風(fēng)機盤(pán)管機組作為半集中式空調安裝的末端裝置，其工程應用非常廣泛。從總體上看，目前國內的風(fēng)機盤(pán)管在名義供冷量、噪音、電機輸入功率等項指標上，已接近于或優(yōu)于國外產(chǎn)品，而風(fēng)量則普遍低于國外同型號產(chǎn)品。但是，真正影響空調效果的，并不只是這些參數的絕對值大小，還取決于這些參數之間的配匹是否合理。因為我國的行業(yè)標準中，對供冷量、噪聲、輸入功率等都有嚴格規定，因而形成了國產(chǎn)風(fēng)機盤(pán)管高冷、低噪、小風(fēng)量的總體特點(diǎn)，而風(fēng)量與冷量的搭配（焓差）則不合理，這給選型工作的合理性和經(jīng)濟性帶來(lái)問(wèn)題。

2 目前風(fēng)機盤(pán)管選型中常見(jiàn)的問(wèn)題

2.1 按冷負荷選型的弊端

按空調房間的最大冷負荷選用風(fēng)機盤(pán)管是空調安裝設計中常見(jiàn)的做法，其目的是保證高峰負荷時(shí)的房間溫度。而實(shí)際上空調房間運行的絕大部分時(shí)間都不會(huì )處于高峰負荷，使供冷量過(guò)剩，而切換到中、低檔運行以降低冷量輸出，從而維持房間的熱平衡?？梢?jiàn)機組實(shí)際輸出冷量取決于空調負荷的變化，與機組的名義供冷量關(guān)系不大。故供冷量只是實(shí)現空調的必要條件，但不能決定空調的使用效果。評價(jià)空調效果好壞，一是房間平均溫度與設定溫度的接近程度；二是室溫分布（梯度）和變化（波動(dòng)）幅度。送風(fēng)溫差越大，換氣次數越少，室溫梯度和波動(dòng)幅度也越大，故送風(fēng)溫差和換氣次數才是影響空調精度和舒適性的主要因素。文獻[2]中明確規定了不同精度空調房間的最大送風(fēng)溫差和最低換氣次數?？照{精度越高，要求送風(fēng)溫差越小、換氣次數越多?？梢?jiàn)按最大冷負荷選型，僅滿(mǎn)足高峰負荷時(shí)的房間溫度是不夠的，還需滿(mǎn)足適當的送風(fēng)溫差和換氣次數，才能保證房間的舒適性要求。

2.2 不能保證足夠的送風(fēng)量

因送風(fēng)溫差、換氣次數是決定空調精度和舒適性的主要因素，故保證足夠的風(fēng)量是實(shí)現預期空調效果的先決條件。這里所說(shuō)的風(fēng)量是指機組使用時(shí)的實(shí)際送風(fēng)量，而不是產(chǎn)品樣本中的名義風(fēng)量（GB/T 19232-2003 規定：名義風(fēng)量須在盤(pán)管不通

水、空氣14—27℃，風(fēng)機轉速為高檔，對低靜壓機組不帶風(fēng)口和過(guò)濾器等出口靜壓為 12Pa 測得的風(fēng)量值）。而實(shí)際使用中，暗裝機組因要加進(jìn)、回風(fēng)格柵、過(guò)濾器和短風(fēng)管，加上盤(pán)管表面凝水、積塵、濾網(wǎng)堵塞等諸多因素影響，會(huì )導致風(fēng)阻增大、風(fēng)量下降，使得實(shí)際風(fēng)量遠低于名義風(fēng)量（筆者通過(guò)大量實(shí)驗證明：一般低15—25%）。由于風(fēng)量的明顯減少，影響空調效果，主要帶來(lái)以下問(wèn)題：1）換氣次數少；2）送風(fēng)速度低，影響送風(fēng)射流射程；3）送風(fēng)溫度低，影響空調舒適度和可能造成送風(fēng)格柵結露等。另一方面，對于風(fēng)機盤(pán)管機組本身而言，風(fēng)量的下降直接影響盤(pán)管的換熱效果，使盤(pán)管的制冷量下降，這樣就會(huì )形成機組的實(shí)際性能（風(fēng)量、冷量）都要低于名義值的不合理現象。因此，產(chǎn)品樣本上的名義風(fēng)量、冷量只能作為選型時(shí)的參考，而不能作為選型的依據。加大風(fēng)量不僅能增加換氣次數、降低送風(fēng)溫差、改善空調效果，而且由于冷量也會(huì )提高，可相應地縮小機組的體積。故提高風(fēng)量是風(fēng)機盤(pán)管的發(fā)展方向之一。當然，風(fēng)量的提高也要受空調區域允許風(fēng)速的制約。

