风机盘管原理、接线控制与常见故障

风机盘管原理、接线控制与常见故障

张浩

湖北机场集团有限公司

摘要：风机盘管主要由风机，换热盘管和机壳组成，本文对风机盘的原理、接线控制与常见故障进行了分析，详细阐述了风机盘管的接线控制要点。对大型机组有较强参考价值，可供从事电站建设和运行管理等工作人员参考使用。

关键词：风机盘；接线；原理；故障

1 风机盘管的原理

1.1工作原理

风机盘管，作为中央空调的理想末端产品，在宾馆、办公楼、医院、商住、科研机构等多个场所得到广泛应用。它是一种高效节能空调系统。该装置的操作原理在于，通过表冷器对室内空气或室外混合空气进行冷却或加热，进而将其输送至室内，以实现对室内气温的调节，从而满足人们对于舒适性的需求。

风机盘管系统的构成要素包括风机盘管、进回水阀门、Y型过滤器、电磁阀/水阀、控制面板、送回风管和风口、保温系统、新风管、水管以及金属软管。风机盘管是一种集制冷（冷）、加热、空气处理（空气净化）等功能于一体的高效节能空调装置。它可以通过改变风机转速和改变通风口的大小来调节房间的温度，在制冷或加热时，将空气从房间内抽至盘管中冷却或加热，从而实现房间温度调节的目的。风机盘管由于其具有送风温差小、风量大、噪声低、热回收效率高、热舒适性好等特点而被广泛应用于中央空调系统中[1]。

1.2风机盘管的结构

1、风机，是一种由单向多速低噪声感应系统电动机驱动的设备，其转速可以通过调节输入电压实现，从而将风机风量分为高、中、低三个档位，并由电器开关控制，以相应地调节风机盘管的供冷（热）量。风机不仅是输送空气的动力源，还是强化空气侧对流换热（盘管外表面）的扰动源，同时也是机组的主要噪声源，与电动机一起构成了整个系统的重要组成部分。

2、采用肋片管制成的空气-水热交换器——盘管，可实现冷媒水（热水）在管内流动，由于冷媒水温度低于空气的露点温度，从而在管外表面形成凝结水，呈现湿工况下的换热，同时兼具热交换和质交换，从而提高了换热效果。盘管可承担大部分或全部房间空调负荷，管排一般为3-4排[2]。

3、将水滴从盘管上凝结出来，并由泄水接管将其排出室外，这一过程被称为凝水盘。

4、将空气过滤器与泄水接管置于盘管下方，以接收盘管上不断凝结的水滴，并由泄水接管将其排放至室外。

利用风机的强制作用，将空气通过盘管循环至机组内所在房间，经过冷水（热水）盘管的冷却（加热），以维持房间温度的恒定，从而创造一个舒适的环境温度。

2 风机盘管接线控制

2.1风机盘管接线控制

风机盘管是一种高效节能的空调末端装置，主要由表冷器、热交换器、风机和管道等部分组成。风机盘管由室内机组和室外机组组成。室内机组内有风扇，通过电机驱动，使空气在盘管内流动，从而达到制冷或加热的目的；室外机组内有冷凝器，将冷量传给空气，再通过管道输送到末端设备中去。 风机盘管具有出风温度高、噪声低、体积小、耗电量小等优点，是当今空调末端的主流产品。

2.2接线原理

风机盘管的接线方法很多，这里我们介绍一种最简单的方法。该方法就是利用空调设备上的启动按钮，实现对风机盘管的控制。例如，当空调设备上的启动按钮接通后，风机盘管上的控制电路就接通了[3]。同时，风机盘管的风扇控制电路也接通了，从而实现了对风机盘管的控制。我们把空调设备上的启动按钮定义为“自动”按钮，把风机盘管上的控制电路定义为“手动”按钮，当空调设备上的启动按钮和控制电路均接通时，风机盘管就被自动启动；当空调设备上的启动按钮和控制电路均断开时，风机盘管就自动停止运行。空调设备上的启动按钮是根据空调设备上的运行状态而设计的，当空调设备上运行状态为手动时，启动按钮不起作用；当空调设备上运行状态为自动时，启动按钮起作用。

2.3风机盘管接线方式

2.2.1不装电动二通阀

当用人工方式完成空调机组的加载、卸载时，在电动二通阀的旁通管路上接有手动隔离阀。其工作原理是：当有故障的空调机组需要停机时，手动隔离阀自动打开，将故障的空调机组的排气口与正常空调机组的排气口隔离开来，不让污染空气进入正常的空调机组内。这样就可以保护正在使用中的空调机组不会受到污染空气的侵害。对于不装电动二通阀时，需要考虑以下几个方面：

