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冷梁是與干工況風機盤管機組相類似的一種誘導式末端裝置，其在歐洲已盛行數(shù)十年，主要原因是它優(yōu)異的節(jié)能效益、提供完全混合的室內(nèi)空氣分布與舒適度、良好的室內(nèi)空氣品質與靜音運轉效果，是一項很有潛力的空調技術，符合世界節(jié)能減碳的發(fā)展趨勢。

一、冷梁送風系統(tǒng)的工作原理

冷梁送風系統(tǒng)在室內(nèi)負荷熱交換及熱能傳送方式上相當于一個氣水并行系統(tǒng)。冷梁送風口(以下簡稱冷梁)是借由空間的熱負荷(包括人體)和冷梁面板間的溫差所產(chǎn)生“對流”以及“輻射”效應進行熱交換，同時冷梁送出干冷空氣也有助于人體皮膚表面的蒸發(fā)冷卻，因此冷梁是一個結合冰水提供冷能控制溫度和利用送風溫差形成對流循環(huán)及水蒸氣壓力差所建立的空調送風系統(tǒng)。

冷梁是一種干盤管， 其主體是一個翅片式冷水盤管，可讓空氣穿越翅片以達到冷卻效果，左右有鋁殼支撐，看起來就象是橫梁一樣。

依據(jù)是否有室外空氣供給，冷梁分為主動式冷梁和被動式冷梁兩種形式。

主動式冷梁是指空氣循環(huán)動力由外部強制送風供給，在冷梁內(nèi)部形成空氣誘導過程，利用強制對流造成空氣與盤管間的傳熱的設備。主動式冷梁主要由外殼、噴嘴、一次空氣連接管、換熱器(即盤管)、面板等幾部分構成。其夏季空氣處理過程為：來自室外且經(jīng)空調箱處理過的干冷一次空氣以較高的速度經(jīng)噴嘴噴出，進入到冷梁中，根據(jù)文丘里效應，當高速流動的氣流通過阻擋物時，在阻擋物的背風面上方端口附近會形成負壓，從而產(chǎn)生吸附作用，誘導室內(nèi)低速的二次空氣經(jīng)過冷盤管。冷卻后的空氣和主氣流混合形成速度足夠大的混合空氣，其溫度低于房間溫度?；旌峡諝馔ㄟ^兩個封閉的導流槽形成貼附射流，沿著吊頂流動，然后進入到房間中冷卻室內(nèi)空氣。經(jīng)過相同的循環(huán)，房間的熱量被冷卻盤管帶走，從而起到了制冷的作用。冬季換熱器中流動的是熱水，冷梁起到了制熱的作用。其原理圖見圖1。

主動式冷梁體積小，結構緊湊，可顯著節(jié)省建筑空間(尤其在高度方面)，且每臺冷梁自帶送、回風口，使吊頂整齊美觀，簡潔明快，末端在干工況下工作，新風分布均勻，明顯提高了室內(nèi)空氣品質和熱舒適性，設備本身無任何運轉部件，室內(nèi)噪聲極低，使工作環(huán)境大大改善。另外，主動式冷梁的盤管下一般都配有凝水盤，一旦冷水溫度低于露點溫度產(chǎn)生結露，凝結水可由凝水盤收集。

被動式冷梁系統(tǒng)是一種集制冷換熱功能于一體的空調系統(tǒng)，主要用于排走室內(nèi)大部分顯熱負荷，同時還需要一個單獨的一次空氣系統(tǒng)進行通風和調節(jié)濕度。被動式冷梁主要由箱體、孔板面板和帶法蘭及鋁制肋片的水盤管等部分構成，通常懸吊在天花板上方，通過自然對流來供冷。該冷梁系統(tǒng)集舒適、低噪音、節(jié)能和低維護的優(yōu)點于一體。其原理圖見圖2。

被動式冷梁的優(yōu)點和主動式冷梁近似，在冷梁盤管中使用較高溫度的循環(huán)冷水，主機在較高的冷水溫度下運行，可以提高能效比和降低能量損耗。同時，被動式冷梁系統(tǒng)的新風僅僅用來調節(jié)濕度，可以節(jié)約大量的集中處理機組的電能，進一步達到節(jié)能的效果。但是，由于被動式冷梁主要依靠自然對流來使氣流通過盤管，單位制冷能力取決于盤管的換熱能力，其性能比主動式冷梁要低。并且，當機體安裝位置不合理時可能會使冷風直接吹到其下面的物體上，產(chǎn)生吹風感。

