蒸發冷卻空調系統和設備的應用措施及發展趨勢

楊昌春，楊清宇

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

1 引言

隨著社會經濟和科技的迅速發展，人們生活水平提高，對所處環境的舒適性提出了更高的要求，空調成為了人們生產和生活的必需品。此外，農業和工業的發展水平也在不斷推進，工農業的設施環境也亟待空調來提供更好的工藝水平，但是空調的能耗占比較大，在大力提倡節能減排的今天，空調的節能意義重大。蒸發冷卻技術作為一種健康、節能、經濟、環保的空調技術，在我國實施的節能減排中起著重要的作用[1]。目前，對于蒸發冷卻空調來說，由于自身因素的影響，使冷卻空調的系統和設備建造難度較大。蒸發冷卻空調利用新能源，不僅能夠更好地調節溫度和舒適度，而且節能環保。蒸發冷卻空調系統和設備需要良好的搭配，才能得到理想的效果[2]。因此，本文以蒸發冷卻空調作為研究對象，分析了當前蒸發冷卻空調的研究現狀以及類型，并且從三個方面分析了蒸發冷卻空調系統和設備的研發對策，力求進一步完善蒸發冷卻空調系統。

2 蒸發冷卻空調研發概述

20世紀70年代，美國等國家將蒸發冷卻技術應用于空調，蒸發冷卻技術開始受到人們的重視。有關直接蒸發冷卻和間接蒸發冷卻的產品，也慢慢實現了商業化。目前，國外研究的熱點主要是間接蒸發冷卻器研發以及傳熱傳質，和一些新型蒸發冷卻空氣處理機組的開發。在我國，早在20世紀60年代，將蒸發冷卻技術應用于空調的研究已引起國內學者的關注。20世紀80至90年代，開展了蒸發冷卻空調技術的研究。各高校主要從蒸發冷卻空調技術傳遞過程的理論分析、熱濕交換計算、填料的性能以及在空調機組、風冷熱泵中的應用進行了研究和實驗，對蒸發冷卻空調技術與晚間通風、機械制冷聯用使用進行了研究，并開發出了直接蒸發冷卻局部空調器。

3 蒸發冷卻空調系統的分類分析

按照空調處理設備的集中度和承擔的室內負荷所利用的介質對蒸發冷卻空調系統進行分類。根據空調的處理設備集中度分為三種，分別是半集中式蒸發冷卻空調系統、分散式蒸發冷卻空調系統以及集中式蒸發冷卻空調系統。根據承擔室內熱濕的負荷所利用的介質可分為全水式蒸發冷卻空調系統、空氣-水式蒸發冷卻空調系統以及全空氣式蒸發冷卻空調系統。

集中式的蒸發冷卻空調系統指對空氣進行處理，對蒸發冷卻空調系統進行輸送、分配和處理。全空氣式的蒸發冷卻空調系統指的是空調房間當中的熱濕負荷，都是通過集中設備進行處理之后的空氣擔負的蒸發冷卻空調系統。半集中式的蒸發冷卻空調系統是通過冷水系統以及新風系統來處理空氣，并且對空氣進行分配和輸送的蒸發冷卻空調系統。空氣-水式的蒸發冷卻空調系統是空調房間當中熱濕負荷，通過處理完成的空氣以及水來擔負的蒸發冷卻空調系統。全水式的蒸發冷卻空調系統是空調房間當中的熱濕負荷都是通過集中設備處理后的水來承擔的蒸發冷卻空調系統。

4 蒸發冷卻空調系統以及設備應用措施

4.1 優化蒸發冷卻空調內部系統

一個系統在研發過程中，需看得長遠，開始的一個小問題可能會導致工程的失敗。因此，蒸發冷卻空調方面的研發，要在強化系統內部方面進行不斷提高。第一，蒸發冷卻空調系統需要強化融入信息技術的力度，進而保證更好地體現所有的功能。根據圖表化以及數字化模式來實現，能夠在運用和調試過程中，得到更為直觀的信息，進而較好地改善和解決相關問題。第二，在調試系統時，需強化體驗人員的了解以及反饋，加強不同人群在設置功能方面的針對性，盡可能地發揮空調的作用。

