摘要：文章主要总结了目前建筑企业中实施节能的重要性，提出了蒸发冷却空调技术，阐述了蒸发冷却空调系统的特点及舒适性，在此基础上，针对蒸发冷却空调技术的应用优势进行了分析，并结合工程实例加以论述。 关键词：蒸发冷却；空调技术；特点；舒适性 1 引言 目前，节能问题成为了人们首要关注的话题之一。根据不完全统计，我国建筑能耗约占全国总能耗的30%，而空调能耗约占建筑能耗的30%～50%左右，空调节能已成为建筑节能中的重要部分。蒸发冷却空调技术由于是一项充分利用可再生能源的、节能环保技术。所以在我国广东、福建等沿海地区的工业与民用建筑中得到广泛的使用与推广，并收到了良好的社会效益与经济效益。 2 蒸发冷却空调系统的特点 （1）舒适性问题。人体热平衡是人体热舒适的必要条件，当人体达到热平衡状态时，对流换热量占总散热量的25%～30%，辐射换热量占45%～50%，显热占25%～30%，能达到这种适宜的环境是人体热舒适的充分条件。人体舒适性与人体周围的气流速度紧密相关，在他条件不变的情况下，蒸发冷却空调系统的送风量一般较传统机械制冷空调系统的送风量大，室内空气流速也相应变大。 （2）湿度问题。在餐厅、舞厅、会议厅等高密度人流场所中，直接蒸发换热效率太高（E≥90%）会使室内湿度太大，造成人体的不舒适。为避免室内湿度过大，可采用多级蒸发冷却，既降低了送风的空气含湿量，又增强了送风的除湿能力，可有效降低室内相对湿度。 （3）送风量问题。由于蒸发冷却空调的送风温度由当地的干球温度决定，从对西北地区适用蒸发冷却空调的计算来看，理论送风温度绝大多数在16～20℃之间，这样必然使室内空气流速过大，但同时弥补了送风温差较小带来舒适度不高的缺陷。 （4）能效比问题。通常来讲，蒸发冷却空调的能效比是机械制冷空调能效比的2.5～5倍，从技术经济和工程实践角度考虑，应采用二级蒸发冷却空调系统，对室内空气舒适度要求较高的场所，可以采用三级或多级蒸发冷却空调系统。 （5）热回收问题。一般情况下，蒸发冷却空调系统采用全新风直流式，当夏季室外空气焓值大于要求的室内空气焓值时利用排风做二次空气冷却一次空气，在冬季采用排风对新风进行预热，以达到热回收的目的，利于节能。 3 蒸发冷却空调系统的舒适性 影响人体热舒适的因素很多，但比较重要的环境影响因素主要有：空气温度、空气相对湿度、空气风速。 （1）风速的影响。空气运动是影响人体舒适的重要因素，良好的气流组织不仅可以满足人体对舒适环境的要求，而且可以节约能源，提高空调系统运行的经济性。一般情况下，对人体舒适的气流速度应小于0.3m/s，在夏季自然通风房间，由于气温较高，舒适气流速度也应较大。在广州、上海等城市对一般居室在夏季调查结果显示：室内风速在0.3～ 1m/s以内，多数人感到愉快，适当的高风速对人体热舒适并未造成太大影响，反而会让一部分感觉更舒适，因此蒸发式冷却空调的大风量不会对人体热舒适产生较大影响。 （2）温度和湿度对热感觉的影响。室内空气的绝对湿度直接影响人体的蒸发散热，相对湿度影响人们主观的冷热感觉，室内热状况和通风标准通常是把由于湿度过高而对健康可能产生影响的室内相对湿度值作为上限，ASHRAE55 1992规定上限值为60%～80%，一般认为最适宜的相对湿度为50%～ 60%。在多数情况下，即气温在16～25℃时，相对湿度在30%～70%范围内变化，对人体的热感觉影响不大。