量和供氣狀態(tài)點的確定應(yīng)在焓濕圖上進行。對于舒適的空調(diào)，為了降低能耗，機器露點通常被用作供氣狀態(tài)點。理論上，熱濕比δ與相對濕度φ=95%之間的交點是理論上的供氣狀態(tài)點。在選擇供氣狀態(tài)點時，應(yīng)注意以下幾點：
1)為避免空氣在送風(fēng)口結(jié)露滴落，送風(fēng)溫度T0不得低于室內(nèi)空氣設(shè)計狀態(tài)點N對應(yīng)的露點溫度TND，即T0≥TND；
2)室內(nèi)溫度與送風(fēng)溫度之間的溫差不過10℃；
3)對于整個空氣系統(tǒng)的舒適空調(diào)，考慮到室內(nèi)氣流組織的合理分布，房間通風(fēng)次數(shù)不應(yīng)小于8次/h，從而確定空調(diào)系統(tǒng)的最小送風(fēng)量，并根據(jù)室內(nèi)熱濕負(fù)荷、室內(nèi)設(shè)計狀態(tài)點和送風(fēng)量進一步確定送風(fēng)狀態(tài)點。需要特別注意的一點是，在工程設(shè)計中，風(fēng)量的設(shè)計余量不應(yīng)低于理論計算值的15%。這主要是基于以下考慮:機組漏氣，由于人員操作不當(dāng)和環(huán)境限制，送風(fēng)管道的密封質(zhì)量往往較差；目前大部分空調(diào)機組都選擇變頻控制來達(dá)到節(jié)能效果，而機組變頻器在大多數(shù)情況下一開始不會滿載50Hz，一般初始頻率控制在35~45Hz。
(2)箱體的選擇。
組合式空調(diào)機組箱體的保溫、強度、密封是機組機械性能的關(guān)鍵指標(biāo)，也是影響機組能耗的重要因素。為防止箱體外表面冷凝影響用戶正常使用，造成不必要的能量損失，選擇時應(yīng)注意以下幾點：
1）根據(jù)機組風(fēng)量、室外環(huán)境參數(shù)和運行壓力選擇合適的箱體厚度。箱板厚度不足會導(dǎo)致保溫層熱阻小。在機組運行過程中，冷熱通過箱板傳遞，導(dǎo)致能量浪費。箱板越薄，剛度越差，相同風(fēng)量和壓力下的變形越大，造成機組風(fēng)量和冷量的額外損失；如果箱板厚度較大，機組初始投資將增加，經(jīng)濟性較差。
2)應(yīng)盡量選擇具有防冷橋設(shè)計的單元。由于冷橋現(xiàn)象的存在，當(dāng)冷橋部分的表面溫度低于機組外表面的露點溫度時，表面會產(chǎn)生冷凝水。隨著時間的推移，表面最終會水滴，導(dǎo)致冷熱交換，導(dǎo)致能量損失。
(3)盤管的選擇。
線圈是組合式空調(diào)機組中最重要的熱濕處理設(shè)備，其選擇直接決定了機組是否能滿足設(shè)計要求。由于高效的換熱能力，翅片管換熱器結(jié)構(gòu)形式緊湊，已成為機組中最常用的換熱部件。對于組合式空調(diào)機組的線圈設(shè)計，由于整體框架尺寸的限制，部分結(jié)構(gòu)參數(shù)受到限制，因此需要特別注意面部風(fēng)速的確定。目前，為了減少箱體尺寸，降低成本，市場上少數(shù)制造商設(shè)計了線圈的面部風(fēng)速過大，機組在運行過程中容易出現(xiàn)漂流問題。一般來說，在選擇設(shè)計應(yīng)將面部風(fēng)速控制在2.5m/s左右。
此外，《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》對空調(diào)冷（熱）水系統(tǒng)耗電冷（熱）比[EC（H）R-a]有嚴(yán)格規(guī)定。合理選擇線圈壓降是降低[EC（H）R-a]的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。因此，根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，表面冷卻器內(nèi)的水壓降不得超過60kPa，加熱線圈內(nèi)的水壓降不得超過30kPa。考慮到機組運行一段時間后線圈內(nèi)外表面積垢，線圈換熱能力下降，線圈換熱能力設(shè)計選擇余量不得低于計算冷熱負(fù)荷的10%。
