無凝水技術(shù)其實(shí)是一個(gè)系統(tǒng)、機(jī)組以及相應(yīng)控制的技術(shù)，它對盤管結(jié)構(gòu)有著特殊的要求，并且要能夠與新風(fēng)機(jī)組進(jìn)行合理的匹配，還要求自控系統(tǒng)在保證室內(nèi)溫濕度要求前提下的干盤管運(yùn)行。由于機(jī)組需要處理室內(nèi)顯熱負(fù)荷，機(jī)組無去濕量，水溫差小，是典型大風(fēng)量小焓差工況。因此，與傳統(tǒng)的風(fēng)機(jī)盤管相比，關(guān)鍵是高溫進(jìn)水參數(shù)與機(jī)組供冷量的矛盾?；蛘哒f，要求在設(shè)計(jì)所需的進(jìn)風(fēng)和進(jìn)水的參數(shù)前提下，盡量加大供冷（熱）量。從理論可知，改變盤管本身的結(jié)構(gòu)、增加盤管的有效長度、增加盤管的水流量、增加盤管的熱換面積或換熱系數(shù)，并尋求盤管、風(fēng)機(jī)、箱體合理的匹配，能使機(jī)組的各項(xiàng)性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
1、無凝水機(jī)組的研發(fā)
無凝水空調(diào)機(jī)組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是盤管排數(shù)少、換熱面積大以適應(yīng)大風(fēng)量、小焓差工況。之前市場上應(yīng)用的SDCR-600、CP-600的無凝水空調(diào)機(jī)組，因市場需要進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，對現(xiàn)有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)改型后測試其性能、經(jīng)理論分析后再改進(jìn)其結(jié)構(gòu)、再進(jìn)行測試等反復(fù)研發(fā)過程，使產(chǎn)品性能逐步完善，以較佳的達(dá)到無凝水機(jī)組的設(shè)計(jì)要求。本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集和結(jié)果均由計(jì)算機(jī)自動控制系統(tǒng)完成。自控系統(tǒng)每隔10s巡檢一次，采集溫度傳感器、濕度傳感器、流量計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)流量噴嘴等的測試數(shù)據(jù)，每隔5min輸出一次該時(shí)段內(nèi)各參數(shù)的測量平均值和計(jì)算結(jié)果。測試在工況穩(wěn)定后運(yùn)行，工況穩(wěn)定時(shí)間平均需要2h左右。
如前所述，增加供冷量有多種措施，其中增大機(jī)組的風(fēng)量，或增加盤感的面風(fēng)速的確可以提高機(jī)組的供冷量，但存在一個(gè)*面風(fēng)速的問題，過高的迎面風(fēng)速不但會增加空氣側(cè)阻力，使電機(jī)功耗增大，而且還易帶走盤管表面的凝結(jié)水。盡管從理論上講盤管處于干工況不會出現(xiàn)凝結(jié)水，實(shí)際運(yùn)行中難免會瞬時(shí)出現(xiàn)濕工況，因此在研發(fā)過程中不宜將增大面風(fēng)速作為*化的選項(xiàng)。
本項(xiàng)目研發(fā)，先從盤管結(jié)構(gòu)形式著手，采用新型的鋁翅片及其與銅管結(jié)合的新方法。同時(shí)采用雙圓弧葉型葉輪，改善了空氣流動，減少渦流損失。在相同風(fēng)量的條件下，風(fēng)機(jī)的靜壓高于原風(fēng)機(jī)，而輸入功率低于原風(fēng)機(jī)。因此下列試驗(yàn)是在新型的機(jī)組上實(shí)驗(yàn)。
（1）改變機(jī)組的水流程
首先改變機(jī)組盤管的水流程，對機(jī)組交叉流程與逆流程兩種不同流程的盤管進(jìn)行對比測試，測試結(jié)果見下表：

