表冷器新风处理

上海电子工程设计院 周亮

【摘要】：由于业内对7℃冷水能使表冷器夏季新风降温除湿到几度存在较大争议，故本文对此分别进行理论计算及实践检验，得出肯定结论，即采用并联二级表冷器，可将夏季新风处理到10℃。

【主题词】：吸湿系数 干球温度效率 水当量比 传热单位数 传热系数 散热面积 在现代空调中，往往要求湿负荷（包括室内及新风湿负荷）全部由新风机组承担，故对表冷器夏季新风降温去湿提出了较高要求，同时业内对夏季新风处理后机器露点究竟能到几度也有较大争议，因此本文想就上述问题作一下探讨。室外气象条件上海为夏季空调计算温度34℃，夏季空调计算湿球温度28.2℃，设定冷水供水温度7℃，选用YG型表冷器。首先将用到的参数所列如下：

吸湿系数式中：h1、h2－空气的初、终焓值(kJ/kg)cp－空气的定压比热容，1.01[kJ/(kg•℃)]t1、t2－空气的初、终干球温度(℃)表冷器迎风面积Fy式中：G－通过表冷器的风量(kg/h)G3600yh1h2cp(t1t2)－空气的密度，1.2(kg/m3)y－表冷器的迎风面风速(m/s)干球温度效率Eg式中：a－考虑表冷器内部结垢、外部积灰的安全系数tj－冷水进水温度(℃)接触系数E0式中：t3－表冷器管外表面平均温度(℃)，即空气初终状态点连线与饱和线的相交处的温度t1t2t1t3t1t2a(t1tj)水当量比D0.0002式中：yFyf－通过表冷器的水流速(m/s)f－表冷器水管通水断面积(m2)

传热单位数Bln(1D1DEg1Eg)现举例说明：风量G=20000kg/h；空气初温t1=34℃；空气初焓h1=90.4kJ/kg；冷水初温tj=7℃，选择YG型表冷器，求空气终温。

假定空气终温t2=18℃，相对湿度95%，空气终焓49.25kJ/kg。

吸湿系数h1h290.449.252.6cp(t1t2)1.01(3418)G200001.85m23600y36001.22.5假定表冷器迎面风速Vy=2.5m/s，求表冷器迎风面积。

表冷器迎风面积Fy选取YG2型表冷器，查文献【1】得表冷器迎风面积1.82m2。求表冷器实际迎面风速。

G200002.m/s3600Fy36001.21.82表冷器仅作冷却用，查文献【1】得a=0.94。求干球温度效率。

表冷器实际迎面风速y干球温度效率Egt1t234180.63a(t1tj)0.94(347)查文献【1】 得YG2型表冷器水管通水断面积0.00707m2，假定通过表冷器的水流速w=1m/s，求水当量比。

yFy2.62.1.82水当量比D0.00020.00020.482f10.007071D10.482传热单位数B0.8181DEg10.4820.63)ln()ln(10.631Eg求传热单位数。

查文献【1】查得冷却用传热系数K计算公式。求得传热系数K。

1求散热面积F。 11K0.4630.8780.8188.537.8y11277.744[W/(m℃)]0.4630.8780.82.6188.5137.82.1FcpG3.6KB2.61.0120000224.62m23.677.7440.818选YG2型6排表冷器，其散热面积277.8m2，大于所需之224.62m2的散热面积。求水量、冷量及回水温度。

水量W3600sf3600100010.00707252kg/h式中：s－水的密度1000kg/m3G20000(h1h2)(90.449.25)228611W3.63.63.6Q3.6228611回水温度thtj714.72℃csW4.187252由此可见，如采用一级表冷，即使做到6排表冷器，机器露点也只能做到18℃左右。那么如果我们采用并联二级表冷，可以将新风冷却到几度呢？下面我们来计算一下。紧接上面例题：

假定空气终温t2=10℃，相对湿度95%，空气终焓28.33kJ/kg。相应的空气初状态为一级表冷的终状态。

冷量Q吸湿系数h1h249.2528.332.59cp(t1t2)1.01(1810)假定表冷器迎面风速Vy=2.5m/s，求表冷器迎风面积。

表冷器迎风面积FyG200001.85m23600y36001.22.5选取YG2型表冷器，查文献【1】得表冷器迎风面积1.82m2。求表冷器实际迎面风速。

G20000表冷器实际迎面风速y2.m/s3600Fy36001.21.82表冷器仅作冷却用，查文献【1】得a=0.94。求干球温度效率。

干球温度效率Egt1t218100.77a(t1tj)0.94(187)查文献【1】 得YG2型表冷器水管通水断面积0.00707m2，假定通过表冷器的水流速w=1m/s，求水当量比。

yFy2.592.1.82水当量比D0.00020.00020.49f10.00707求传热单位数。

传热单位数B1D10.490.5051DEg10.490.77)ln()ln(10.771Eg查文献【1】查得冷却用传热系数K计算公式。求得传热系数K。

11K0.4630.8780.8188.537.8y11178.416[W/(m2℃)]0.4630.8780.82.59188.5137.82.求散热面积F。

cpG2.591.0120000F366.65m23.6KB3.678.4160.505选YG2型8排表冷器，其散热面积390.4m2，大于所需之366.65m2的散热面积。求水量、冷量及回水温度。

水量W3600sf3600100010.00707252kg/h式中：1s－水的密度1000kg/m3G20000(h1h2)(49.2528.33)116222W3.63.63.6Q3.6116222回水温度thtj710.93℃csW4.1872523.6Q3.6(228611116222)总回水温度thtj712.82℃csW4.1872522冷量Q在上述计算中，如将空气处理到机器露点14℃，理论计算一级表冷采用8

排表冷器其传热面积仍可满足要求，但在焓湿图上其初终状态连线与饱和线不相交，可推断一级表冷实际上不可能处理到机器露点14℃。故在计算中做了修正。此外，二级表冷器在将空气处理机器露点10℃时，其初终状态点连线已和饱和线相交，可推断表冷器带水。笔者在项目实施过程中，也解决过此类问题。某净化厂房新风机组要求新风处理点10℃。该日室外温度38℃，相对湿度60%，新风机组额定风量20000m3/h，采用翼形风速仪测量新风口风速，均布5个点，测得风速经换算后平均风量18000 m3/h。新风机组采用并联二级8排表冷器，调试后测得新风机组实际出风温度10℃，同时经表冷器处理后的空气带水。供水温度7.5℃，回水温度14℃。

综上所述，笔者认为采用7℃冷冻水，选用二级6排及8排表冷器并联，可将夏季室外新风处理至10℃。新风处理前后焓差可达62.1kJ/kg。此外通过增加水流速（即增加水流量），以提高传热系数，还可以进一步减少表冷器散热面积，即减少表冷器排数。实际计算可利用微软EXCEL电子表格，可大大减少重复计算工作量。

【参考文献】《空气调节设计手册》（第二版）