不同新风比对风冷分体空调机_风管机的影响分析_蔡志云

第26卷第2期 蔡志云，等：不同新风比对风冷分体空调机-风管机的影响分析 ·177· 文章编号：1671-6612（2012）02-177-03 不同新风比对风冷分体空调机-风管机的影响分析 蔡志云 吴志湘 （西安工程大学 西安 710048）

【摘 要】 介绍了风冷式分体空调机中风管机的常用接管形式，并针对使用中增加风管机新风比的实际运行工况进行了定性和定量分析。指出改变风管机的新风比对其能否正常运行有着至关重要的影响。 【关键词】 分体空调；风管机；新风比；使用工况；设计工况 中图分类号 TU831.4 文献标识码 A

The Influence Analysis of Different Fresh Air Ratio on Duct Indoor Unit with Air-cooled Split Air Conditioner Cai Zhiyun Wu Zhixiang ( Xi'an Polytechnic University, Xi'an, 710048 ) 【Abstract】 A common tube connection form of duct indoor unit is introduced, and qualitative and quantitative analysis have been made in its working conditions for increasing fresh air ratio. It concluded that changing the ratio has a significant influence on normal operations of the duct indoor unit. 【Keywords】 Split air conditioner; Duct indoor unit; Fresh air ratio; Use conditions; Design condition

作者简介：蔡志云（1987-），男，在读硕士研究生，E-mail：mocun50@163.com 通讯作者：吴志湘（1960-），男，本科，教授，E-mail：wzx1040@126.com 收稿日期：2011-05-09

0 引言 随着我国经济的迅速发展，建筑室内环境的舒适性也越来越受到人们的关注和重视。一种介于大型中央空调和普通家用空调之间并融合了二者优点（造价适宜、安装方便且使用灵活）的风冷分体式空调系统受到人们的喜爱和推崇，并广泛应用于公共建筑场所[1]。其中，室内机采用风管机（或嵌入机+风管机）承担一部分新风处理职能或完全用于处理新风的应用形式较为普遍。但实际应用风管机时却往往并未校核其使用工况是否符合风管机的设计工况，以致现实中屡屡出现该类空调系统无法达到室温要求甚至在夏季出现电机烧毁的现象。除全新风风管机外，作者认为有必要对盲目加大风管机新风比甚至全新风使用的现状进行深入的分析讨论，以促使风冷分散式空调系统的合理运用，充分发挥其效能。 1 风冷分体式空调机的应用形式及工作原理 1.1 应用形式 根据是否承担新风冷负荷及新风比的不同，此类空调机的室内机根据其设计工况的不同主要有以下三种应用形式。 1.1.1 无新风风管机系统 该系统室内机仅处理室内回风，系统形式如图1所示。

图1 全回风式风管机系统示意图 Fig.1 The return air type duct indoor unit system

第26卷第2期 2012年4月 制冷与空调 Refrigeration and Air Conditioning Vol.26 No.2 Apr. 2012.177～179·178· 制冷与空调 2012年

1.1.2 部分新风+回风的风管机系统 该系统室内机仅处理室内回风和部分室外新风（通常新风比在10%左右[2]），系统形式如图2所示。 图2 新风+回风式风管机系统示意图 Fig.2 Outdoor air+return air type duct indoor unit system 1.1.3 全新风风管机系统 该系统室内机仅处理室外新风，系统形式如图3所示。 图3 全新风式风管机系统示意图 Fig.3 Outdoor air type duct indoor unit system 1.2 风管机系统的工况分析 1.2.1 夏季制冷工作原理 图4 风冷式分体空调机夏季工作原理示意图 Fig.4 Operation principle of duct indoor unit with air-cooled split air conditioner in summer 简单地说，分体风管机空调机组由室外机和室内机两部分组成，并通过冷媒管道相连。室外机（压缩机和冷凝器）为室内机提供液态制冷剂，室内机（蒸发器和风机）对被处理空气进行冷却并送至空调房间。其夏季工作原理图如图4。 1.2.2 工况分析 在制冷循环的热力计算中， 压缩机消耗的理论功率为： N0=qm×w0（kW） （1）