對測試結(jié)果進(jìn)行分析，得出下圖：
2P盤管冷量隨風(fēng)量的變化：
  
3P盤管冷量隨風(fēng)量的變化：
  
從上述測試數(shù)據(jù)表格及分析的圖表中可以看出：在相同進(jìn)風(fēng)參數(shù)和進(jìn)出水溫度條件下：
1）對于2P形式的盤管，流程形式的改變對冷量的變化不是特別大（分別增大1.36%和5.86%），不過隨著風(fēng)量的增大，冷量增加的幅度變大，即增大風(fēng)速可以提高盤管的換熱效率，從而可以增大冷量。
2）當(dāng)采用3P形式的盤管時(shí)，流程的改變使得冷量變化顯著，采用逆流程形式的盤管冷量要比采用交叉流程形式的盤管冷量大很多（增大16.68%）。
（2）改變機(jī)組的進(jìn)風(fēng)參數(shù)
室內(nèi)空氣參數(shù)即機(jī)組的進(jìn)風(fēng)參數(shù)對機(jī)組的性能具有重要影響，考慮到醫(yī)院不同科室環(huán)境控制要求，進(jìn)風(fēng)干球溫度分別為24℃、25℃、26℃，又分別因相對濕度不同控制要求分為3組，所以共9組。供水溫度及供、回水溫差也嚴(yán)重影響機(jī)組的性能，所以供水溫度設(shè)定為14℃～16℃，溫度調(diào)整間隔為1℃，供回水溫差為3℃、4℃、5℃，即整個(gè)實(shí)驗(yàn)共測試了81種工況。在測試過程中，測試機(jī)組冷量時(shí)，分別同時(shí)測試風(fēng)側(cè)冷量和水側(cè)冷量，二者相差5%以內(nèi)的為有效數(shù)據(jù)，并且取兩者的平均值作為機(jī)組的實(shí)驗(yàn)冷量。
1）送風(fēng)參數(shù)與被測機(jī)組供冷量（1）
在6種不同送風(fēng)參數(shù)、相同進(jìn)水溫度情況下，不同供、回水溫差情況時(shí)機(jī)組顯熱（冷）量隨送風(fēng)參數(shù)的變化如下圖：
 
2）送風(fēng)參數(shù)與被測機(jī)組供冷量（2）
在6種不同送風(fēng)參數(shù)、相同供、回水溫差（3℃）情況下，不同進(jìn)水溫度情況時(shí)機(jī)組顯熱（冷）量隨送風(fēng)參數(shù)的變化如下圖：

3）供水溫度與受試機(jī)組供冷量
設(shè)定機(jī)組冷水供水溫度分別為14℃、15℃和16℃，分別相應(yīng)于醫(yī)院科室干球溫度24℃、相對濕度55%，干球溫度25℃、相對濕度55%、干球溫度26℃、相對濕度55%，室內(nèi)狀態(tài)的露點(diǎn)。下圖所示為在相同進(jìn)風(fēng)參數(shù)情況下，不同冷水供水溫度時(shí)的機(jī)組供冷量。

