淺談復(fù)合空調(diào)機(jī)組中蒸發(fā)冷卻與機(jī)械制冷的應(yīng)用

1、 淺談復(fù)合空調(diào)機(jī)組中蒸發(fā)冷卻與機(jī)械制冷的應(yīng)用 摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,越來(lái)越多的領(lǐng)域逐漸融入了科技,目前我國(guó)傳統(tǒng)的空調(diào)機(jī)組已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足社會(huì)快速發(fā)展的需要,傳統(tǒng)的空調(diào)機(jī)組的科技含量還有待進(jìn)行大幅度提高。針對(duì)我國(guó)目前的傳統(tǒng)空調(diào)機(jī)組使用的狀況,本文對(duì)蒸發(fā)冷卻與機(jī)械制冷復(fù)合空調(diào)機(jī)組進(jìn)行了深入的研究,通過(guò)對(duì)復(fù)合式空調(diào)機(jī)組設(shè)備的結(jié)構(gòu)以及設(shè)備的主要參數(shù)的研究,并結(jié)合了相對(duì)完備的測(cè)試方案,深入挖掘了復(fù)合空調(diào)機(jī)組的性能與潛力,力求可以有效解決當(dāng)前發(fā)展所遭遇的瓶頸問(wèn)題,最大限度的提高復(fù)合式空調(diào)機(jī)組的使用效率并有效降低能源消耗。關(guān)鍵詞：蒸發(fā)冷卻；機(jī)械制冷；復(fù)合空調(diào)機(jī)組；技術(shù)應(yīng)用一、蒸發(fā)冷卻與機(jī)械制冷的工作原理

2、及常見(jiàn)問(wèn)題在蒸發(fā)冷卻與機(jī)械制冷的復(fù)合空調(diào)機(jī)組的設(shè)計(jì)中，將熱管間接蒸發(fā)冷卻與直接蒸發(fā)冷卻與冷凝器的機(jī)械制冷系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，傳統(tǒng)機(jī)械制冷和免費(fèi)制冷技術(shù)的技術(shù)支持使得機(jī)組能夠根據(jù)室外的不同氣候條件，采用具有差異性且符合實(shí)際溫度環(huán)境的功能以滿(mǎn)足人們的日常生活需求。在過(guò)渡的季節(jié)里，暫停復(fù)合空調(diào)機(jī)組系統(tǒng)中制冷主機(jī)是節(jié)約能源的重要舉措，這時(shí)機(jī)組系統(tǒng)運(yùn)行的部分包括熱管間接蒸發(fā)冷卻和直接蒸發(fā)冷卻部分，采用新風(fēng)的主機(jī)系統(tǒng)會(huì)利用水源的循環(huán)作用實(shí)現(xiàn)噴淋，確保間接蒸發(fā)冷卻的實(shí)現(xiàn)。在夏季的時(shí)候，復(fù)合空調(diào)制冷機(jī)組的利用率相比其他季節(jié)來(lái)說(shuō)是較高的，將空調(diào)制冷的閥門(mén)打開(kāi)，制備后的冷水運(yùn)輸?shù)奖砝淦髦?，預(yù)先冷處理使得空調(diào)的使用效率增

3、加了不止一倍，減少了能源的消耗。為蒸發(fā)冷卻與機(jī)械制冷復(fù)合空調(diào)機(jī)組如圖 1 所示，該本機(jī)組由熱管(熱回收)間接蒸發(fā)冷卻段、管式間接蒸發(fā)冷卻 (tiec) 段、表冷段 (cc)、直接蒸發(fā)段(dec)、加熱段、風(fēng)機(jī)段等組成。可根據(jù)不同室內(nèi)外狀態(tài)變化，開(kāi)啟不同功能段來(lái)滿(mǎn)足室內(nèi)空調(diào)要求。其中，表冷器段還可根據(jù)空調(diào)需要，最熱天時(shí)調(diào)整三通閥 p1，p2 將機(jī)械制冷制取的冷凍水通過(guò) a 管送至表冷器 5。此時(shí)，d、e 管段關(guān)閉。反之，在大多數(shù)過(guò)渡時(shí)節(jié)里，關(guān)閉機(jī)械制冷主機(jī)，調(diào)整三通閥 p1，p2，將冷卻塔制取的高溫冷水經(jīng)過(guò)管段 e 送至表冷器，進(jìn)行“免費(fèi)供冷”。當(dāng)前制冷復(fù)合空調(diào)主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題，第一氣流組織