(4)過濾器的選擇。
對于舒適的空調(diào)，一般在進氣段后配置初級過濾器，防止表面冷卻器積灰。對于空氣質(zhì)量要求高或清潔場所，必須在風(fēng)機段后配置中等效率、高效過濾器，甚至增加消毒滅菌裝置。
過濾效率、粉塵容量、迎面風(fēng)速和風(fēng)阻是過濾器選擇的主要技術(shù)參數(shù)。如果風(fēng)阻過高，相應(yīng)的風(fēng)機能耗就會增加。因此，在選擇過濾器時，應(yīng)優(yōu)先選擇低阻力、高性能的產(chǎn)品。此外，為了便于以后的維護和更換，過濾器兩端應(yīng)設(shè)置壓差表。當(dāng)壓差值達(dá)到過濾器的最終阻力時，應(yīng)及時更換過濾器。
(5)除濕段的選擇。
隨著電子、制藥、食品、化纖等行業(yè)的發(fā)展，以及博物館、實驗室、高級儲藏室等特殊場合對相對濕度提出了更高的要求，普通空調(diào)機組難以實現(xiàn)，大多數(shù)項目采用輪式除濕機除濕方案，以滿足相對濕度較低的要求。
轉(zhuǎn)輪除濕機利用涂在旋轉(zhuǎn)多孔輪或環(huán)載體上的吸濕劑通過轉(zhuǎn)輪的濕空氣吸收水蒸氣分子。吸濕劑可在高溫下脫水再生，恢復(fù)吸濕能力。
采用先進的固體吸附技術(shù)，可連續(xù)穩(wěn)定，空氣除濕操作負(fù)荷大，特別是在低溫低濕條件下，可實現(xiàn)-70℃的超低空氣露點，水冷法只能將空氣露點降至10℃。在除濕過程中，吸附轉(zhuǎn)盤在驅(qū)動裝置的驅(qū)動下緩慢旋轉(zhuǎn)。當(dāng)吸附轉(zhuǎn)盤在處理空氣區(qū)域的吸附水分子達(dá)到飽和狀態(tài)時，高溫空氣進入再生區(qū)域進行脫附再生。這一過程一次又一次地進行。干燥空氣經(jīng)溫度調(diào)節(jié)后送入指定空間，實現(xiàn)高精度溫濕度控制。表冷器應(yīng)安裝在轉(zhuǎn)輪除濕機的前后部分。前表冷器將處理后的空氣溫度降低到10℃，以提高轉(zhuǎn)輪除濕機的效率。當(dāng)空氣含濕度不變時，進入轉(zhuǎn)輪的空氣溫度越低，除濕效果越好；轉(zhuǎn)輪除濕機處理后的干空氣溫度將上升20~30℃，安裝后表冷器的目的主要用于冷卻。
目前，輪式除濕機有兩種回收方式，即電加熱和蒸汽加熱，蒸汽加熱的蒸汽壓力不小于0.4MPa。當(dāng)項目有蒸汽源時，蒸汽加熱回收優(yōu)先，耐高溫電磁閥或氣動PID調(diào)節(jié)閥，有利于節(jié)能，延長除濕機的使用壽命。
(6)加濕器的選擇。
加濕器有多種類型，干蒸汽加濕器、電極加濕器、電熱加濕器屬于等溫加濕器、濕膜加濕器和高壓微霧加濕器屬于等焓加濕器。干蒸汽加濕器加濕量大，調(diào)節(jié)快，但蒸汽源穩(wěn)定；電極加濕器體積小，價格低，安裝維護方便，廣泛應(yīng)用于組合空調(diào)機組，但加濕過程啟動時間長；濕膜加濕器結(jié)構(gòu)簡單，能耗低，運行噪音低，加濕效率低，易結(jié)垢。
組合式空調(diào)機組在選擇加濕器時，應(yīng)遵循以下原則：充分考慮安裝尺寸、加濕效率、加濕投資，合理選擇加濕器類型。
1)濕度控制精度。隨著微電子、紡織、印刷等行業(yè)的發(fā)展，對濕度控制精度的要求越來越高。濕膜加濕場合使用的工業(yè)空調(diào)機組，濕膜加濕和噴霧加濕產(chǎn)品不能滿足控制精度的需要。