组合式空调箱的基础知识

组合式空调机组是空气处理的最主要设备之一，其自身不带冷、热源，是以冷、热水或蒸汽为媒介，用以完成对空气的过滤、净化、加热、冷却、加湿、减湿、消声、新风处理等功能的箱体组合式机组。

新风进入空调机组，与室内来的回风在混合段中混合。混合空气经过初效过滤段，滤去尘埃和杂物，再经过中效过滤段进行二次过滤，滤去更小的尘埃和杂物。然后，通过表冷段或加热段进行降温或加热后使空气达到所需的温度点，然后再通过加湿段加湿到系统所需要的湿度要求即达到指定的送风状态点，最后通过风机段把处理好的空气送入室内。

机组爆炸图结构：

机组内部结构：

组合式空调机组功能段选择介绍：

组合式空调机组选型参数介绍：

1.根据风量确定具体型号，从成本上考虑，一般舒适性空调迎面风速按3m/s， 如商场、办公楼等；洁净类或工艺类的按照2.5m/s，如：医院、电子厂房。

2.确定冷量后，根据样本选择合适管排数，排数选大了，成本增加了，伴随需求的风压也大了，可能导致电机需求也会增大，让设计校核确定，这个需要填写进风工况，使用的冷冻水进出温度。

回风工况：直接在样本上选取表冷器管排数即可。

新风工况：直接在样本上选取表冷器管排数即可。

混风工况：理论计算是根据新回风量混合后，确定进风工况点，再与出风工况相比，得出具体冷量（定进出水温差情况下），大概也可以按照新回风的差值进行估算。

3.常规的机组只有一个风机段，只需填写送风量与送风静压即可，若是双风机机组，还必须填写回风机（排风机）的风量、余压（静压）。

4.电机形式：一般没有特殊要求的配置定频，有变频需求的选择变频，选择变频需要注意是否需要配置变频器，这个变频器的价格可能变频电机还要贵的。

5.机组左右式，面对回风方向，通常情况下，水管及检修门在左侧是左式机组，反之是右式机组。

6.风口方向及是否带风阀必须要注意。

7.配置DDC是自动控制的，配置电控箱的是手动控制开关。

组合式空调箱各功能段工作原理

（一）气流段：混合段、进风段（新风或回风）、组合段、送风段、均流段；

A.混合段：新风与回风混合进入机组，风口可以选配法兰（成本低）或风阀，选配风阀可以根据风阀性能进行新回风比调节，达到过渡季节节能 或保证室内工况稳定的效果。混合段配置检修门，一般可以对后面功能段 进行检修使用（如过滤段）。风口方向：一般新风在上方，回风在端面 侧，这是最节省的组合，也可以随客户要求放置。可设置防潮检修灯。

B.进风段（新风或回风）：新风或回风进入机组，风口可以选配法兰（成本低）或风阀。混合段配置检修门，一般可以对后面功能段进行检修使用（如过滤段）。风口方向：一般设在端面侧，这是最节省的方案，也 可以随客户要求放置（上方、检修门对侧）。可设置防潮检修灯。

C.组合段：排风与新风的组合或排风与回风的组合，主要应用于串联的双风机段机组，排风与新风或排风与回风之间的风口必须采用风阀，可以调节风道阻力控制排风量与进风量（新风或回风），排风口与进风口（新风口或回风口）可以选配法兰（成本低）或风阀。组合段配置检修门，主要是对排风与进风之间的风阀进行检修。风口方向：一般设置在上方，也可以随客户要求放置（检修门对侧）。可设置防潮检修灯。

D.送风段：送风口可以选配法兰（成本低）或风阀。可以配置检修门，用于在送风段设置紫外灯等净化功能件，也可以不配检修门，风口方向：一般设置在端面侧，这是最节省的方案，也可以随客户要求放置（上方、检修门对侧）。可设置防潮检修灯。

E.均流段：在风机段后还有消声、过滤等功能段的，宜增加均流段，均流器的作用主要是把从风机出来的集中、高速气流进行减速、 扩散均匀分配，此均流段可以与后面功能段的检修空间共用一个段，节省段长，提高消声、过滤等放置在均流段后面的功能段的效果