4.2 不斷提升設備的性能

對蒸發冷卻空調來說，設備是蒸發冷卻空調當中的重要組成部分，是其功能展現的途徑。當設備性能較低時，就會為今后工作帶來較大的負面作用，同時在后期工作的時候，埋下較大隱患。比如：在選用蒸發冷卻空調設備方面，要在散熱性能方面爭取得到比較好的效果。當堆積了較多熱量并且不能消散的狀況下，設備容易燒毀，進而造成系統出現癱瘓，這時出現的問題和損失就不能及時解決和改善。

4.3 有效地對半集中式蒸發冷卻空調系統進行應用

應用蒸發冷卻空調系統無論是設備方面還是系統方面都需進行有效的搭配，一些細節上的失誤可產生較嚴重的后果。為了在未來工作中取到比較好的效果，需充分地應用半集中式的空調系統。集中式系統存在風道大、靈活性不足的缺點，并且不能對多對地區進行分別的調節和控制，而應用半集中式的蒸發冷卻系統可對各個地區的溫度進行獨立調節，并且能夠更好地應用在層次低以及風管難布置的場所，如寫字間以及賓館的客房。與傳統系統不一樣，半集中式的蒸發冷卻系統核心為蒸發冷卻段，在此系統中，新風通過蒸發冷卻新風機組來進行處理，而傳統的系統利用的是新風系統和風機盤管，它的冷媒是冷水機組的冷水，核心部件是冷水機組。

5 蒸發冷卻空調系統的未來發展趨勢

5.1 技術的推廣與應用

從蒸發冷卻空調設備來看，蒸發冷卻空氣處理機組和冷水機組的應用相對較少，并且還在推廣應用的階段。從蒸發冷卻空調設備應用方面看，蒸發冷卻空氣處理機組和蒸發冷卻冷水機組的研發和推廣應用是今后的發展方向。從蒸發冷卻空調設備采用的技術上說，露點間接蒸發冷卻器的研發、循環水的水質凈化處理是今后的研究方向。

5.2 技術的突破

5.2.1 技術的結合

目前，蒸發式冷氣機利用直接蒸發冷卻技術已經發展的很成熟，在外觀和結構上可以適應特定的應用場所，但送風溫度一直高于被處理空氣的濕球溫度，其今后的發展將會結合間接蒸發冷卻技術。復合間接蒸發冷卻器在送風溫度上低于被處理空氣的濕球溫度，并且結構緊湊、尺寸小。蒸發冷卻空氣處理機組的送風溫度可達到被處理空氣的濕球溫度和露點溫度，但除濕的問題得不到解決，今后的發展會結合機械制冷技術、溶液除濕技術等使機組具有除濕的功能。蒸發冷卻冷水機組，目前可得到室外空氣濕球溫度和露點溫度之間的高溫冷水，但是性能仍受室外空氣的影響，今后的發展方向是采取有效措施盡可能使機組的出水溫度穩定，比如與機械制冷技術結合等。

5.2.2 系統智能化

為了對蒸發冷卻空調的系統和設備進行更好的研究，建議在今后的工作當中，增加智能化、自動化的理念，如自動化的蒸發冷卻空調，能夠在系統運作的過程中自動操作，自動根據不同環境和外部條件進行檢測、分析。系統智能化落實能夠大幅度提升蒸發冷卻空調的綜合效用，對于未來工作的科學部署而言，能夠產生良好的推動作用。

6 結語

在過去的十幾年，蒸發冷卻空調技術作為一種節能空調技術，受到了較高的重視，不斷得到國內學者、企業以及用戶的認可，因此，得到了快速的發展，并不斷得到創新、研發和推廣應用。目前，要想在蒸發冷卻空調方面取得較好的成果，還需重視蒸發冷卻空調系統以及設備方面，強化實時的監控研究，詳細地了解系統以及設備的運作狀況，然后進行階段性的優化，最終帶來更大的價值。對于未來工作中出現的問題，需要研究人員加強各種創新計劃書以及設備的測試力度，進而在獲取有關技術指標方面得到更高的成績。