蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)和設(shè)備的應(yīng)用措施及發(fā)展趨勢(shì)

楊昌春，楊清宇

（1.云南師范大學(xué)，昆明 650500；2.保山建投昌源建設(shè)工程有限公司，昆明 650500）

1 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技的迅速發(fā)展，人們生活水平提高，對(duì)所處環(huán)境的舒適性提出了更高的要求，空調(diào)成為了人們生產(chǎn)和生活的必需品。此外，農(nóng)業(yè)和工業(yè)的發(fā)展水平也在不斷推進(jìn)，工農(nóng)業(yè)的設(shè)施環(huán)境也亟待空調(diào)來提供更好的工藝水平，但是空調(diào)的能耗占比較大，在大力提倡節(jié)能減排的今天，空調(diào)的節(jié)能意義重大。蒸發(fā)冷卻技術(shù)作為一種健康、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的空調(diào)技術(shù)，在我國(guó)實(shí)施的節(jié)能減排中起著重要的作用[1]。目前，對(duì)于蒸發(fā)冷卻空調(diào)來說，由于自身因素的影響，使冷卻空調(diào)的系統(tǒng)和設(shè)備建造難度較大。蒸發(fā)冷卻空調(diào)利用新能源，不僅能夠更好地調(diào)節(jié)溫度和舒適度，而且節(jié)能環(huán)保。蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)和設(shè)備需要良好的搭配，才能得到理想的效果[2]。因此，本文以蒸發(fā)冷卻空調(diào)作為研究對(duì)象，分析了當(dāng)前蒸發(fā)冷卻空調(diào)的研究現(xiàn)狀以及類型，并且從三個(gè)方面分析了蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)和設(shè)備的研發(fā)對(duì)策，力求進(jìn)一步完善蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)。

2 蒸發(fā)冷卻空調(diào)研發(fā)概述

20世紀(jì)70年代，美國(guó)等國(guó)家將蒸發(fā)冷卻技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)，蒸發(fā)冷卻技術(shù)開始受到人們的重視。有關(guān)直接蒸發(fā)冷卻和間接蒸發(fā)冷卻的產(chǎn)品，也慢慢實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。目前，國(guó)外研究的熱點(diǎn)主要是間接蒸發(fā)冷卻器研發(fā)以及傳熱傳質(zhì)，和一些新型蒸發(fā)冷卻空氣處理機(jī)組的開發(fā)。在我國(guó)，早在20世紀(jì)60年代，將蒸發(fā)冷卻技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)的研究已引起國(guó)內(nèi)學(xué)者的關(guān)注。20世紀(jì)80至90年代，開展了蒸發(fā)冷卻空調(diào)技術(shù)的研究。各高校主要從蒸發(fā)冷卻空調(diào)技術(shù)傳遞過程的理論分析、熱濕交換計(jì)算、填料的性能以及在空調(diào)機(jī)組、風(fēng)冷熱泵中的應(yīng)用進(jìn)行了研究和實(shí)驗(yàn)，對(duì)蒸發(fā)冷卻空調(diào)技術(shù)與晚間通風(fēng)、機(jī)械制冷聯(lián)用使用進(jìn)行了研究，并開發(fā)出了直接蒸發(fā)冷卻局部空調(diào)器。

3 蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)的分類分析

按照空調(diào)處理設(shè)備的集中度和承擔(dān)的室內(nèi)負(fù)荷所利用的介質(zhì)對(duì)蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行分類。根據(jù)空調(diào)的處理設(shè)備集中度分為三種，分別是半集中式蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)、分散式蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)以及集中式蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)。根據(jù)承擔(dān)室內(nèi)熱濕的負(fù)荷所利用的介質(zhì)可分為全水式蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)、空氣-水式蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)以及全空氣式蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)。