注：风阀类型：手动风阀、电动开关型风阀、电动比例型风阀， 风阀材质：镀锌钢板（成本低）或铝合金，风叶都是多叶对开式，叶片间采用橡胶密封检修门：不带视窗（成本低）与带视窗。

（二）动力段：风机段

风机段：由离心风机，电机，连接风机和电机的皮带轮和皮带组成，风机及电机安装在同一个支架上，再通过弹簧减振器减振，选用低噪声双进风前倾或后倾离心风机，风机、电机组件装有减振和软接装置。

常用的离心风机：前倾离心风机（成本低）、后倾离心风机、无蜗壳离心风机前倾离心风机占整个风机段的成本比重：约10%~15%后倾离心风机占整个风机段的成本比重：约25%~32%。

常用电机：西门子变频电机、ABB变频电机、卧龙定频电机、微特利定频电机。变频电机：配变频器与不配变频器（部分变频器的价格可能比变频电机的还要贵，比定频的就更贵了，15kw以上的定频电机占整个风机段的成本达18~25%，11kw以下的定频电机占整个风机段的成本达10%~15%）根据不同使用要求，选用不同形式性能优良具有AMCA认证的名牌风机和电机(可选变频调速)。

离心风机的相似性，风机的相似性在风机设计和应用中有很重要的地位，同一型号的风机可以通过某一转速的性能曲线计算出其他转速的性能曲线。同一几何相似的系列风机，可以用某一型号的风机性能曲线计算出另一型号风机的性能曲线。下面列出了风机相似计算的基本公式：

流量：Q1/Q2= n1/n2×（D1/D2）3×ρ1/ρ2

压力：P1/P2=（n1/n2）2×（D1/D2）2×ρ1/ρ2

内功率：N1/N2=(n1/n2)3×(D1/D2)5×ρ1/ρ2

风机噪音可以按AMCA301标准换算。

（三）过滤段：粗效过滤段、中效过滤段、亚高效过滤段、高效过滤段、绿色段（静电除尘、光触媒净化、UV杀菌灯等）

中国、美国、欧洲效率规格对照表：

过滤器级别及形式：

初、中效过滤器有板式和袋式两种，一般配置为初效选用板式，中效选用袋式，也可按用户需要配置不同过滤等级的过滤器以获得需要的净化效果；可根据需要配置压差开关或压差计，以监控过滤器的阻力变化。

模块化设计的过滤器及框架，过滤器采用卡扣式固定，框架采用海绵密封，水平拼接，折边限位，螺栓连接方式固定，牢靠密封性好。

类型及选型注意事项：

（1）粗效过器器，分板式与袋式，滤材为无纺布及化学纤维，过滤效率G1-G4对于有一般净化要求的空调系统，选用一道粗效过滤器，将大颗粒的尘粒滤掉即可。常用于空调与通风系统的第一级过滤，也适用于对洁净度没有要求的，只需一级过滤的空调和通风 系统，如洁净室回风过滤、一般的办公室、教学楼、商场等。板式过滤器可以使用吸尘器或压缩气体进行清洗，不可水洗，袋式过滤器不能清洗。

（2）中效过滤器：对于有中等净化要求的空调系统，选可设置粗、中效两道过滤器。从效果上讲，避免由于密封没做好而导致污染空气漏入系统，中效过滤器最好设置在系统的正压段；从成本上讲，中效直接与粗效过滤器放在一起，节省段长，节省安装空间。

（3）对于有超洁净要求的空调系统，则应至少设置三道过滤器，第一、二道为粗、中效过滤器作过预过滤，高效过滤器的合理使用寿命为5～10年，为保证这一使用寿命，空气在进入高效过滤器前要经过规格不低于F8的预过滤器。此外，为防止管道对洁净空气的再污染，高效过滤器应设置在系统的末端（即送风口处）。