4、和風(fēng)量平衡上存在問(wèn)題，在通常的情況下，由于風(fēng)口的出風(fēng)量較小的原因，氣流組織在工作的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，風(fēng)量的不平衡使得空調(diào)的溫度較高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了復(fù)合空調(diào)機(jī)組的實(shí)際承受能力。第二間接蒸發(fā)冷卻部分會(huì)出現(xiàn)漏水問(wèn)題，在室內(nèi)和室外的空氣壓力的差額不在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)時(shí)，排風(fēng)開(kāi)口會(huì)受到壓力阻礙，排風(fēng)量相對(duì)欠缺，影響著人們的生活。第三風(fēng)量的調(diào)節(jié)不好控制，且風(fēng)量等級(jí)較少，不同的風(fēng)量所帶來(lái)的舒適度是具有差異性的，相對(duì)固定的頻率不適合回風(fēng)與新風(fēng)的調(diào)整，降低排風(fēng)機(jī)的風(fēng)量需要專(zhuān)業(yè)的人士的參與。二、技術(shù)形式（1）直接蒸發(fā)冷卻形式直接蒸發(fā)冷卻過(guò)程為等焓過(guò)程。若噴淋的循環(huán)水初始溫度高于空氣濕球溫度，空氣傳熱給水，水蒸發(fā)所需

5、熱量一部分來(lái)自空氣，一部分來(lái)自水本身；水循環(huán)過(guò)程中溫度下降，放出顯熱作為部分水分子蒸發(fā)所需熱量。隨著水溫下降，水的蒸發(fā)量也逐漸減小，當(dāng)空氣傳給水的顯熱量正好等于水蒸發(fā)所需熱量時(shí)，水的蒸發(fā)量穩(wěn)定。此時(shí)水溫即空氣濕球溫度，冷卻過(guò)程為絕熱過(guò)程。其原理與濕球溫度計(jì)紗布中水的溫度變化趨于空氣濕球溫度的道理相同。（2）間接蒸發(fā)冷卻形式間接蒸發(fā)冷卻過(guò)程是依靠空氣與間壁金屬固體表面相接觸，在固體表面處進(jìn)行熱濕交換，其結(jié)果取決于固體表面溫度。間接蒸發(fā)冷卻器通過(guò)間壁將被冷卻空氣（一次空氣）與淋水側(cè)的空氣（二次空氣）隔開(kāi)，在濕通道中噴淋循環(huán)水，水與二次空氣接觸，蒸發(fā)產(chǎn)生冷卻效果；干通道中的一次空氣只被冷卻而不被加濕

6、。（3）間接直接多級(jí)蒸發(fā)冷卻形式將間接蒸發(fā)冷卻與直接蒸發(fā)冷卻串聯(lián)組合稱(chēng)為二級(jí)蒸發(fā)冷卻，如果再加上一級(jí)間接蒸發(fā)冷卻或者輔助制冷冷卻盤(pán)管，則稱(chēng)為三級(jí)或多級(jí)蒸發(fā)冷卻。在一些濕球溫度較高的地區(qū)或室內(nèi)舒適標(biāo)準(zhǔn)要求較高的場(chǎng)合，當(dāng)一級(jí)蒸發(fā)冷卻技術(shù)不能滿(mǎn)足要求時(shí)，可采用二級(jí)或三級(jí)蒸發(fā)冷卻。三、復(fù)合空調(diào)機(jī)組設(shè)備測(cè)試方法及問(wèn)題分析3.1研究測(cè)試方法在研究時(shí)，需要重點(diǎn)關(guān)注冷管以及熱管回收中產(chǎn)生的蒸發(fā)總量，并對(duì)冷卻蒸發(fā)過(guò)程中風(fēng)干球的溫度變化進(jìn)行觀察。同時(shí)，還要注意降溫效果以及出風(fēng)口相對(duì)濕度，及時(shí)了解固定單位內(nèi)的冷水器總流量，并對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面整合，準(zhǔn)確計(jì)算復(fù)合空調(diào)機(jī)組的運(yùn)行效率和具體能源消耗。為了保證機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行