蒸发式冷却空调可以在干旱地区很好的保证室内湿度的要求，这比常规机械制冷优越很多。 4 蒸发冷却空调系统的优势 根据蒸发冷却空调技术在多项工程实例中的应用均表明，与传统机械制冷空调系统相比，蒸发冷却空调初投资的成本低；机械制冷系统成本约为传统机械制冷的1/2。而且在安装、运行操作、维护保养方面，蒸发冷却空调系统安装快捷，运行操作管理方便，无须专业维护人员，耗资低，运行能耗低。蒸发冷却空调设 备中除了所需风机和水泵动力外，无需输入能量，因此性能系数COP值很高（约为机械制冷的2.5～5倍），通常机械制冷系统的装机功率为50W/m2左右，而蒸发型空调系统为10W/m2左右，节电80%左右。 研究者对广州地区某办公建筑，采用蒸发冷却式空调系统的能耗分析得出，对于办公建筑，采用蒸发冷却空调集成系 统比传统空调系统节电约29.2%，效果显著。 目前，蒸发冷却式空调已在工业领域以各种组合形式（多级蒸发冷却或与机械制冷的有机结合等）应用到工程实例中，例如在一些高发热车间、发电厂机房、联通通信机房、基站、纺织厂、食品厂等公共建筑中的应用，在满足建筑物功能要求的同时，提供了舒适的室内环境，达到了良好的节能效果。在农业领域，利用蒸发冷却式空调对一些温室大棚、家禽动物棚舍等供冷，改变空气流速、温度、湿度、二氧化碳含量等，使其尽量达到动植物生长最适合的生长环境，从而提高温室植物产 量，家禽动物的产蛋率、产奶率、生长率等。蒸发冷却式系统成本低，投资小，若利用机械制冷式系统显然不合适。在交通领域，对汽车大巴、铁路站房等采用蒸发冷却式空调系统，提供全新风供冷，能有效改善在客流高峰期人多、空气品质差的问题。在一些户外作业场所，如岗亭，利用蒸发冷却式空调能够达到局部降温的效果。另外在农村家庭使用蒸发冷却式空调，可利用地下水这种天然冷源，成本低，能耗小，可满足农村 家庭对空气品质的要求。 5 工程实践分析 以某医院为例，建筑面积18900m2，该建筑采用干式风机盘管末端的蒸发冷却空调系统，间接蒸发冷水机和新风机承担空调面积12000m2，冷水与新风共同承担房间显热负荷。 由于均采用冷风作为载冷介质，房间所有的热、湿负荷统一用低温的冷风来处理，这就要求应用蒸发冷却技术的系统必须为全空气系统，风机电耗高，利用干燥空气制冷而节能的优势无法充分显现，且风道占用空间大，使得蒸发冷却技术仅能在体育馆、影剧院等高大空间被采用，从而限制了蒸发冷却技术的应用场合。从载冷介质出发，冷风和冷水相比，输送相同冷量时冷水系统的输配系统电耗约是冷风系统的1/10～1/4。而且，间接蒸发冷却冷水装置实际制备冷水的温度为15～19℃，可用来排除房间的显热。因此，该系统采用以水为载冷剂的间接蒸发冷水机组。 2012年对该医院的房间参数进行实测，系统冷水及送风温度均比较稳定，冷水温度15℃，送风温度在20℃左右。如图2所示，房间温度维持在26℃左右，相对湿度50%～65%，用户对环境的舒适度和空气质量的评价都较高，验证了以室外干燥空气为动力的基于间接蒸发冷却冷水制备技术的空调系统相对于常规系统的优势和其实际应用的可靠性。 蒸发冷却空调系统虽然已经在许多工程案例中得到成功应用，但也存在一定的不足，需进一步研究改进。例如，蒸发冷却空调系统采用全新风系统，虽然系统运行可靠，室内空气品质好，但送风总量大，风管系统占用空间大，风管布置困难，使用灵活性差，给施工及安装也带来了一定的难度，风机能耗大也使运行不经济。