（4）过滤器沾水可能使过滤效率不稳定，因此，过滤器应避开加湿器和表冷器等发湿设备，并建议在这些设备后安装挡水板。

（5）绿色段，含静电除尘、光触媒净化、UV杀菌灯等等。辅助化学过滤器简介：

（四）换热段：表冷段（含热水加热段）、蒸汽加热段、电加热段

表冷器是铜管穿铝翅片构成的冷冻水盘管，提供四排、六排或八排盘管，适用于各种冷量的要求。集水管最高处设排气阀，最低端设排水阀，在机组里需安装接水盘。

组合柜用表面式换热器包括空气加热器和表面冷却器（表冷器）两类，空气加热器是用热水或蒸汽做热媒的，表冷器则以冷水做冷媒，组合式空调机组通常用的表面式空气加热器是热水盘管和蒸汽盘管，常用的表面冷式却器是冷水盘管。

常用表面式换热器的种类，根据表面式换热器进行热、湿交换的流体介质不同可分为：表冷器、热水盘管、蒸汽盘管。

表冷器：以冷冻水做冷媒（冷冻水通常7℃进水，12℃出水），通过传热管和翅片与空气进行热、湿交换，以达到对空气冷却降湿处理的目的。翅片为易于传热的铝片、铜片等，通常做成4排、6排和8排。

热水盘管：以热水作为传热介质（冷热两用盘管热水通常60℃进水，50℃出水，单独加热盘管通常90℃进水，80℃出水），通过传热管和翅片与空气进行热交换，以达到加热空气的目的，翅片为易于传热的铝片、铜片等，通常做成2排、4排和6排。

蒸汽盘管：以蒸汽作为传热介质，通过传热管和翅片与空气进行热交换，以达到加热空气的目的。传热管为铜管、钢管和不锈钢管，翅片一般是铝片、铜片或不锈钢片，通常做成1排和2排。

以上几种盘管中，热水盘管和蒸汽盘管与空气只进行显热交换，没有潜热交换，而表冷盘管则可以进行热、湿交换。

表冷器部件结构形式：

（1）表冷器的水路设计时应采用下进上出、水流逆风向流动，以提高表冷器的换热效率；

（2）保证盘管的放水阀和放气阀安装在最低点和最高点，利于盘管水和气排放干净，且安装位置需利于检修和维护；

（3）全系列标配为Φ12.7×0.34的铜管，常规片距9片/英寸（片距9~12可 选）。当水阻力大于50kPa时，可选用两种配置：a.表冷器不变，提高出水温度，减小水流量，降低水阻力；b.表冷器铜管更换为Φ16×0.41，常规片距10片/英寸，降低水阻力；

（4）考虑到加工工艺与水阻力的控制，表冷器的长度超过3500mm，或单排管数多于50管时，可分成两个或多个尺寸较小的表冷器组合；

接水盘采用V型结构，排水管下排水，促进冷凝水及时排出，理论上达到干式接水盘的设计。

电加热：是让电流通过电阻丝发热来加热空气的设备。它有加热均匀、热量稳定、效率高、结构紧凑和控制方便等优点。因此，在空调机组和小型空调系统中应用较广，但是，用电加热器要耗费较多电能，所以在加热量要求较大的地方不宜采用，加热最大功率各厂商样本。

目前空调机组主要使用的是不锈钢翅片式电加热管。 不锈钢翅片式电加热管：是在普通元件表面缠绕金属散热片，与普通元件相比散热面积扩大了2～3倍，即翅片元件所允许的表面功率负荷是普通元件的3～4倍。由于元件的长度缩短，使得本身的热损失减小，在相同的功率条件下，具有升温快、发热均匀、散热性能好、热效率高、使用寿命长、加热装置体积小，成本低等优点。

选型注意事项：

A.在选用电加热之前，根据所需加热量大小及控制精度要求对电加热器进行分级，最后再根据分级情况和每级功率大小选择合适的电加热器。建议最多分三档控制，档数越多成本越高

B.选用电加热管的总根数必须是3的整数倍，主要是保持用电的三相平衡及方便车间接线，避免引线的麻烦。

C.如果遇到客户要求的电加热量不是所选型的电加热管的整数倍及选用的电加热管的根数不是3的整数倍，则需调整客户的电加热量，一般是增加所需要的加热量，直到调整的电加热管的总根数是3的整数倍为止。

