中国建材国际工程集团有限公司蚌埠分公司 方威

组合式空调机组（ AHU， Air Handling Unit）是以不同功能段为组合单元，在中央空调系统中对空气进行热湿及洁净度处理的重要设备，它本身不带冷热源，仅是一种末端装置。树上鸟教育暖通设计杜老师。

近年来，随着社会经济的飞速发展和各类工业场所对环境要求的提高，组合式空调机组因具有以下优点而备受各类客户青睐：（ 1）功能段组合灵活，可根据不同客户需求定制化设计制造多种型式功能段，从而满足各种舒适型建筑及工业场所的不同环境要求；（ 2）技术参数可选范围广，性价比优越。虽然目前组合式空调机组已广泛应用于各行各业不同建筑环境中，但据调查，目前的设计选型仍存在诸多问题。

在进行组合式空调机组设计选型时，首先应根据空调系统负荷及风系统管路设计确定所需风量、压力、冷热量、加湿量、除湿量等技术参数及分别实现不同空气处理的功能段及组合方式。组合式空调机组最常用的功能段主要包括进风段、过滤段、表冷段、加热段、加湿段、风机段、均流段和送风段。各功能段的合理设计选型是整机性能优越的保证，对机组的安全节能运行具有重要意义。下文笔者就机组各功能段的设计要点分别进行归纳总结。

（1）送风量及送风状态点确定

送风量及送风状态点的确定应在焓湿图上进行。对舒适性空调来说，为降低能耗，通常以机器露点作为送风状态点。在焓湿图上作出热湿比 ε 与相对湿度 φ=95% 的交点即为理论上的送风状态点。送风状态点选定时应注意以下几点： 1） 为避免空气在送风口处结露滴落， 送风温度t0 应不低于室内空气设计状态点 N 对应的露点温度 tNd，即t0 ≥ tNd；2）室内温度与送风温度的温差应不高于 10 ℃；3）对于全空气系统的舒适性空调，考虑室内气流组织的合理分布，房间换气次数不宜低于 8 次 /h，据此可确定空调系统最小送风量，进一步可根据房间热湿负荷、室内设计状态点、送风量确定送风状态点。其中有一点需特别注意，在工程设计中，风量的设计余量应不低于理论计算值的 15%。这主要是基于以下考虑：机组存在漏风量，且送风管道在安装过程中经常会因人员操作不当和环境限制出现风管密封质量差的情况；目前大多数空调机组选用变频控制以达到节能效果，而机组变频器大多数情况下并不会起初就满负荷 50 Hz 运转，一般初始频率控制在 35 ～ 45 Hz 为宜。

（2）箱体的选择

组合式空调机组箱体的保温、强度、密封性等是机组机械性能好坏的关键指标，也是影响机组能耗的重要因素。为防止机组运行过程中箱体外表面结露影响用户正常使用和造成不必要的能量损耗，在选型时应注意以下几点： 1）根据机组风量、室外环境参数和运行压力选择合适的箱体厚度。箱板厚度不足会导致保温层热阻偏小，机组运行过程中冷热量通过箱板传递造成能量浪费，且箱板越薄其刚度越差，在相同风量和压力下的变形量越大，从而引起机组风量和冷量的额外损失；而箱板厚度偏大则会加大机组初投资，经济性较差。 2）应尽量选择具有防冷桥设计的机组。由于冷桥现象的存在，当冷桥部位表面温度低于机组外表面空气露点温度时，表面产生凝结水，随着时间的加长，其表面最终变成水珠下滴，这样就存在冷、热交换的状态，从而导致能量流失。

（3）盘管的选型

盘管是组合式空调机组中最为重要的热湿处理设备，其选型的优劣直接决定机组能否满足设计要求。翅片管换热器因高效的换热能力、紧凑的结构形式成为机组中最常用的换热部件。对于组合式空调机组中的盘管设计，由于总体框架尺寸限制，部分结构参数已被限定，因此需要特别注意迎面风速的确定。目前市场上少数制造商为了缩减箱体尺寸，降低成本，将盘管的迎面风速设计得过大，机组运行过程中容易产生漂水问题，一般在选型设计时将迎面风速控制在 2.5 m/s 左右为宜。

此外，《公共建筑节能设计标准》中对于空调冷（ 热）水系统耗电冷（热）比 [EC（ H） R-a] 有严格的规定，合理的选择盘管压力降是降低 [EC（ H） R-a] 的关键环节之一，因此根据设计经验，表冷器内水压降不宜超过 60 kPa，加热盘管内水压力降不宜超过 30 kPa。考虑到机组运行一段时间后，盘管内外表面积垢，盘管的换热能力有所衰减，盘管换热能力设计选型余量必须不低于计算冷、热负荷的10%。