另一方面，為控制送風(fēng)溫差，冷量與風(fēng)量之間應保持適當的匹配關(guān)系。全冷量與風(fēng)量（質(zhì)量流量）之比就是盤(pán)管進(jìn)出口空氣的焓差，它決定了機組供冷能力和送風(fēng)溫差的大小。從控制送風(fēng)溫差角度，焓差過(guò)高不利，而國內的風(fēng)機盤(pán)管的焓差和送風(fēng)溫差普遍偏高。按GB/T 19232-2003 規定的名義參數計算，焓差為15.88kJ/kg，送風(fēng)溫差約為12℃。若按風(fēng)量下降20% 計算， 實(shí)際的焓差將超過(guò)19.85kJ/kg，實(shí)際的送風(fēng)溫差會(huì )高達15℃，顯然已超出文獻中規定的允許送風(fēng)溫差（6—10℃），也就無(wú)法保證空調精度和舒適性要求。

2.3 忽略風(fēng)安裝的阻力計算

一般地風(fēng)機盤(pán)管空調安裝的風(fēng)安裝規模較小，構成簡(jiǎn)單，阻力不大，約在15—50Pa 范圍內，但僅僅這一點(diǎn)阻力就足以對風(fēng)機盤(pán)管安裝的實(shí)際送風(fēng)量有至關(guān)重要的影響。風(fēng)機盤(pán)管分為低靜壓機組和高靜壓機組兩類(lèi)，在GB/T 19232-2003 中，對于低靜壓機組，帶風(fēng)口和過(guò)濾器等出口靜壓為0Pa，不帶風(fēng)口和過(guò)濾器等出口靜壓為12Pa，也就是說(shuō)，風(fēng)口及過(guò)濾器等構成的阻力為12Pa。而美國空調與制冷學(xué)會(huì )標準《房間風(fēng)機盤(pán)管空調器》ARI 440—84 中明確規定：出廠(chǎng)時(shí)不帶送、回風(fēng)格柵或過(guò)濾器的風(fēng)機盤(pán)管，應在12.4Pa 機外靜壓下測試風(fēng)量。這一規定正是為了保證實(shí)際風(fēng)量與名義風(fēng)量相符。而我國大氣含塵量較高，濾網(wǎng)易堵塞，理應機外靜壓比12.4Pa 高，相比之下，我國的行業(yè)標準中規定的測試條件合理性有待商榷。以客房中臥式暗裝、吊頂回風(fēng)FCU 為例，附加阻力至少應包括回風(fēng)格柵、回風(fēng)濾網(wǎng)、送風(fēng)短管及送風(fēng)格柵阻力。若回風(fēng)風(fēng)速為1.0m/s，送風(fēng)風(fēng)速為1.5 m/s，經(jīng)計算此時(shí)機外阻力為16Pa，若選用低靜壓機組肯定也會(huì )造成風(fēng)量下降，此例在工程應用中應屬于附加阻力較小的一例，對風(fēng)量影響尚且如此，可見(jiàn)FCU風(fēng)安裝附加阻力不可忽視。再者，對于高靜壓機組，若不經(jīng)過(guò)阻力計算，而是認為選用一個(gè)高靜壓機組就能滿(mǎn)足要求的做法也是不合理的。再舉一例，圖1 為某辦公樓安裝于吊頂內的臥式暗裝FCU 及相應的風(fēng)安裝，FCU 的名義風(fēng)量為750 m/h，散流器喉部風(fēng)速為2.5 m/s，回風(fēng)風(fēng)速1.5 m/s，經(jīng)計算知FCU 本體之外總阻力約為61Pa，其中散流器、回風(fēng)口濾網(wǎng)阻力占總阻力的80%。此時(shí)即便采用機外靜壓30Pa 或50Pa的高靜壓型FCU，風(fēng)量也會(huì )下降15%左右。因此，在具體工程中籠統地提出高靜壓要求和認為只要采用高靜壓機組就不必進(jìn)行相關(guān)風(fēng)安裝分析的做法是不可取的。

3 風(fēng)機盤(pán)管機組改進(jìn)設計的途徑

3.1 保證風(fēng)量的“名”“實(shí)”相符

造成機組風(fēng)量“名”“實(shí)”不符的根本原因就在于：1）濕工況下翅片管表面的水膜和水滴大大地增加了空氣的流動(dòng)阻力[7]，這是主要原因；2）名義測試工況與實(shí)際使用工況不同。因此，解決風(fēng)量的“名”“實(shí)”不符問(wèn)題，設計時(shí)可從以下幾方面入手：

