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摘要:现如今,我国经济快速发展,人们生活水平有很大提升,蒸发制冷空调被广泛应用在日常生活中。本文从蒸发冷却空调的研究现状入手,阐述了蒸发冷却空调的技术原理、适用区域、设计要点等,并对其优点进行了分析总结。
关键词:蒸发制冷;空调系统;方案设计
引言
当今社会,人们越来越离不开空调所带给人们的舒适感,无论是家庭、商场还是公司部门一般都会配备空调。在炎炎夏日中,缓解了酷暑,在瑟瑟寒风中,给予了温暖。因此对于空调制冷系统的研究至关重要,在空调制冷系统的设计过程中,我们不仅要注意空调的制冷效果,还要注意节能效果以及外在美观等。本文针对空调制冷系统设计的注意要点进行简单分析。
1蒸发冷却空调技术原理及冷却形式
蒸发冷却是一项利用水蒸发吸热的制冷技术。在没有其他热源的条件下,水与空气的热湿交换过程是空气将显热传递给水,空气的温度下降,同时水蒸发将汽化潜热带入空气,空气的焓湿量增加,这两种热量相等时,水温达到空气的湿球温度。只要空气未饱和,通过循环水或者填料层喷淋空气,即可到达降温的效果。
蒸发冷却的基本形式有直接蒸发冷却和间接蒸发冷却两种。直接蒸发冷却是空气与水直接接触的等焓冷却过程。喷淋循环水的初始温度高于空气的湿球温度,空气传热给水,当空气传给水的显热量正好等于水蒸发所需的热量时,水的蒸发量稳定,此时的水温为空气的湿球温度,冷却过程为绝热过程。
间接蒸发冷却是依靠空气与间壁墙之间接触,在间壁墙表面进行热湿交换,其结果取决于间壁墙表面的温度,间接蒸发冷却器通过间壁墙将被冷却空气和淋水侧的空气隔开,在湿道中喷淋循环水,水与空气二次接触,蒸发产生冷却效果,干通道中的空气只被冷却而不被加湿。
2空调制冷系统的作用
2.1在家庭中的应用
随着经济的快速发展,人们的生活水平得到很大提高,家家户户都配备了空调这一基本家电,在面对酷暑时,可以给家庭成员带来凉爽,一方面是提高了家庭的生活质量,另一方面,增加用电量,也促进了我国电力行业的发展和繁荣。
2.2在商场中的应用
大型商场在面对高温天气时,肯定会开放冷气,不仅给消费者提供一个良好的购物环境,也给周围居民提供了一个纳凉避暑的好去处。
2.3在企业中的应用
有些制药企业需要一个低温洁净的作业环境,保证药品的安全无菌,空调的使用一方面给制药工人带来舒适感,也会增加药品的安全性,提高企业的生产效率。
3传统空调方式应用常见问题
(1)冷源效率低,传统空调方式由于采用热湿联合处理的方式,占总负荷40%-60%的显热负荷被过低的7℃-12℃冷水带走,冷机电耗高。
(2)湿工况风机盘管(二次污染源),采用冷凝方法除湿,必然存在湿表面,成为滋生霉菌的温床,空气二次污染,严重影响室内空气质量;室内散发的有害物不能及时稀释和排除;室内空气封闭,循环使用,不利于传染性疾病的控制;由于冷凝水滴水,存在污染吊顶和夹层的问题。
(3)室内空气品质(IAQ)较低,商业建筑人员密集,为了可以让消耗减少,新风量被制约于最小新风量范围中,不可利用室外新风优化室内的空气品质。
4空调设计方案说明
4.1室外低温环境下冷却系统运行设计方案
冷却系统是大多数农业与工业项目生产运行的辅助系统,制冷系统在使用过程中具有周期性长,一年四季均可使用,不受气候的影响等特点。而且,制冷系统具有变化波动较小的负荷侧制冷负荷,主要的设备具有耐用性好,不易出现故障,备用性能优良等优点。在冷却系统的设计过程中,设计人员要重点提高其运行效率,减少能源消耗,增强其适应外界环境的能力,提高系统的应急反应系统设置。其中,在冷却系统设计过程中,需要考虑的因素很多,其中重点要考虑的因素是室外低温环境对冷却系统的影响。以东北地区为例,东北地区冬季的气温较低,制冷系统的设置安装主要用于产品的冷藏保鲜。