当空调机组内有故障时，应将该故障的空调机组排气口与正常运行中的空调机组排气口隔离开来。在多台空调机组共同使用一台空调机组时，在进行加载、卸载操作时，应将手动隔离阀打开。当对一个空调系统进行维修保养时，应将电动二通阀旁通管路上的手动隔离阀打开。在此过程中，该阀不应承受任何外力作用。

2.2.2装电动二通阀

电动二通阀的电源输入线可以通过继电器输出线接成4-20 mA或0-10V，一般情况下输出为4-20 mA，即1-10V。电动二通阀的接线方式：一般是通过继电器输出线接成0-10V，即1-10V[4]。

电动二通阀的输出信号可以是数字信号（如0-10V、4-20 mA、0-5V等），也可以是模拟信号（如4-20 mA）。在进行控制时，需要选择不同的控制方式和相应的操作指令。对于智能二通阀，还需要设置一定的逻辑关系，如设定为逻辑1则控制输出为4-20 mA；设定为逻辑2则控制输出为0-10V。对于智能二通阀，输入信号类型一般为4-20 mA。电动二通阀的接线要注意区分“0”和“1”。

2.2.3装电动球阀

装电动球阀接线方式在电动球阀安装之前，需先确认安装位置及电源接线方式。在阀门安装之前，应先将阀门开启部位的杂物清理干净，以免杂物进入阀门内。

电动球阀在安装前应进行检查，确保产品符合要求。

电动球阀在安装前需对其进行全面的检查，对于阀体上的焊接部位必须进行打磨处理，否则将会影响到电动球阀的使用性能。

电动球阀在安装时需注意阀杆方向，以及阀杆的中心位置是否与要求的位置一致，同时要注意阀杆是否与阀体保持垂直。

在安装时应保证电动球阀上各个法兰螺栓的松紧程度一致，如果出现松动现象应及时拧紧，否则可能会导致电动球阀开启时产生振动而影响阀门使用。

电动球阀在安装时必须保证各个法兰螺栓处于紧固状态。

电动球阀在安装时，还应注意与管道的连接情况，不能出现松动现象，否则容易造成电动球阀无法正常开启。

在安装过程中应确保所有配件的连接牢固可靠。

电动球阀在运行过程中需要有专人进行监护操作，保证其安全可靠。

电动球阀在运行过程中必须保持稳定运行，避免出现异常情况导致的故障。

如果需要对电动球阀进行维护保养时，需对其进行全面检查和检修工作。

如发现产品有损坏现象时应及时更换或维修，以保证其正常使用。

在安装电动球阀之前应先确认产品是否符合要求，如果不符合要求则需要按照相关规定进行整改和更换[5]。

2.2.4二芯线接线

在接线时，用的是单股导线。常用的有以下几种：

（1）双股铜芯软线（C6或C10），这种接线方式导线截面大，但使用的材料较多，价格昂贵，多用于大型发电机或电压较高的变压器。

（2）铜芯（C8或C10）软线，这种接线方式导线截面小，但价格便宜，使用方便。

在接线时应注意对不同电压等级的用电设备或线路应分别用不同颜色的导线连接。例如，对低压三相四线制系统中的照明用电设备和配电线路应使用蓝色导线和黄绿色导线连接。为减少导线损失和安装方便，应尽量采用单股导线连接。例如，把所有照明用电设备的引下线（如灯头线、电源线、插座线等）连接成一个整体，而不是每个照明用电设备单独连接一根引下线。对于特殊要求的照明用电设备（如电度表、照明灯具、插座等）或线路（如高压电缆线路、变压器出线电缆等）应单独做引下线。

对于三相四线制系统中的所有负载（如电动机、变压器等）采用相序相同的三相导线连接。如果不是为了将三相四线制系统简化为单相三线制系统而采用三相导线连接时，则应按如下顺序连接：