（五）加湿段：湿膜加湿段、电极加湿段、干蒸汽加湿段、高压微雾加湿段

通过水雾化或蒸气等和送风混合后送出，以达到加湿的目的，在比干燥的地方适用。目前广泛使用的有湿膜加湿器、电极式加湿器、干蒸汽加湿器。

湿膜加湿器：经过过滤的水通过管路送到加湿器顶部淋水器，水在重力作用下沿湿膜材料向下渗透，水被湿膜材料吸收，形成均匀的水膜；当干燥的空气通过 湿膜材料时，水分子充分吸收空气中的热量而汽化、蒸发，使空气的湿度增加，形成湿润的空气。湿膜加湿器具体还分为：直排水湿膜加湿器（成本最低）、循 环水湿膜加湿器（工程上直接增加循环水泵）、双次汽化加湿器（第一次喷雾+第二次湿膜组合）。

干蒸汽加湿器：利用已有的饱和蒸汽源产生洁净蒸汽，并将蒸汽混合到空气中去，对空气进行加湿的一种方法。加湿时，将加湿器蒸汽入口与蒸汽源接通，饱和蒸汽在外环管内流动，对喷管进行预热，然后进入汽水分离器内，使饱和蒸汽中的凝结水分离，冷凝水由疏水器排出。干蒸汽经喷管进行二次蒸发汽化，从喷 孔中喷出，实现对周围空气的加湿。这种主要用于有蒸汽源的地方。必须注明压力，不同压力使用不同的加湿器配件及加湿量也会不一样的。

电极式加湿器：利用交流电能直接对自来水进行加热产生洁净蒸汽，并将蒸汽混合到空气中去，对空气进行加湿。其优点是：加湿快，加湿量可调节，加湿蒸 汽清洁，不含水垢、粉尘，无菌无臭，维修方便。缺点是：电极上易积水垢和产生腐蚀，如果排水控制方式不当，有产生漏电的隐患（电随水流排出）。

高压微雾加湿器（必须带挡水板）：将自来水经过加湿器主机增压后，由管路输送到喷头中，高压水从喷嘴的特制小孔中旋转喷出，并在空气中雾化，被喷出的水雾粒子与空气进行热湿交换，从而达到蒸发并加湿空气目的的一种加湿方式。

优点：雾化1公升水只需消耗2.45W功率，是传统电热加湿器的千分之三，是离心式或气水混合式降温加湿器的十分之一；加湿量由喷头数量确定，非常适合大 空间高湿度环境加湿；夏季配合车间排风还可达到降温效果；在空调箱内，加湿 效率高达90％以上，是其它喷雾加湿器所无法做到的。缺点：喷头喷孔细小，故对加湿水质要求高，建议用纯水，否则喷嘴容易堵塞；喷头暴露在车间中，一些飞花、粉尘等容易粘附在上面，造成喷嘴滴水；开关量控制，无法满足高精度环境加湿要求。

四款加湿器简单对比：

（六）热回收段：全热回收转轮段、显热回收转轮段、全热板式回收段、显热板式回收段

热回收机组：采用热回收装置（热回收功能段），将机组排风与新风进行热、湿交换，将排风中的冷（热）能力回收随新风进入空调区域，实现能量回收。

热回收从其能量成分上可分为：全热回收、显热回收两种。

全热回收—经过热回收装置后，可以使另一侧（新风侧）空气的温度和湿度都有变化，即全热发生了变化。夏季供冷时，焓值下降，此时温度降低，湿度也降低；冬季供热时，焓值增加，此时温度升高，湿度也增加。

显热回收—只回收排风中的显热部分，经过热回收装置后，可以使另一侧（新风侧）空气的温度变化，而湿度没有变化。

（七）其它：消声段、中间段（即检修段、空段）分进风、出风消声，采用片式阻性消声器或金属微孔板消声器。

消声段可根据用户要求做成不同规格，可采用多段消声。消声段越长，消声量越大；相同的消 声器布置在出风侧消声量比进风侧大。机组各个箱体均设置检修门（部分功能段是在同一节箱体里，可以共用一个检修门的，如：混合+初效过滤+表冷+风机，我们采用两个箱体构成整机，第一个检修门设在混合段，维修过滤器，第二个检修门设在风机段，维修风机电机及表冷器的），检修门采用密闭型铰链门（可带锁），机组正压段内设置内开的正压门，负压段配外开的负压门，有效降低机组的漏风率，提高机组的安全性。

组合柜常见功能段组合示例：

来源：大学生建筑机电学习