在东北冬季温度下降到零下30摄氏度以下时,制冷系统依然要工作,这就存在一种满负荷情况下运行的状态。但是,在制冷系统进行设计时,并没有针对这种情况进行科学合理的设置,导致空调系统的室外冷却塔在低温环境下出现冰冻现象,设置系统中的冷却水温过低,在冰点之下,严重超出设计计算的范围,制冷系统因冷却塔无法正常工作而进入停止运行状态,系统发出警报。上述这种情况,如果能够在设计上进行科学合理的优化,不仅可以保证制冷系统正常运行,还能够减少能源消耗,提高制冷系统的运行效率。首先,在制冷系统中安装水气换热装置,通过密闭系统实现高效的水气换热,完成冷却载冷剂的工作。一般使用乙二醇水溶液作制冷剂,因为其凝固点较低,所以可以在低温环境下避免冷却塔冰冻。其次,使用高效密闭循环系统,不仅能够及时有效的补充损耗的水,还能够保证水循环系统的清洁,减少因杂质过多而导致的水循环硬化现象发生。当室外温度较低时,乙二醇溶液不会因低温而结冰,可以保证系统管路通畅,保证制冷系统的稳定性与高效性。总而言之,制冷系统的设计与安装要结合实际的工作环境,针对特殊情况进行优化设计,保证空调制冷系统的正常运行,减少生产经营中不必要的经济损失。
4.2被动式节能装置
由于该项目建筑外窗多为中空玻璃,而玻璃外窗作为建筑必不可少的一部分。夏季通过玻璃窗的辐射得热及照射到空调房间产生的对流散热,其得热负荷占总冷负荷的40%~60%,而冬季通过玻璃窗的热损失占供热负荷的30%~50%。由此可见,建筑围护结构的节能,关键在于外玻璃窗的节能。因此,在保证窗户本应具有的良好采光功能的基础之上,配置能够减小房间冷负荷,反射一定辐射热的被动式节能装置,可实现节能的目的。
该装置可实现主动式冷却和被动式冷却的合二为一,通过窗户集成式被动冷却系统大幅降低窗户得热这一建筑能耗的薄弱环节的同时,有效减低室内空调的负荷。其次由于构建了室内外气流热交换的顺畅通道,实现了室外新风和室内排风气流交换的建筑呼吸系统,室内空气品质好。
设计将该装置设置于室内外窗侧,将送入室内的空调新风从17℃左右上升到26℃左右后,又和窗户附近的高温壁面和气流发生对流换热后排至室外,构建了室内外联系的通道,有效的解决了空调系统中的排风无序的问题,使得室内外的气流更加顺畅。
4.3设计简便方便及时清洗空调内部
众所周知,如果空调内部零件有灰尘或者损坏例如过滤网不干净或破损,制冷剂不足等等,不仅会影响空调的制冷效果,而且还会耗费更多的电量,形成浪费。因此空调的制冷系统在设计时就应该注意到要留出缺口,方便用户及时清洁灰尘,也可以方便维修人员进行维修。由于室外机装在室外,大家都容易疏忽,室外机经过长时间的运用会使得散热器上面吸附很多的灰尘渣等脏物,这样会导致散热器的散热效果差而使空调不制冷。另外,长时间使用空调而不加以清洗保养会导致房间空气的不卫生,容易引发空调病,耗电量的增加,减短空调运用寿命等。因此在设计过程中,要更加仔细,方便用户及时清洗和维修。
结语
蒸发冷却空调系统技术是一种经济、节能、环保的技术,利用水的蒸发冷却代替电的制冷的形式,只消耗水泵和风机的能耗,能减少冷却设备成本,在提供相同舒适度的同时还能节省大量的电力损耗,减少压缩机、冷凝风机和冷却塔设备的损耗。在过渡季节可以独立使用,在冬季可以提供廉价的室内加湿,还可以有效的降低建筑能耗,减少二氧化碳的排放量,减少氟利昂制冷剂的使用,减少对大气臭氧层的破坏。总之,蒸发冷却空调技术前景应用广阔,发展前景会越来越好。
参考文献:
[1]臧润清,王赫.蒸发器流路优化对重力再循环制冷系统性能的影响[J].热科学与技术,2018,17(4):296-299.
[2]裴秀英,王玉刚,马益民.三级蒸发冷却空调系统空气处理过程的火用分析[J].集美大学学报:自然版,2019,24(2):133-138.