（1）先将三相四线制系统中的照明用电设备与配电线路中的全部电气设备连接好后，再将照明用电设备与电机、变压器等设备连接好；

（2）然后将两个电机、变压器或电动机与相应的电器设备连接好后再与照明用电设备连接；

3.风机盘管常见故障

3.1冷量不足及其解决办法

风机盘管系统的两个主要性能指标分别为风量和热（冷）交换量，由于系统中存在着大量的冷媒介质，所以要想获得良好的空调效果必须满足一定条件下风量的要求。为实现预期的空调效果，必须确保充足的风量供应。在实际工程设计中，风机盘管系统的名义风量与实际风量存在显著差异，因此常常需要根据计算得到的冷负荷以及相关厂家的样本来进行选型。由于风量的明显减少，实际使用中盘管的换热效果受到了直接影响，导致冷量下降，从而出现了空调系统实际性能（风、冷量）低于名义值的情况，这使得空调系统无法达到原设计效果。另外，由于不同型号的风机具有各自的特性曲线和性能参数，其对盘管的运行工况也存在一定的影响，这都会导致实际送风量与理论值相差甚远。

针对以上问题主要有以下几点对策：

1.检查制冷剂量是否充足，若制冷剂不足则应更换制冷剂；若制冷剂不足，则应加入制冷剂，一般可加入R22或R404a （其效果与压缩机容量大小有关）；若因系统故障而使其工作性能变坏，则应更换整个系统；如果是由于电动机故障而使其工作性能变坏时，则应更换电动机；

2.检查盘管及水泵是否有堵塞现象，若有堵塞现象则应排除堵塞物；如没有堵塞现象时，则应清洗盘管及水泵；

3.检查电机的旋转方向是否正确（一般电机逆时针旋转为正转，顺时针旋转为反转）；如果电机逆时针旋转而不是顺时针旋转时，则可能是电动机本身或电动机与盘管连接部分的螺丝松动所致；

4.检查电机是否有过热现象；

5.检查风机是否运转正常；

6.检查冷水量是否足够。如冷水量不足时则应相应地增加制冷系统的循环水量或相应地减少冷却水流量及冷凝器的排数。

7.检查盘管的安装情况：其安装是否正确、牢固、可靠；盘管与室外换热器是否有足够的间距；盘管的进出水管是否有堵塞等。

1.2水管路堵塞

风机盘管系统的故障源于水管路的阻塞和盘管结垢，其中包括过滤器、进水管、出水管以及内部铜管等部件。其中以空调用风机盘管系统最为常见，也是最容易发生故障的部位。一是由于未安装空气过滤器或回风过滤网的系统回风口，因盘管结垢而导致其换热性能受到影响。如不及时清洗会造成系统阻力增大、风量不足，使空调效率下降[6]。由于未进行充分的清理，系统中的过滤器遭遇了堵塞，导致阻力过大，从而使得风量偏低。

针对以上问题，主要有以下策略。

1.在进行系统卧式暗装时，必须预留足够的检修口，以确保检查口的位置和尺寸符合维修要求。

2.过滤器必须定期拆装清理，以避免系统因堵塞而导致风量冷量减少，室温无法满足要求。在清洗过程中，应先拆开过滤器进行清洗，然后分别开进和出水阀门放水，直至出水完全干净[7]。

结论

随着社会发展和人们生活水平的提高，对于风机盘管系统所需的空调数量也将不断攀升，在安装和使用过程中出现问题也就在所难免。为了确保空调系统的正常运行，充分发挥其良好效果，除了需要完美的系统设计外，还必须对施工阶段的工程质量进行严格控制，及时、准确地对系统进行维护和管理，方能确保风机盘管系统的正常运行。

参考文献

[1]郑晓通,满祥,庞茂龙,唐文佳,于震霖,陈克,张国瑞,尹福宁.BIM+测量机器人技术在风机盘管安装质量控制中的应用[J].安装,2023(03):26-27+38.

[2]刘兆辉.空调系统风机盘管换热模型修正方法[J].暖通空调,2022,52(11):148-156.DOI:10.19991/j.hvac1971.2022.11.23.

[3]张明媛,陈婷婷,王良友,崔萍.风机盘管温度时段控制试验研究[J].节能,2022,41(09):13-16.

[4]季晴. 间接式制冷系统冷库气流组织的研究[D].天津商业大学,2022.DOI:10.27362/d.cnki.gtsxy.2022.000213.

[5]王时静,杨娟,严卫东.中温水风机盘管的性能分析[J].洁净与空调技术,2021(04):46-48.

[6]俞学炜. 办公建筑中央空调末端盘管的运行调节研究[D].哈尔滨工业大学,2016.

[7]赵举,朱洪亮,庄骏,孙斌.风机盘管制冷性能试验台的研制[J].低温与超导,2015,43(08):64-66.DOI:10.16711/j.cnki.34-1059/o4.2015.08.014.