集中式的蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)指對(duì)空氣進(jìn)行處理，對(duì)蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行輸送、分配和處理。全空氣式的蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)指的是空調(diào)房間當(dāng)中的熱濕負(fù)荷，都是通過集中設(shè)備進(jìn)行處理之后的空氣擔(dān)負(fù)的蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)。半集中式的蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)是通過冷水系統(tǒng)以及新風(fēng)系統(tǒng)來處理空氣，并且對(duì)空氣進(jìn)行分配和輸送的蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)。空氣-水式的蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)是空調(diào)房間當(dāng)中熱濕負(fù)荷，通過處理完成的空氣以及水來擔(dān)負(fù)的蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)。全水式的蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)是空調(diào)房間當(dāng)中的熱濕負(fù)荷都是通過集中設(shè)備處理后的水來承擔(dān)的蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)。

4 蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)以及設(shè)備應(yīng)用措施

4.1 優(yōu)化蒸發(fā)冷卻空調(diào)內(nèi)部系統(tǒng)

一個(gè)系統(tǒng)在研發(fā)過程中，需看得長(zhǎng)遠(yuǎn)，開始的一個(gè)小問題可能會(huì)導(dǎo)致工程的失敗。因此，蒸發(fā)冷卻空調(diào)方面的研發(fā)，要在強(qiáng)化系統(tǒng)內(nèi)部方面進(jìn)行不斷提高。第一，蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)需要強(qiáng)化融入信息技術(shù)的力度，進(jìn)而保證更好地體現(xiàn)所有的功能。根據(jù)圖表化以及數(shù)字化模式來實(shí)現(xiàn)，能夠在運(yùn)用和調(diào)試過程中，得到更為直觀的信息，進(jìn)而較好地改善和解決相關(guān)問題。第二，在調(diào)試系統(tǒng)時(shí)，需強(qiáng)化體驗(yàn)人員的了解以及反饋，加強(qiáng)不同人群在設(shè)置功能方面的針對(duì)性，盡可能地發(fā)揮空調(diào)的作用。

4.2 不斷提升設(shè)備的性能

對(duì)蒸發(fā)冷卻空調(diào)來說，設(shè)備是蒸發(fā)冷卻空調(diào)當(dāng)中的重要組成部分，是其功能展現(xiàn)的途徑。當(dāng)設(shè)備性能較低時(shí)，就會(huì)為今后工作帶來較大的負(fù)面作用，同時(shí)在后期工作的時(shí)候，埋下較大隱患。比如：在選用蒸發(fā)冷卻空調(diào)設(shè)備方面，要在散熱性能方面爭(zhēng)取得到比較好的效果。當(dāng)堆積了較多熱量并且不能消散的狀況下，設(shè)備容易燒毀，進(jìn)而造成系統(tǒng)出現(xiàn)癱瘓，這時(shí)出現(xiàn)的問題和損失就不能及時(shí)解決和改善。

4.3 有效地對(duì)半集中式蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用

應(yīng)用蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)無論是設(shè)備方面還是系統(tǒng)方面都需進(jìn)行有效的搭配，一些細(xì)節(jié)上的失誤可產(chǎn)生較嚴(yán)重的后果。為了在未來工作中取到比較好的效果，需充分地應(yīng)用半集中式的空調(diào)系統(tǒng)。集中式系統(tǒng)存在風(fēng)道大、靈活性不足的缺點(diǎn)，并且不能對(duì)多對(duì)地區(qū)進(jìn)行分別的調(diào)節(jié)和控制，而應(yīng)用半集中式的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)可對(duì)各個(gè)地區(qū)的溫度進(jìn)行獨(dú)立調(diào)節(jié)，并且能夠更好地應(yīng)用在層次低以及風(fēng)管難布置的場(chǎng)所，如寫字間以及賓館的客房。與傳統(tǒng)系統(tǒng)不一樣，半集中式的蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)核心為蒸發(fā)冷卻段，在此系統(tǒng)中，新風(fēng)通過蒸發(fā)冷卻新風(fēng)機(jī)組來進(jìn)行處理，而傳統(tǒng)的系統(tǒng)利用的是新風(fēng)系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)盤管，它的冷媒是冷水機(jī)組的冷水，核心部件是冷水機(jī)組。