二、冷梁送風系統(tǒng)的特點

2.1 冷梁送風系統(tǒng)的優(yōu)點：

(1)能力范圍廣，冷梁具有較高的冷卻和加熱能力。

(2)安裝簡易，冷梁設備能輕易地融合到各種材料的吊頂中去。

(3)低噪音，經(jīng)過特殊處理的噴嘴在產(chǎn)生最大效應的同時保持了最小的噪音。

(4)無電機，節(jié)省能源。

(5)適應性，冷梁設備可以有不同的長度和寬度，這就使冷梁幾乎適用于所有吊頂。

2.2 冷梁送風系統(tǒng)的缺點：

(1)初投資較高，失控時會產(chǎn)生冷凝水。

(2)外墻結構的設計應避免因氣密性不良造成室外濕熱的空氣滲入與冷梁接觸產(chǎn)生冷凝現(xiàn)象。

(3)因冷梁系統(tǒng)的盤管為干盤管，在室內(nèi)潛熱負荷比較大的場所有冷凝風險。

(4)對室內(nèi)換氣次數(shù)要求較高或室內(nèi)污染源較多的地方的場所不宜使用冷梁系統(tǒng)。

三、冷梁送風系統(tǒng)的設計

3.1 冷梁的空氣處理

冷梁系統(tǒng)的一次空氣通常是新風，必要時可以使用部分回風，采用新回風混合可以節(jié)省能量。但采用回風后，風管系統(tǒng)會比較復雜，投資增加，使用回風的經(jīng)濟性并不明顯，故工程中大多不設回風管。冷梁系統(tǒng)一般可采用高速送風，故機房尺寸和管道斷面比全空氣系統(tǒng)小(管道斷面僅為全空氣系統(tǒng)的1/3)，節(jié)約建筑空間，能保證每個空調區(qū)的新風需求，衛(wèi)生情況好。

冷梁系統(tǒng)的新回風混合的空氣處理過程如圖3：

首先室外新風與室內(nèi)回風混合得到狀態(tài)點Q ，由混合點Q 冷卻到機器露點K；由送風溫差Δt 0沿室內(nèi)等濕線得到送風狀態(tài)點O，狀態(tài)點K 與O 混合至點C ，沿室內(nèi)空氣熱濕比線到達室內(nèi)狀態(tài)點N。

冷梁的設計步驟：

(1)在焓濕圖上過室內(nèi)狀態(tài)點N ，再由送風溫差Δt 0確定送風狀態(tài)點O。

(2)由新回風混合比例，得到混合后點Q，Q K為新回風混合后的處理過程，混合后的風須要承擔的濕負荷為：W=L m(d n-d k)，d k為含濕量，d n為

新回風混合后的空氣質量，由上式得到d k，K點為L m與U=95%的交點。

(3)誘導比：

由此可以確定C點。

(4) 室內(nèi)余熱量Q分別由q m1，q m2負擔，故

其中一次空氣處理箱處理冷量：

冷量內(nèi)盤管處理冷量：

(5) 根據(jù)一次空氣量和誘導比及生產(chǎn)廠家提供的產(chǎn)品樣本選擇型號合適的冷梁，并根據(jù)冷梁的熱效率對換熱器的供冷量進行校核。

3.2 冷梁配水系統(tǒng)的控制

輸配水系統(tǒng)是冷梁系統(tǒng)的一個重要組成部分。以主動式冷梁為例，由于空調箱的冷凍水與冷梁的冷凍水的溫度不同，相差較大，所以需要兩套冷水機組，即高溫冷水機組和低溫冷水機組，考慮較好的制冷效果，兩套冷水機組的供回水溫度分別為：7℃/12℃，16℃/19℃。針對文獻中冷梁配水系統(tǒng)的控制圖，發(fā)現(xiàn)其如果低溫水機組發(fā)生故障時，其只能用高溫水機組代替低溫水機組，而其自身失去應有的作用，即只有去空調箱的冷卻水而沒有去冷梁的冷卻水。經(jīng)過改善后，不管哪個冷水機組發(fā)生故障，都能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定的運行。其原理如圖4所示：