（4）过滤器的选择 针对舒适性空调，一般在进风段后配置初效过滤器以防止表冷器积灰，对于空气质量要求较高或洁净场所则必须在风机段后再配置中效、高效过滤器，甚至加设消毒和除菌装置。 过滤效率、容尘量、迎面风速和风阻是过滤器选型时主要的技术参数，若风阻过高，则相应的风机能耗上升，因此在进行过滤器选型时，应优先选择低阻力、高性能的产品。此外，为方便后期维护和更换，一般设计时应在过滤器两端设置压差表，当压差值达到过滤器终阻力时，应及时更换过滤器。

（5）除湿段的选择

随着电子、制药、食品、化纤等行业的发展，以及诸如博物馆、实验室、高级储藏室等一些特殊场合对相对湿度提出了更高的要求，而普通的空调机组很难达到，现大多数工程采用转轮除湿机的除湿方案以满足较低相对湿度的要求。 转轮除湿机利用涂覆在旋转的多孔道轮状或环状载体上的吸湿剂来吸附透过该转轮的湿空气中的水蒸气分子，吸湿后的吸湿剂可在高温下脱水再生，恢复吸湿能力。

采用先进的固体吸附技术，可以连续稳定、大负荷的进行空气除湿运行，特别是低温低湿工况下可实现 -70 ℃的超低空气露点，而水冷法只能把空气的露点降至 10 ℃。在除湿过程中，吸附转盘在驱动装置带动下缓慢转动，当吸附转盘在处理空气区域吸附水分子达到饱和状态后，进入再生区域由高温空气进行脱附再生，这一过程周而复始，干燥空气连续的经温度调节后送入指定空间，达到高精度的温湿度控制。转轮除湿机前段与后段都应安装表冷器，前段表冷器将处理空气温度降低至 10 ℃，提高转轮除湿机效率。在空气含湿量不变的情况下，进入转轮的空气温度越低，除湿效果越好；经过转轮除湿机处理的干空气温度会上升 20 ～ 30 ℃，安装后段表冷器的目的主要用于降温。

目前转轮除湿机的再生方式有两种，即电加热与蒸汽加热，蒸汽加热的蒸汽压力不小于 0.4 MPa。当项目有蒸汽源时，优先选用蒸汽加热再生方式，选用蒸汽加热再生方式时，一般选用耐高温电磁阀或气动 PID 调节阀，这样有利于节能并延长除湿机寿命。 

（6）加湿器的选择

加湿器类型众多，干蒸汽加湿器、电极加湿器、电热加湿器属于等温加湿，湿膜加湿器和高压微雾加湿器属于等焓加湿。干蒸汽加湿器的加湿量大且调节迅速，但需要稳定的蒸汽源；电极式加湿器体积小，价格低，安装维护方便，在组合式空调机组中得到了广泛应用，但其加湿过程启动时间较长；湿膜加湿器结构简单，能耗小，运行噪声低，在加湿的同时可起到降温作用，但加湿效率较低，且容易结垢。

组合式空调机组进行加湿器选型时，应遵循以下原则：充分考虑安装尺寸、加湿效率、加湿量等技术参数和初投资，合理选择加湿器类型。

1）湿度控制精度。伴随着微电子、纺织、印刷等行业的发展，对湿度控制精度的要求越来越高。对于这些场合使用的工业空调机组而言，湿膜加湿和喷雾加湿等产品已经无法满足控制精度的需求。

2）可靠性要求。对大型计算机房等要求连续使用的场合，喷雾加湿因有水分析出会引发电路故障，故应避免使用。应选用运行更为可靠的干蒸汽加湿。对展厅、博物馆等场所，选用的加湿器在使用过程中不能有杂质产生，此时应注意对加湿器的用水纯净度提出更高的要求。 

（7）送风机的选择 风机是组合式空调机组中最为重要的动力源，目前机组中使用最为广泛的风机形式为前向、后向离心风机和无蜗壳离心风机。

组合式空调机组进行风机选型时，首先应当根据风量和压力参数确定风机形式。根据前、后向离心风机的性能特点和实践经验，当机组全静压小于 900 Pa 时，建议采用前向离心多翼型风机，全静压超过 900 Pa 时，则可采用后向型风机。风机选型时应当特别注意以下两点：

1）需要考虑箱体的阻力损失。在风机选型时，不应当仅仅将各功能段的阻力相加，还必须加上箱体的阻力损失，这样才不会出现风量和压力不足的现象。同时，风机出口风速应尽量不超过 13 m/s，风机出口风速越大，箱体阻力损失也越大。

2）风机吸风侧必须预留足够的空间。 为了保证风机高效运行，设计时一般要求进风圈到箱板的距离为0.8 ～ 1.2D（ D 为风机叶轮直径），出风侧则要预留 1.5D以上的空间以保证风机出风通畅。 

（8）均流段的选择 组合式空调机组中均流段出现次数是相当高的，尤其在中效过滤段前应设置均流器，以使空气均匀地通过过滤器，达到有效过滤空气及保护过滤器和降低空调箱的内部阻力的目的。

综上所述，组合式空调机组是中央空调系统中最为关键的设备之一，合理科学的功能段配置和部件选型设计，是组合式空调机组节能高效运行的重要基础，也是满足环境技术参数的关键要素。