5 蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢(shì)

5.1 技術(shù)的推廣與應(yīng)用

從蒸發(fā)冷卻空調(diào)設(shè)備來看，蒸發(fā)冷卻空氣處理機(jī)組和冷水機(jī)組的應(yīng)用相對(duì)較少，并且還在推廣應(yīng)用的階段。從蒸發(fā)冷卻空調(diào)設(shè)備應(yīng)用方面看，蒸發(fā)冷卻空氣處理機(jī)組和蒸發(fā)冷卻冷水機(jī)組的研發(fā)和推廣應(yīng)用是今后的發(fā)展方向。從蒸發(fā)冷卻空調(diào)設(shè)備采用的技術(shù)上說，露點(diǎn)間接蒸發(fā)冷卻器的研發(fā)、循環(huán)水的水質(zhì)凈化處理是今后的研究方向。

5.2 技術(shù)的突破

5.2.1 技術(shù)的結(jié)合

目前，蒸發(fā)式冷氣機(jī)利用直接蒸發(fā)冷卻技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的很成熟，在外觀和結(jié)構(gòu)上可以適應(yīng)特定的應(yīng)用場(chǎng)所，但送風(fēng)溫度一直高于被處理空氣的濕球溫度，其今后的發(fā)展將會(huì)結(jié)合間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)。復(fù)合間接蒸發(fā)冷卻器在送風(fēng)溫度上低于被處理空氣的濕球溫度，并且結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小。蒸發(fā)冷卻空氣處理機(jī)組的送風(fēng)溫度可達(dá)到被處理空氣的濕球溫度和露點(diǎn)溫度，但除濕的問題得不到解決，今后的發(fā)展會(huì)結(jié)合機(jī)械制冷技術(shù)、溶液除濕技術(shù)等使機(jī)組具有除濕的功能。蒸發(fā)冷卻冷水機(jī)組，目前可得到室外空氣濕球溫度和露點(diǎn)溫度之間的高溫冷水，但是性能仍受室外空氣的影響，今后的發(fā)展方向是采取有效措施盡可能使機(jī)組的出水溫度穩(wěn)定，比如與機(jī)械制冷技術(shù)結(jié)合等。

5.2.2 系統(tǒng)智能化

為了對(duì)蒸發(fā)冷卻空調(diào)的系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行更好的研究，建議在今后的工作當(dāng)中，增加智能化、自動(dòng)化的理念，如自動(dòng)化的蒸發(fā)冷卻空調(diào)，能夠在系統(tǒng)運(yùn)作的過程中自動(dòng)操作，自動(dòng)根據(jù)不同環(huán)境和外部條件進(jìn)行檢測(cè)、分析。系統(tǒng)智能化落實(shí)能夠大幅度提升蒸發(fā)冷卻空調(diào)的綜合效用，對(duì)于未來工作的科學(xué)部署而言，能夠產(chǎn)生良好的推動(dòng)作用。

6 結(jié)語

在過去的十幾年，蒸發(fā)冷卻空調(diào)技術(shù)作為一種節(jié)能空調(diào)技術(shù)，受到了較高的重視，不斷得到國(guó)內(nèi)學(xué)者、企業(yè)以及用戶的認(rèn)可，因此，得到了快速的發(fā)展，并不斷得到創(chuàng)新、研發(fā)和推廣應(yīng)用。目前，要想在蒸發(fā)冷卻空調(diào)方面取得較好的成果，還需重視蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)以及設(shè)備方面，強(qiáng)化實(shí)時(shí)的監(jiān)控研究，詳細(xì)地了解系統(tǒng)以及設(shè)備的運(yùn)作狀況，然后進(jìn)行階段性的優(yōu)化，最終帶來更大的價(jià)值。對(duì)于未來工作中出現(xiàn)的問題，需要研究人員加強(qiáng)各種創(chuàng)新計(jì)劃書以及設(shè)備的測(cè)試力度，進(jìn)而在獲取有關(guān)技術(shù)指標(biāo)方面得到更高的成績(jī)。