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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，其在歐洲已盛行數十年，主要原因是它優異的節能效益、提供完全混合的室內空氣分布與舒適度、良好的室內空氣品質與靜音運轉效果，是一項很有潛力的空調技術，符合世界節能減碳的發展趨勢。

一、冷梁送風系統的工作原理

冷梁送風系統在室內負荷熱交換及熱能傳送方式上相當于一個氣水并行系統。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及水蒸氣壓力差所建立的空調送風系統。

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動力由外部強制送風供給，在冷梁內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：來自室外且經空調箱處理過的干冷一次空氣以較高的速度經噴嘴噴出，進入到冷梁中，根據文丘里效應，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，從而產生吸附作用，誘導室內低速的二次空氣經過冷盤管。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。混合空氣通過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空氣。經過相同的循環，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，明顯提高了室內空氣品質和熱舒適性，設備本身無任何運轉部件，室內噪聲極低，使工作環境大大改善。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生結露，凝結水可由凝水盤收集。

被動式冷梁系統是一種集制冷換熱功能于一體的空調系統，主要用于排走室內大部分顯熱負荷，同時還需要一個單獨的一次空氣系統進行通風和調節濕度。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。該冷梁系統集舒適、低噪音、節能和低維護的優點于一體。其原理圖見圖2。

被動式冷梁的優點和主動式冷梁近似，在冷梁盤管中使用較高溫度的循環冷水，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，被動式冷梁系統的新風僅僅用來調節濕度，可以節約大量的集中處理機組的電能，進一步達到節能的效果。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，產生吹風感。

二、冷梁送風系統的特點

2.1 冷梁送風系統的優點：

(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，經過特殊處理的噴嘴在產生最大效應的同時保持了最小的噪音。

(4)無電機，節省能源。

(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 冷梁送風系統的缺點：

(1)初投資較高，失控時會產生冷凝水。

(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生冷凝現象。

(3)因冷梁系統的盤管為干盤管，在室內潛熱負荷比較大的場所有冷凝風險。

(4)對室內換氣次數要求較高或室內污染源較多的地方的場所不宜使用冷梁系統。

三、冷梁送風系統的設計

3.1 冷梁的空氣處理

冷梁系統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省能量。但采用回風后，風管系統會比較復雜，投資增加，使用回風的經濟性并不明顯，故工程中大多不設回風管。冷梁系統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小(管道斷面僅為全空氣系統的1/3)，節約建筑空間，能保證每個空調區的新風需求，衛生情況好。

冷梁系統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回風混合得到狀態點Q ，由混合點Q 冷卻到機器露點K；由送風溫差Δt 0沿室內等濕線得到送風狀態點O，狀態點K 與O 混合至點C ，沿室內空氣熱濕比線到達室內狀態點N。

冷梁的設計步驟：

(1)在焓濕圖上過室內狀態點N ，再由送風溫差Δt 0確定送風狀態點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：

冷量內盤管處理冷量：

(5) 根據一次空氣量和誘導比及生產廠家提供的產品樣本選擇型號合適的冷梁，并根據冷梁的熱效率對換熱器的供冷量進行校核。

3.2 冷梁配水系統的控制

輸配水系統是冷梁系統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的控制圖，發現其如果低溫水機組發生故障時，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。經過改善后，不管哪個冷水機組發生故障，都能保證系統的穩定的運行。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，循環泵A、B開啟；當低溫冷水機組出現故障時，用高溫冷水水機組來帶動整個系統的運行，閥門(2)(3)(4)開啟，閥門(1)關閉，循環泵A、C開啟；當高溫冷水機組出現故障時，用低溫冷水機組來帶動整個系統的運行，閥門(1)(4)開啟，閥門(2)(3)關閉，循環泵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閥，由房間溫控器控制電動調節閥的開啟度，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，以維持房間內溫度恒定。誘導新風經過空氣處理器處理后通過冷梁送入房間，由于室內辦公人數變化不大，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

為了保證冷梁不產生結露，室內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，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，室內溫度升高，冷梁盤管處便不會結露。

3.4冷梁送風系統與其他系統形式的結合

在大型辦公區域，可采用冷梁系統+風機盤管系統，通過冷梁來消除建筑內區的冷、熱負荷并為辦公區域提供充足的新風，在外區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，由冷梁系統送入辦公內區。

四、小結

由于冷梁系統的安裝方便、節能、提供更舒適健康的室內空氣品質等各種優點，越來越多的被推廣應用起來。根據安裝的環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。

冷梁系統的節能效果明顯，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COP值。相關測試數據表明：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COP值將下降3%左右。

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

某產品舉例及參數，供大家參考：

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