正常情況下，兩個機組都正常運行，閥門(1)(2)(3)(4)均關閉，循環(huán)泵A、B開啟；當?shù)蜏乩渌畽C組出現(xiàn)故障時，用高溫冷水水機組來帶動整個系統(tǒng)的運行，閥門(2)(3)(4)開啟，閥門(1)關閉，循環(huán)泵A、C開啟；當高溫冷水機組出現(xiàn)故障時，用低溫冷水機組來帶動整個系統(tǒng)的運行，閥門(1)(4)開啟，閥門(2)(3)關閉，循環(huán)泵A、B開啟。

正常情況下，高溫水泵將16℃的高溫冷凍水送入冷梁，在房間內(nèi)吸收熱量

后，回水溫度升高，通過回水管進入集水器。冷梁供水管安裝有一個電動調節(jié)閥，由房間溫控器控制電動調節(jié)閥的開啟度，當房間溫度高于設定值時，增大閥門開啟度；低于設定值時，減小閥門開啟度，以維持房間內(nèi)溫度恒定。誘導新風經(jīng)過空氣處理器處理后通過冷梁送入房間，由于室內(nèi)辦公人數(shù)變化不大，須要的新風量基本恒定，所以送風機采用定頻運行。

3.3 冷梁預防結露控制系統(tǒng)

為了保證冷梁不產(chǎn)生結露，室內(nèi)空氣相對濕度一般控制在5 0 % 以下， 同時也需安裝結露預防控制系統(tǒng)，如圖5所示：

進水溫度感應器測出進入冷梁的冷卻水的溫度t1，溫度控制器通過測出室內(nèi)空氣溫度t2，濕度然后計算出露點溫度，t1與t2在冷吊頂控制器內(nèi)進行比較得出偏差e =t1-t2，當偏差e 是負偏差時，則電動閥關閉，誘導空氣停止冷卻，室內(nèi)溫度升高，冷梁盤管處便不會結露。

3.4冷梁送風系統(tǒng)與其他系統(tǒng)形式的結合

在大型辦公區(qū)域，可采用冷梁系統(tǒng)+風機盤管系統(tǒng)，通過冷梁來消除建筑內(nèi)區(qū)的冷、熱負荷并為辦公區(qū)域提供充足的新風，在外區(qū)利用落地式風機盤管來消除窗戶等圍護結構的得熱。同時，還可以使排風經(jīng)過全熱式能量回收機組對新風進行預處理(夏季降溫除濕、冬季增溫加濕)，處理后的新風再送入各層空調機房，由冷梁系統(tǒng)送入辦公內(nèi)區(qū)。

四、小結

由于冷梁系統(tǒng)的安裝方便、節(jié)能、提供更舒適健康的室內(nèi)空氣品質等各種優(yōu)點，越來越多的被推廣應用起來。根據(jù)安裝的環(huán)境確定冷梁安裝的最佳位置，使氣流組織更加符合人體的舒適要求。冷梁系統(tǒng)的一次風可以是全新風，也可以是新風與部分回風的混合風。

冷梁系統(tǒng)的節(jié)能效果明顯，由于提高了冷凍水供水溫度，相應地提高了冷水機組的制冷系數(shù)COP值。相關測試數(shù)據(jù)表明：當冷卻水出水溫度保持恒定時，水冷螺桿機組冷凍水出水溫度每降低1℃，制冷量約下降5%，而制冷系數(shù)COP值將下降3%左右。

由于冷梁出風速度較小，空氣循環(huán)相對較弱，導致室內(nèi)的降溫速度較慢，降溫延時較長，所以須要提前開機運行。初投資較高，失控時會產(chǎn)生冷凝水，因此，如何有效探測、避免和控制制冷狀態(tài)下吊頂?shù)慕Y露問題以及一旦失控時如何處理冷凝水是影響冷梁發(fā)展的重要問題。冷梁系統(tǒng)是一個新的課題，需要在實踐中不斷的探討和完善，處理好冷梁的不足之處，冷梁的發(fā)展前景將會越來越好。

某產(chǎn)品舉例及參數(shù)，供大家參考：

系統(tǒng)概念

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