2、討論
（1）在不同進(jìn)風(fēng)參數(shù)工況下機(jī)組風(fēng)側(cè)顯熱（冷）量的變化情況：
進(jìn)風(fēng)的溫度升高，傳熱溫差加大，機(jī)組的顯熱（冷）量增大，但是增長的幅度減小。進(jìn)風(fēng)的相對濕度對于機(jī)組的供冷量也有重要影響，相同溫度的進(jìn)風(fēng)情況下，相對濕度越高（濕球溫度越高），機(jī)組的供冷量反而越低，并且有可能出現(xiàn)冷凝水，其影響雖沒有進(jìn)風(fēng)干球溫度大，但可能造成冷凝水的析出，需特別注意。對于同一進(jìn)水溫度、不同供回水溫差情況下，機(jī)組的顯熱（冷）量也是不同的。供回水溫差越少，顯熱（冷）量越高，可見采用小溫差、大流量是提高無凝水機(jī)組供冷量的一項(xiàng)有效途徑。但對于供回水溫差越大的工況，顯熱（冷）量隨進(jìn)風(fēng)溫度加大而增加的幅度越大?；蛘哒f，回風(fēng)溫度越高，供回水溫差的影響越小，不同供回水溫差的機(jī)組供冷量越接近。
（2）在不同進(jìn)風(fēng)參數(shù)工況下機(jī)組供冷量隨進(jìn)水溫度的變化情況：
可以看出供水溫度越低，傳熱溫差加大，機(jī)組的供冷量越大，但是隨著進(jìn)風(fēng)溫度的升高，不同供水溫度下機(jī)組供冷量值差距減小，即進(jìn)風(fēng)溫度越高，不同供水溫度下機(jī)組的供冷量越接近，因此無凝水機(jī)組對于手術(shù)室和隔壁病房，由于控制溫度較低，應(yīng)用效果較好。
（3）機(jī)組供冷量在不同供回水溫差工況下隨進(jìn)水溫度的變化情況：
隨著供水溫度的升高，機(jī)組的顯熱供冷量降低，水溫每升高1℃，供冷量下降200～350W，但隨著溫度的升高，降低幅度先小后大。但從經(jīng)濟(jì)性角度看，升高供水溫度有利于提高冷水機(jī)組的效率，冷水機(jī)組出水溫度每升高1℃，在功率基本不變的情況下，冷水機(jī)組的效率平均增加3.5%左右。但是另一方面，考慮到無凝水機(jī)組的供冷量隨著供水溫度的升高而顯著降低，過高的進(jìn)水初溫會使末端設(shè)備體積龐大、投資增大，也是不可取的。因此，應(yīng)綜合考慮冷水機(jī)組和無凝水機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，在保證機(jī)組處于干工況運(yùn)行的情況下，采取合適的冷凍水供水溫度，具有十分重要的經(jīng)濟(jì)意義。
（4）機(jī)組供水溫度設(shè)定問題
從“濕度優(yōu)先控制”系統(tǒng)的理念出發(fā)，無凝水機(jī)組的目的是要求機(jī)組的冷凝水盤內(nèi)沒有冷凝水。即使盤管出現(xiàn)結(jié)露，只要冷凝水不下落也是允許的，所以設(shè)計(jì)時(shí)都是按照冷凝水盤內(nèi)沒有冷凝水來考慮的。所以說無凝水機(jī)組與盤管的干、濕工況的轉(zhuǎn)換顯然不同，當(dāng)盤管表面出現(xiàn)水汽時(shí)，盤管就從干工況轉(zhuǎn)換為濕工況，但這時(shí)并不會馬上出現(xiàn)冷凝水下落的現(xiàn)象，即“結(jié)露，凝水，不下滴，不發(fā)霉”是四個(gè)不同的概念，必須嚴(yán)格區(qū)分。
表冷器盤管表面的干、濕狀態(tài)取決于盤管表面的溫度（不是進(jìn)水溫度）是否高于進(jìn)風(fēng)初狀態(tài)的露點(diǎn)溫度。由于風(fēng)機(jī)盤管水路或是采用下進(jìn)上出，或是采用上進(jìn)下出的布置方式，又有多種并聯(lián)方式，所以盤管表面溫度分布是極不均勻的。上下不等，進(jìn)、出風(fēng)側(cè)也不等，并且影響盤管表面溫度分布的因素繁多，所以盤管的表面出現(xiàn)凝露的部位和發(fā)生冷凝水下落的時(shí)間對于不同結(jié)構(gòu)、不同工況的盤管是不同的。
隨著進(jìn)風(fēng)溫度及相對濕度的升高，越容易出現(xiàn)冷凝水，進(jìn)風(fēng)的相對濕度具有重要影響。但是隨著供水溫度或供回水溫差的升高，能減少冷凝水的析出。很多情況下，供水溫度低于室內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度，但是機(jī)組并沒有出現(xiàn)冷凝水。也有的情況下，即使進(jìn)水銅管上有冷凝水出現(xiàn)，滴水盤中也沒有冷凝水析出。此次試驗(yàn)顯示：當(dāng)供水溫度低于室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度小于1℃時(shí)，無冷凝水出現(xiàn)；小于2℃時(shí)，僅進(jìn)水銅管上有冷凝水出現(xiàn)；只有當(dāng)大于2℃時(shí)，滴水盤中即有冷凝水溢出出口。
風(fēng)機(jī)盤管的盤管風(fēng)側(cè)表面平均溫度可以采用下式進(jìn)行計(jì)算：

式中，t₃為風(fēng)機(jī)盤管表面平均溫度，℃；
    ε₂為接觸系數(shù)；
    ε₁為熱交換效率；
    t_J1為風(fēng)機(jī)盤管進(jìn)風(fēng)溫度，℃；
    t_JL1為風(fēng)機(jī)盤管進(jìn)風(fēng)露點(diǎn)溫度，℃；
    t_s1為風(fēng)機(jī)盤管進(jìn)風(fēng)濕球溫度，℃；
    t_w1為風(fēng)機(jī)盤管進(jìn)水溫度，℃。
通過計(jì)算風(fēng)機(jī)盤管的表面平均溫度，結(jié)果表明風(fēng)機(jī)盤管的表面平均溫度比進(jìn)水溫度高3.5～6.7℃，進(jìn)水溫度越低，這一差值越大。
此次試驗(yàn)也測量了風(fēng)機(jī)盤管的表面溫度，采用測量盤管側(cè)平均分布3點(diǎn)的溫度與風(fēng)機(jī)側(cè)平均分布的3點(diǎn)的溫度，取其平均值作為盤管的表面溫度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與上述理論一致。因此實(shí)際工程中，采用進(jìn)水溫度與室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度比較來確定盤管的干濕工況，從而確定盤管的進(jìn)水溫度是有很大偏差的。