（1）盤(pán)管排數的選擇

目前國內風(fēng)機盤(pán)管多采用9.53mm管徑的三排盤(pán)管，這種結構型式的盤(pán)管空氣阻力較大。根據大量的盤(pán)管試驗結果表明：相同結構參數的表冷器排數由三排減至二排，空氣阻力約降低30%，這樣在機組輸入功率不變的條件下增加風(fēng)量，以此來(lái)解決機組名義風(fēng)量與實(shí)際風(fēng)量相差太大的問(wèn)題，而且又保證達到標準規定的供冷量要求。其理論依據是：雖然盤(pán)管由三排減至二排，傳熱面積減少，但盤(pán)管的空氣阻力下降，風(fēng)量明顯增加使盤(pán)管傳熱性能增強的原理。并且2排管風(fēng)機盤(pán)管省料、節能，多數場(chǎng)合使用效果要優(yōu)于3 排管機組，經(jīng)濟效益顯著(zhù)。

（2）翅片間距的確定

翅片間距的大小是影響風(fēng)機盤(pán)管傳熱性能和空氣阻力的主要因素之一。由理論分析和實(shí)驗結論可知，翅片間距對風(fēng)機盤(pán)管傳熱性能的影響是很復雜的。一般說(shuō)來(lái)，換熱系數會(huì )隨著(zhù)間距的增大而增大，而阻力則會(huì )隨著(zhù)間距的增加而減小。但是，當翅片間距變小時(shí)，單位體積的換熱面積增加。因此，雖然換熱系數變小了，但換熱量卻有可能是增加的。因此，合理確定翅片間距的大小使得換熱量相同時(shí)空氣的阻力最小，即單位阻力換熱量最大應是優(yōu)化的翅片間距。實(shí)驗研究結果表明：對于水冷式盤(pán)管，在常用的翅片間距范圍內，3.3mm 左右較好。

（3）翅片形狀和表面親水處理

盤(pán)管在供冷工況時(shí)，對空氣的處理是一個(gè)降焓析濕過(guò)程，在盤(pán)管翅片的表面會(huì )不斷形成水珠，大部分水珠在重力作用下，沿著(zhù)翅片由上往下流淌至凝結水盤(pán)，也有一部分掛貼在翅片表面，這部分水珠使得盤(pán)管的阻力增大，從而減少了出風(fēng)量。對于相同規格的盤(pán)管來(lái)說(shuō)，翅片的析水速度與翅片的形狀有關(guān)，同時(shí)也與翅片表面是否做親水處理有關(guān)。有實(shí)驗數據表明：相同情況下，濕/干工況風(fēng)量比由條縫型翅片的75%提高到無(wú)縫型翅片的90%；由翅片表面未做親水處理的88%提高到親水處理的99%，可見(jiàn)，翅片的形狀和表面親水處理對機組的出風(fēng)量有重要影響。

3.2 保證機外靜壓和風(fēng)量

因盤(pán)管（特別是暗裝機組）在使用中風(fēng)量會(huì )有大幅度衰減，因此為克服送風(fēng)阻力必須具備一定的機外靜壓，以保證所需的風(fēng)量。為滿(mǎn)足用戶(hù)的不同使用要求，國外廠(chǎng)家提供有低噪聲、標準型、高靜壓三種機型供用戶(hù)選擇。低噪聲機組的機外靜壓一般低于10Pa；標準型機組為15—25Pa；高靜壓機組高達30—50Pa。一般空調場(chǎng)合宜使用標準型機組，高精度及大面積房間則應考慮選用高靜壓機組，低噪聲機組一般僅用于對噪聲水平要求嚴格的場(chǎng)合，如高星級飯店中的豪華客房。因此，在選用國產(chǎn)暗裝風(fēng)機盤(pán)管時(shí)，建議選擇機外靜壓不低于20Pa 的產(chǎn)品，當采用散流器送風(fēng)且回風(fēng)帶濾網(wǎng)時(shí)，FCU 的機外余壓不宜小于50Pa，方可取得較好的使用效果，當然，生產(chǎn)廠(chǎng)家最好在產(chǎn)品樣本上附上機組的風(fēng)量—機外靜壓曲線(xiàn)，以方便于機組選型時(shí)參考；并且應生產(chǎn)高低不同的機外靜壓機型以供不同的使用場(chǎng)合選用。

