冷梁工作原理

主動(dòng)型冷梁系統(tǒng)是一種集制冷、供熱和通風(fēng)功能為一體的空調(diào)系統(tǒng)，它能夠提供良好的室內(nèi)氣候環(huán)境及單獨(dú)區(qū)域的控制。一次風(fēng)主要用來(lái)對(duì)消除室內(nèi)濕負(fù)荷，同時(shí)也可以供熱、供冷和保證新風(fēng);末端換熱盤管用來(lái)進(jìn)行室內(nèi)熱/冷負(fù)荷的處理。在夏天，經(jīng)過(guò)處理的主氣流進(jìn)入到冷梁中，然后通過(guò)噴嘴進(jìn)入到冷梁的下端。根據(jù)文丘里效應(yīng)，當(dāng)高速流動(dòng)的氣流通過(guò)阻擋物時(shí)，在阻擋物的背風(fēng)面上方端口附近氣壓相對(duì)較低，從而產(chǎn)生吸附作用，冷梁下端的房間空氣由于這一作用而向上流動(dòng)，在通過(guò)換熱器的時(shí)候得到了冷卻。冷卻后的空氣和主氣流混合在一起，溫度低于房間溫度，然后進(jìn)入到房間中冷卻那里的空氣。經(jīng)過(guò)如此相同的循環(huán)，房間的熱量被冷卻盤管帶走，從而達(dá)到了制冷的作用。在冬天換熱器中流動(dòng)的是熱水，這樣冷梁起到了制熱的作用。

主動(dòng)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(diǎn)溫度產(chǎn)生結(jié)露,凝結(jié)水可由凝水盤收集。

被動(dòng)型冷梁系統(tǒng)是一種集制冷換熱功能的空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)要結(jié)合獨(dú)立的一次風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行。一次風(fēng)主要用來(lái)對(duì)消除室內(nèi)濕負(fù)荷和保證新風(fēng)。被動(dòng)型冷梁末端依靠完全自然對(duì)流原理進(jìn)行制冷換熱，熱氣流上升冷氣流下沉，會(huì)使室內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)氣流。該冷梁系統(tǒng)集舒適、低噪音、節(jié)能和低維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)于一體。

從冷梁流出的空氣會(huì)形成兩股相反方向的氣流，沿著吊頂流向冷梁的兩側(cè)，這樣的氣流形成了非常好的房間氣流組織。沿著吊頂流動(dòng)的氣流形成了科恩達(dá)效應(yīng)從而沿著天花板流動(dòng)，然后緩緩的流到用冷場(chǎng)合。由于沒(méi)有風(fēng)機(jī)的強(qiáng)吹風(fēng)，用戶在用冷區(qū)域中會(huì)感覺(jué)到非常的舒適;冷梁形成的空氣循環(huán)很均勻，給人的感覺(jué)是在自然界中，這樣就會(huì)增加用戶的溫馨感和自然感，從而提高了生活的質(zhì)量。其中，左邊靠窗處夏季因受日射熱及傳導(dǎo)熱影響，使該區(qū)域自然對(duì)流明顯，空氣形成較大浮力，容易產(chǎn)生送風(fēng)氣流被吹離玻璃外窗，這種現(xiàn)象被稱為阻斷效應(yīng)，導(dǎo)致外圍區(qū)局部高溫空氣分布不良現(xiàn)象。因此空氣的射流方向應(yīng)避免玻璃垂直。

冷梁系統(tǒng)是在盤管內(nèi)的水和管外空氣之間的溫差驅(qū)動(dòng)下形成氣流循環(huán),通過(guò)室內(nèi)空氣和盤管之間的對(duì)流和輻射來(lái)達(dá)到空氣調(diào)節(jié)目的的系統(tǒng)。對(duì)冷梁有不同的分類方法,根據(jù)安裝方式不同,可以分成裸露式和鑲嵌式兩類。裸露式冷梁的熱效率高,但受建筑限制。鑲嵌式冷梁美觀大方,但會(huì)減少室內(nèi)獲得的冷量。依據(jù)是否有室外空氣供給,冷梁還可以分為主動(dòng)式冷梁和被動(dòng)式冷梁兩種形式。其中被動(dòng)式冷梁則只能在夏天制冷不能在冬天制熱從而不適合應(yīng)用于熱泵系統(tǒng);主動(dòng)式冷梁可以完成制冷和制熱的功能。

(1)能力范圍廣，冷梁具有較高的冷卻和加熱能力。

(2)安裝簡(jiǎn)易，冷梁設(shè)備能輕易地融合到各種材料的吊頂中去。

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

(4)無(wú)電機(jī)，節(jié)省能源。

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

冷梁系統(tǒng)的一次空氣通常是新風(fēng),可以使用部分回風(fēng)。采用新回風(fēng)混合可以節(jié)省能量，但是須設(shè)回風(fēng)，所以風(fēng)管系統(tǒng)會(huì)比較復(fù)雜。冷梁系統(tǒng)的新回風(fēng)混合的空氣處理過(guò)程:

