[发明专利]一种集中空调系统风机盘管末端冷热量计量方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于能量计量与计费技术领域，尤其涉及一种集中空调系统风机盘管末端的冷热量计量技术。

背景技术

空调系统冷热量的准确计量与合理计费不但有利于建筑节能，而且有利于物业管理。风机盘管是中央空调系统最常见的末端形式。目前对风机盘管空调系统的冷量计量方法主要有：计时法、水侧双温流量计量法和风侧换热计量法。

计时法是对风机盘管的运行时间进行累计，仅考虑不同风速下的风机功率，没有考虑风机盘管冷冻水流量和冷冻水温度的变化，计量准确度低，误差较大，不利于空调的合理收费。

水侧双温流量计量法对于每个末端都需要一个流量计和两个温度计，这种方法是理论上最准确的计量方法，保证其计量精度的关键是流量计。常用的流量仪表有机械式、涡轮式、电磁式和超声波式，测量精度和稳定性差别较大。其中，精度较高的电磁式和超声波式则价格较高。因此，虽然计量精度较高，但初投资大，安装复杂，维护困难。

风侧换热计量方法通过测量风机盘管出口风量以及进出口空气焓值，进行风机盘管换热量的计算。虽然避免了水量测量的高投资，但是要找到一个能代表空气平均状态的测点位置需要通过实验进行确定，不利于工程应用。

发明内容

为了克服现有集中空调系统风机盘管末端冷量计量方法存在的缺陷，本发明提供一种集中空调风机盘管末端能量计量的方法及装置，不仅能准确计量并且经济简便。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是依据以下分析：

夏季制冷工况时，根据热平衡，风机盘管水侧及风侧换热量为：

                            (1)

式中：——风机盘管换热量，kW；

     ——水的质量比热，=4.18kJ/(kg·℃)；

     ——水的质量流量，kg/s；

   ——冷冻水进水温度，℃；

——冷冻水出水温度，℃；

——空气流量，kg/s；

——空气进口焓值，kJ/kg；

——空气出口焓值，kJ/kg。

全冷量焓效率是衡量风机盘管换热的重要指标，其定义是：湿冷工况下流经盘管的风量和水量为确定值时，盘管前后空气的实际焓差值与标准工况下的空气焓差值之比。即：

                                                 (2)

式中：——全冷量焓效率；

   ——与进水温度相同的盘管表面薄层饱和空气的焓值。

将公式（2）代入（1）中，可得风机盘管制冷量Q为：

                                (3)

通过上面的公式可知，空气流量、全冷量焓效率、以及进风空气焓值和相同进水温度下的空气焓值是影响风机盘管全冷量大小的主要因素。在一定档位下的风量以及确定的水流量时，全冷量焓效率值为一确定值。此时，风机盘管制冷量与进风口空气焓值和同进水温度的饱和空气焓值的差成线性比例关系。因此，实际工况下风机盘管的制冷量可表示为：

                                              (4)

式中：——实际工况下，风机盘管制冷量，kW；

 ——标准工况下，进口空气焓值，kJ/kg；

——标准工况下，同进水温度的盘管表面饱和空气焓值，kJ/kg；

——实际工况下，进口空气焓值，kJ/kg；      

——实际工况下，同进水温度的盘管表面饱和空气焓值，kJ/kg。

上述分析表明，通过对风机盘管标准工况下的制冷量进行修正，可以得到实际工况下风机盘管的制冷量。其关键在于掌握进风空气焓值以及同进水温度的饱和空气焓值。湿空气的焓计算式为：

   kJ/kg_干空气                            (5)

式中：——空气温度，℃；

 ——空气含湿量，kg/kg_干空气。其计算式为：

                                              (6)

式中：B——大气压力，常取为101325Pa；

  ——空气的饱和水蒸气分压力（根据空气温度可查表获得），Pa；

——空气的相对湿度，%。