3.3 提供多樣化焓差的機組

按照我國行業(yè)標準，對于某一型號的機組只能提供單一焓差（因供冷量和風(fēng)量一定），并且焓差偏高，使得機組送風(fēng)溫差偏大，用在高精度、要求嚴格的空調場(chǎng)合還必須采取一定的補救措施，比如可采用改變新風(fēng)參數來(lái)進(jìn)行調節。而國外的風(fēng)機盤(pán)管具有多種焓差，一般會(huì )提供2 排管和3 排管兩種不同冷量的盤(pán)管，分別配上低噪聲、標準型或高靜壓三種不同風(fēng)量的風(fēng)機，形成名義風(fēng)量相同，但實(shí)際風(fēng)量、冷量、焓差都不相同的6 種機型，可以滿(mǎn)足不同地區、不同圍護結構、不同精度要求空調房間的使用要求。因此，國內生產(chǎn)廠(chǎng)家也應從實(shí)際使用情況出發(fā)，研制出多樣化焓差的新型機組，以滿(mǎn)足不同空調場(chǎng)合的靈活選用。

3.4 合理的水路流程

目前，多數廠(chǎng)家風(fēng)機盤(pán)管的水路流程采用單一的3 進(jìn)3 出的接法。合理的水路設計應滿(mǎn)足：1）較高的水流速，以保證較高的換熱系數；2）較低的水阻力，保證水泵較低的能耗，尤其是高層建筑空調安裝；3）水和空氣的逆交叉流動(dòng)，以保證最大的換熱溫差。然而實(shí)際水通路設計中，增強換熱系數往往會(huì )帶來(lái)水阻力的增加。因此，優(yōu)化的水通路設計應做到：1）不同長(cháng)度的盤(pán)管應采用不同的水路設計，如大長(cháng)度盤(pán)管采用多路并聯(lián)、加大過(guò)水截面積，既能保證換熱量又能有效地降低水阻力；2）保證進(jìn)、回水之間5℃溫差，以保證合適的流量、合適的水流速，從而保證換熱性能，同時(shí)又不會(huì )使水阻過(guò)大。3）不同使用工況的盤(pán)管，其水路應區別設計。若進(jìn)風(fēng)參數不同，空氣處理過(guò)程必然不同，因此，水通路設計應有所不同，以保證冷量、水阻力的合理。4）為冬季防凍放水及防止管內空氣滯留，水路應設計成由下至上的單向行程比較合理、可行。

3.5 提供全冷量焓效率εh 和顯冷量效率εS 的計算公式

由于樣本上提供的風(fēng)量、冷量是名義工況下測定的，而在實(shí)際使用中，名義風(fēng)量和名義冷量一般都不會(huì )出現，依此作為選型依據是不合理的。因此，廠(chǎng)家在產(chǎn)品樣本上除了標明名義風(fēng)量、名義冷量外，還應提供每一種型號機組的全冷量焓效率εh和顯冷量效率εS的計算公式，以供設計人員選型時(shí)根據不同的設計工況進(jìn)行設計風(fēng)量、設計冷量的計算（文獻中有詳細的分析，此處不再贅述），以便合理選用風(fēng)機盤(pán)管，這樣既保證滿(mǎn)意的空調效果，又能節省初投資和運行能耗，一舉兩得，應是業(yè)內人士共同追求的目標。

4 結論

4.1 風(fēng)機盤(pán)管的實(shí)際送風(fēng)量是保證空調效果理想的關(guān)鍵， 產(chǎn)品設計時(shí)應考慮各參數的合理配匹，另一方面，可從盤(pán)管排數、翅片間距、翅片形式和表面做親水處理等方面考慮在濕工況下提高機組的送風(fēng)量，減少風(fēng)側阻力。

4.2 風(fēng)機盤(pán)管的風(fēng)安裝設計時(shí)應進(jìn)行阻力計算和校核，使之與配匹風(fēng)機相吻合，認為FCU 風(fēng)安裝規模小而不必進(jìn)行風(fēng)阻計算是不妥的。

4.3 生產(chǎn)廠(chǎng)家應提供多樣化焓差、多種機外靜壓的機型，以滿(mǎn)足不同的使用場(chǎng)合；還應根據盤(pán)管不同長(cháng)度、不同使用工況設計成不同的水路流程，以保證水側較高的換熱系數和較低的水阻力。

4.4 產(chǎn)品樣本上最好應附上機組的風(fēng)量—機外靜壓曲線(xiàn)，以及全冷量焓效率εh和顯冷量效率εS的計算公式，以便于設計人員在機組選型時(shí)根據不同的設計工況合理選用，既保證空調使用效果，又節省初投資和運行費用。