首先室外新風(fēng)與室內(nèi)回風(fēng)混合得到狀態(tài)點(diǎn)Q,由混合點(diǎn)Q冷卻到機(jī)器露點(diǎn)K;由送風(fēng)溫差沿室內(nèi)等濕線得到送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)O,狀態(tài)點(diǎn)K與O混合至點(diǎn)C，沿室內(nèi)空氣熱濕比線到達(dá)室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)N。

冷梁的設(shè)計(jì)步驟:

(1)在焓濕圖上過(guò)室內(nèi)狀態(tài)點(diǎn)N,再由送風(fēng)溫差確定送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)O。

(2)由新回風(fēng)混合比例,得到混合后點(diǎn)Q,QK為新回風(fēng)混合后的處理過(guò)程,混合后的風(fēng)須要承擔(dān)的濕負(fù)荷為:,為含濕量,為新回風(fēng)混合后的空氣質(zhì)量,由上式得到，K點(diǎn)為與U=95%的交點(diǎn)。

(3)誘導(dǎo)比:,由此可以確定C點(diǎn)。

(4)室內(nèi)余熱量Q分別由,負(fù)擔(dān),故。其中一次空氣處理箱處理冷量;冷量?jī)?nèi)盤管處理冷量。

決定主動(dòng)式冷梁系統(tǒng)性能的一個(gè)重要參數(shù)是誘導(dǎo)比(n),定義為二次空氣流量與一次空氣流量之比誘導(dǎo)比的大小反映了在同樣的一次空氣量情況下,冷梁冷卻(或加熱)能力的大小。誘導(dǎo)比大,其冷卻(加熱)能力就大。換言之,為獲得一定的冷卻(或加熱)能力,誘導(dǎo)比大的冷梁所需的一次空氣量小。但誘導(dǎo)比的大小同樣也反映了噪聲和一次空氣的壓力損失的大小。冷梁的誘導(dǎo)比越大,其一次空氣的壓力損失也越大。

輸配水系統(tǒng)是冷梁系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。以主動(dòng)式冷梁為例,由于空調(diào)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(jī)組,即高溫冷水機(jī)組和低溫冷水機(jī)組,考慮較好的制冷效果,兩套冷水機(jī)組的供回水溫度分別為:7℃/12℃,16℃/19℃。針對(duì)文獻(xiàn)中冷梁配水系統(tǒng)的控制圖,發(fā)現(xiàn)其如果低溫水機(jī)組發(fā)生故障時(shí),其只能用高溫水機(jī)組代替低溫水機(jī)組,而其自身失去應(yīng)有的作用，即只有去空調(diào)箱的冷卻水而沒(méi)有去冷梁的冷卻水。經(jīng)過(guò)改善后，不管哪個(gè)冷水機(jī)組發(fā)生故障，都能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定的運(yùn)行。

正常情況下，兩個(gè)機(jī)組都正常運(yùn)行，閥門1、2、3、4均關(guān)閉，循環(huán)泵A、B開啟;當(dāng)?shù)蜏乩渌畽C(jī)組出現(xiàn)故障時(shí)，用高溫冷水水機(jī)組來(lái)帶動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，閥門2、3、4開啟，閥門1關(guān)閉，循環(huán)泵A、C開啟;當(dāng)高溫冷水機(jī)組出現(xiàn)故障時(shí)，用低溫冷水機(jī)組來(lái)帶動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，閥門1、4開啟，閥門2、3關(guān)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(guò)回水管進(jìn)入集水器。冷梁供水管安裝有一個(gè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,由房間溫控器控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開啟度,當(dāng)房間溫度高于設(shè)定值時(shí),增大閥門開啟度;低于設(shè)定值時(shí),減小閥門開啟度,以維持房間內(nèi)溫度恒定。誘導(dǎo)新風(fēng)經(jīng)過(guò)空氣處理器處理后通過(guò)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(fēng)量基本恒定,所以送風(fēng)機(jī)采用定頻運(yùn)行。

為了保證冷梁不產(chǎn)生結(jié)露，室內(nèi)空氣相對(duì)濕度一般控制在50%以下，同時(shí)也需安裝結(jié)露預(yù)防進(jìn)水溫度感應(yīng)器測(cè)出進(jìn)入冷梁的冷卻水的溫度,溫度控制器通過(guò)測(cè)出室內(nèi)空氣溫度，濕度然后計(jì)算出露點(diǎn)溫度,與在冷吊頂控制器內(nèi)進(jìn)行比較得出偏差，當(dāng)偏差e是負(fù)偏差時(shí)，則電動(dòng)閥關(guān)閉，誘導(dǎo)空氣停止冷卻，室內(nèi)溫度升高，冷梁盤管處便不會(huì)結(jié)露。