制冷剂质量流量为： qm=Q/q0（kg/s） （2）

冷凝器热负荷为： Qk=qm×qk（kW） （3）

式中，w0是压缩比功，q0是单位制冷量，qk

是冷凝器单位热负荷，制冷剂质量流量qm的大小

在制冷剂工况确定（q0不变）的情况下取决于最大

冷负荷Q，而w0与风管机的进风参数（其将影响

制冷剂的蒸发参数）有关。 对于风管机而言，新风比的增加将改变风管机的进风参数，同时也增大了制冷机需处理的冷负荷。根据上述计算公式可知[3-6]，对于某定型风管

机而言，其压缩机的工作参数和制冷量均为在一定范围内的定值，当风管机在实际使用中新风比大于其设计值时，风管机的进风温度将升高（夏季），从而导致送风温差增大，由于总送风量未改变将导致蒸发器的制冷量、冷凝器的冷凝热负荷均增大。新风负荷的介入增大了qm，而qm的增大将会加大

压缩机的消耗功率，当其大到超过标准配置的电机功率时，压缩机将无法工作甚至烧毁。

2 风管机新风比变化的影响分析 以西安某住宅空调设计为例，夏季室内设计干球温度为26℃，冷负荷为9.6kW，送风量Q= 1980m3/h。选用某品牌的风冷热泵分体空调（制冷

剂为R22），其输入功率4.7kW（制冷）/4.65kW（制热）。图5为按R22的蒸发温度为t0=7℃，冷凝温

度tk=55℃

[7]绘制的该机夏季运行制冷循环p-h图[8]

（纵坐标采用对数坐标）。 现对室内风管机新风比分别为0%、10%、50%及100%时空调机的运行工况进行制冷循环热力计算，结果如表1所示。 第26卷第2期 蔡志云，等：不同新风比对风冷分体空调机-风管机的影响分析 ·179· 图5 制冷循环p-h图 Fig.5 p-h refrigeration cycle

表1 不同新风比制冷循环的热力计算 Table 1 Thermodynamic calculation of refrigeration cycle in different fresh air ratio 风管机新风比 0% 10% 50%100%新风冷负荷（kW） 0 1.36 6.8113.61总冷负荷（kW） 9.6 10.96 16.4123.21制冷剂质量流量（kg/s） 0.0604 0.0689 0.10320.1460冷凝器热负荷（kW） 11.9 13.6 20.328.8压缩机消耗理论功率（kW） 2.3 2.6 3.95.5

通过以上计算可知，随着新风的介入及新风比的增加，对应室外机制冷循环的制冷剂流量、冷凝器的热负荷、压缩机消耗的理论功率都将增加。对应不同的新风比，大致可得到其各自的增加幅度如图6、图7、图8所示。

图6 制冷剂质量流量随新风比的变化 Fig.6 The change of refrigerant mass flow with different fresh air ratio 与无新风工况相比，即使该空调机的冷凝器、蒸发器足以满足大负荷运行条件，在10%新风时压

缩机消耗理论功率约增大14%；新风比增至50%时其理论功率约增大70%；在全新风的情况下其消耗理论功率约增大141%。通过与所选空调机相比，在50%新风时压缩机消耗功率（3.9kW）已接近风管机额定输入功率（4.7kW）；在全新风工况时压缩机消耗功率（5.55kW）已超出风管机输入额定功率。 计算表明，按照所选设备给定的电机输入功率，本实例中风管机的新风比在理论上不应大于50%。若考虑压缩机运行所需的安全余量及蒸发器、冷凝器的实际配置，对于非全新风设计的空调机，其对应风管机的新风比则不应大于15%。

图7 冷凝器热负荷随新风比的变化 Fig.7 The change of condenser heat load with different fresh air ratio

图8 压缩机消耗理论功率随新风比的变化 Fig.8 The change of compressor consumption on theory with different fresh air ratio

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