7、，必須對(duì)復(fù)合空調(diào)機(jī)組的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，分析在不同環(huán)境下能源發(fā)揮的作用。在普通環(huán)境狀況下無(wú)法應(yīng)用的能源，但在大氣飽和狀態(tài)下，仍具有蒸發(fā)冷卻的功能，之所以具有該能力是因?yàn)樗拇嬖凇Ｍㄟ^(guò)準(zhǔn)確設(shè)置復(fù)合空調(diào)機(jī)組的比對(duì)環(huán)境，并評(píng)估表冷器，可以發(fā)現(xiàn)，能源并沒(méi)有得到高效利用，并不是由不可調(diào)控因素引起的損失，而是因?yàn)槔鋮s水在排出過(guò)程中需要耗費(fèi)大量的有用能源，制約了設(shè)備性能的提高。3.2發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及解決策略在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了多方面問(wèn)題，其中氣流組織問(wèn)題和風(fēng)量平衡問(wèn)題最為突出。另外，在間接蒸發(fā)冷卻過(guò)程中，有時(shí)還會(huì)滲水。通常情況下，由于風(fēng)口風(fēng)量有限，導(dǎo)致溫度不斷升高，與復(fù)合機(jī)組的實(shí)際負(fù)荷量出現(xiàn)明顯差異。而在室內(nèi)正常

8、環(huán)境下，排風(fēng)機(jī)的排風(fēng)量與實(shí)際要求存在差距。針對(duì)這些問(wèn)題，必須采取切實(shí)有效的措施，提高復(fù)合機(jī)組的運(yùn)行效率。一方面，需要對(duì)送風(fēng)口風(fēng)速進(jìn)行全面檢測(cè)，確定風(fēng)速較高的通風(fēng)口，并對(duì)通風(fēng)口進(jìn)行調(diào)整，有效調(diào)節(jié)通風(fēng)口風(fēng)速最小的閥門(mén)，使氣流保持流通狀態(tài)。另一方面，由于排風(fēng)機(jī)使用頻率相對(duì)比較固定，無(wú)法對(duì)風(fēng)量進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，所以可以充分利用回風(fēng)，使回風(fēng)與新風(fēng)混合，對(duì)排風(fēng)機(jī)風(fēng)量進(jìn)行控制。3.3結(jié)果分析當(dāng)復(fù)合空調(diào)機(jī)組保持固定不變時(shí)，熱接管部分熱端的淋水總密度也需要保持不變，此時(shí)通過(guò)變頻器的調(diào)節(jié)，將兩次總風(fēng)量與一次風(fēng)量之比控制在合理范圍內(nèi)。在對(duì)熱管間接部分進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)復(fù)合空調(diào)機(jī)組每個(gè)功能區(qū)交叉運(yùn)作后，運(yùn)行風(fēng)量會(huì)趨于穩(wěn)定

9、，此時(shí)變頻空調(diào)機(jī)組會(huì)通過(guò)二次傳送改變風(fēng)量。當(dāng)室外平均溫度在 30以上，濕球溫度在 20時(shí)，熱管間接部分出口平均溫度也在 30以下，管式間接部分出口平均溫度在 20以上。充分說(shuō)明蒸發(fā)冷卻裝置可以達(dá)到有效的降溫功能，并且不會(huì)超過(guò)二次空氣濕球溫度。四、結(jié)論從某種角度來(lái)看，蒸發(fā)冷卻確實(shí)是利用水蒸發(fā)吸熱來(lái)達(dá)到降溫效果。但如果僅從這一個(gè)角度看待蒸發(fā)冷卻，將會(huì)大大影響其作用范圍。正如以上所談?wù)舭l(fā)冷卻是一項(xiàng)不錯(cuò)的節(jié)能技術(shù)，它和機(jī)械制冷組合而成的空調(diào)系統(tǒng)在建筑房屋當(dāng)中得到廣泛應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)西北部城市因使用蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)其用電量減少了30%左右。所以在各種空調(diào)系統(tǒng)當(dāng)中都可以利用蒸發(fā)冷卻作為節(jié)能措施，以此作為評(píng)價(jià)建筑的一項(xiàng)指標(biāo)。蒸發(fā)冷卻與機(jī)械制冷復(fù)合空調(diào)可以有效提高能源利用率，改善能源消耗問(wèn)題，其在運(yùn)行過(guò)程中充分利用自然環(huán)境中空氣干球溫度與濕球溫度之間的差值，以水作為主要的制冷劑，滿(mǎn)足人們?cè)谥评浞矫娴男枰?。本文通過(guò)分析復(fù)合空調(diào)機(jī)組的結(jié)構(gòu)和原理發(fā)現(xiàn)，自來(lái)水可以通過(guò)噴淋實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)冷卻；而在夏天可以充分利用間接蒸發(fā)冷卻原理對(duì)新風(fēng)進(jìn)行預(yù)先冷處理，從而減小復(fù)合空調(diào)機(jī)組運(yùn)行壓