某装配车间空调箱运行实测分析

■ 张 翊 Zhang Yi

1 工程概况

某总装配车间为单层全钢结构生产厂房，采用集中式单风道低速空调系统。空调用冷、热水来自冷冻站，采用双管系统；用于控制室内相对湿度的热水来自室外管网，亦采用双管系统。

总装配车间设计冷量为7.5MW，热量为2.5MW，用于湿度控制的后加热为1.63MW。冷冻水的供水设计温度为7℃，回水为12℃；热水供水设计温度为55℃，回水为45℃；用于湿度控制的热水供水温度为120℃，回水温度为70℃。车间室内空调设计参数为：空气干球温度18～28℃，相对湿度要求≤65%。

空调机房原来设置22台组合式空调箱，扩建后增加了空调面积，又增设了6台组合式空调箱。经调查，增设的6台空调箱接在原有的总装配空调水系统上，即将原来的22台空调箱供水量分配给现有的28台空调箱。

按原来7.5MW供冷量Q，温差Δt=5℃来计算，可知在设计工况下，将各参数带入公式Q=1.163L·Δt[1]，计算得总装配车间的冷水流量L=1 289m3/h。

新增加的6台空调箱规格为：①2台83 000m3/h，供冷量约为482kW；②4台110 000m3/h，供冷量约为640kW。增加的6台空调箱的冷水管接在原有22台空调箱的冷水总管上（即从原有22台空调箱的冷水系统中分出部分流量）。

2 空调箱性能及车间内温湿度实测

组合式空调箱是一种体积较大的空气处理末端装置，主要由混合装置、过滤器、冷热水盘管、风机、加湿器等功能段构成， 主要通过利用外部冷热源设备供给的冷水、热水或蒸汽来调节室内空气的温湿度。文献[2]将组合式空调箱的技术要求、检验规则等细节纳入其中，使得我国空调机组品种规格及技术性能标准均有章可循。

2.1 空调箱风量测试

笔者对厂房现有的28台空调箱风量进行实测[3]，实测风量与额定风量见表1。

实测结果表明，空调箱的实测风量普遍比额定风量偏大。

2.2 空调箱换热性能测试

(1)以KT-7空调箱为测试对象，其清洗前测试参数见表2。

(2)以KT-10空调箱为测试对象，清洗后，总装配车间的空调箱性能参数见表3。可以看出，清洗后的KT-10空调箱的除湿量提高2.85 g/kg干空气。

2.3 车间内空调区域温湿度测试

在空调系统及生产正常运行工况下，于2016年7月某日14∶30~14∶50时间段，测得总装配车间室内工作区空气干球温度平均值为27.3℃，相对湿度68.9%（8个均布测点平均）。当时冷水的供水温度为7.3℃，KT-7空调箱回水温度为14.4℃，总回水管的温度为14.9℃，温差分别为7.1℃和7.6℃。同时，测得当时的室外空气干球温度为34.5℃，相对湿度为56.2%。

结果表明：在总水量不增加的情况下，空调供回水温差增大，回水温度由设计工况的12℃提高到了14.4℃，车间内温度达到设计要求，湿度超过65%的设计要求。

表1 空调箱风量实测值与额定值

表2 总装配车间空调箱换热性能测试

表3 总装配车间空调箱换热性能测试

3 影响空调箱性能的因素分析

空调箱的性能分析包括：①冷水流量不变而风量变化时，空调箱的冷量、空气处理状态、除湿量等的变化趋势；②风量不变而水流量时，空调箱冷量、空气处理状态、除湿量等的变化趋势[4]。

本文以现场一台60 000m3/h的空调箱为对象进行分析，6排管，片距为2.54mm，迎风面积采用FSZKW60-Z的尺寸，额定冷水流量为60m3/h，风量变化范围在40 000～100 000 m3/h。进风干球温度27℃，进风湿球温度为19.5℃，进风含湿量为11.08g/kg，进风焓值为33.5kJ/kg。利用表冷器的设计、校核计算软件，进行计算分析[5]。

3.1 风量变化时，空调箱性能参数分析

当水量一定（60m3/h），风量变化范围为40 000～100 000 m3/h时，同空调箱冷量、出风含湿量、出风焓值、进出风含湿量差和进出风焓差随风量变化曲线分别见图1～ 5。

由此可知，在一定水量的条件下，增大风量可提高供冷量，但风量增大后使得空调箱除湿能力有所降低。

3.2 水量变化时空调箱性能参数分析

若风量不变（60 000m3/h），水量变化范围为30～90m3/h时，冷量与水量变化关系见图6、7。

由此可知，在一定风量条件下，空调箱的冷却除湿能力随供水量的增加而增加，且增加的幅度随水量的不断增大有所趋缓。

图1 空调箱冷量随风量变化曲线

图2 空调箱出风含湿量随风量变化曲线

图3 空调箱出风焓值随风量变化曲线

图4 空调箱进出风含湿量差随风量变化曲线

图5 空调箱进出风焓差随风量变化曲线

图6 空调箱冷量随水量变化曲线

4 运行合理化建议

该总装配车间改造在没有增加冷水供应的前提下，增加了空调箱数量，实测空调箱进出口冷水温差大于7℃，温差较大而流量过小。实测厂房内空调区域温度能够满足作业要求，但湿度略有偏高。本案例中，水量下降，实测风量大于额定风量是造成空调机组除湿能力下降的主要原因。建议在源头上增加冷水供应；若受到场地和冷热源投资因素的的制约，短期内无法增加供应，则建议在一定范围内适当降低空调箱风量，起到增加除湿效果的作用。

图7 空调箱出风含湿量随水量变化曲线

5 结语

空调箱的风量大，对于空气侧的换热是有利的，但是也会带来相应的问题：①表冷器的迎面风速过高，会使部分冷凝水又被带入空气中，增加空气的湿度，这不利于空调区域的湿度控制；②在等于或小于额定水流量的情况下，空调箱的风量过大会使空调送风温度升高，这不利于室内空气参数的控制；③空调箱在风速增大到一定程度，总除湿量呈下降趋势，这可能会使得室内空气的相对湿度增加。因此，设定空调箱的合理风量对于系统的正常运行是必要的。可以用风阀、风机变频等手段调节风量等来进行控制，风阀的调节可以结合风机的电流对应风量的特性开展。

[1]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社,2008.

[2]GB/T 14294—93 组合式空调机组[S].

[3]王长庆,李欣.某厂空调系统运行的测试与调试[J].能源技术 ,2008,29(3)：167-169.

[4]刘刚,刘华清.组合式空调机组现状与节能研究[J].东华大学学报（自然科学版）, 2003, 29(4)：28-31.

[5]张丽,黄虎,宫金珠等.适于表冷器校核计算的分布参数模型及实验验证[J].建筑热能通风空调,2009,28(5)：14-17.