另外，在蒸发冷却空调系统的设计中，也应注意一些开式系统，避免倒U型水系统设计，否则，系统容易憋气。 6 结束语 总之，在我国能源不断消耗和损失的前提下，做好节能减排工作意义重大。我们应加强蒸发冷却的使用和推广，实现建筑的节能、低碳、健康和经济，并通过分析工程案例中出现的难题，做进一步的改进优化，使蒸发冷却式空调在我国干燥地区成为主流空调方式，减少传统机械制冷空调的使用，为我国的节能减排做出努力。 参考文献： [1]狄育慧.蒸发冷却空调应用的气候适应性区域划分[J].暖通空调，2010（2）. [2]张玉东.蒸发冷却适应性分区进展研究[J].制冷与空调（，2013（1）.
摘要：文章主要总结了目前建筑企业中实施节能的重要性，提出了蒸发冷却空调技术，阐述了蒸发冷却空调系统的特点及舒适性，在此基础上，针对蒸发冷却空调技术的应用优势进行了分析，并结合工程实例加以论述。 关键词：蒸发冷却；空调技术；特点；舒适性 1 引言 目前，节能问题成为了人们首要关注的话题之一。根据不完全统计，我国建筑能耗约占全国总能耗的30%，而空调能耗约占建筑能耗的30%～50%左右，空调节能已成为建筑节能中的重要部分。蒸发冷却空调技术由于是一项充分利用可再生能源的、节能环保技术。所以在我国广东、福建等沿海地区的工业与民用建筑中得到广泛的使用与推广，并收到了良好的社会效益与经济效益。 2 蒸发冷却空调系统的特点 （1）舒适性问题。人体热平衡是人体热舒适的必要条件，当人体达到热平衡状态时，对流换热量占总散热量的25%～30%，辐射换热量占45%～50%，显热占25%～30%，能达到这种适宜的环境是人体热舒适的充分条件。人体舒适性与人体周围的气流速度紧密相关，在他条件不变的情况下，蒸发冷却空调系统的送风量一般较传统机械制冷空调系统的送风量大，室内空气流速也相应变大。 （2）湿度问题。在餐厅、舞厅、会议厅等高密度人流场所中，直接蒸发换热效率太高（E≥90%）会使室内湿度太大，造成人体的不舒适。为避免室内湿度过大，可采用多级蒸发冷却，既降低了送风的空气含湿量，又增强了送风的除湿能力，可有效降低室内相对湿度。 （3）送风量问题。由于蒸发冷却空调的送风温度由当地的干球温度决定，从对西北地区适用蒸发冷却空调的计算来看，理论送风温度绝大多数在16～20℃之间，这样必然使室内空气流速过大，但同时弥补了送风温差较小带来舒适度不高的缺陷。 （4）能效比问题。通常来讲，蒸发冷却空调的能效比是机械制冷空调能效比的2.5～5倍，从技术经济和工程实践角度考虑，应采用二级蒸发冷却空调系统，对室内空气舒适度要求较高的场所，可以采用三级或多级蒸发冷却空调系统。 （5）热回收问题。一般情况下，蒸发冷却空调系统采用全新风直流式，当夏季室外空气焓值大于要求的室内空气焓值时利用排风做二次空气冷却一次空气，在冬季采用排风对新风进行预热，以达到热回收的目的，利于节能。 3 蒸发冷却空调系统的舒适性 影响人体热舒适的因素很多，但比较重要的环境影响因素主要有：空气温度、空气相对湿度、空气风速。 （1）风速的影响。空气运动是影响人体舒适的重要因素，良好的气流组织不仅可以满足人体对舒适环境的要求，而且可以节约能源，提高空调系统运行的经济性。一般情况下，对人体舒适的气流速度应小于0.3m/s，在夏季自然通风房间，由于气温较高，舒适气流速度也应较大。在广州、上海等城市对一般居室在夏季调查结果显示：室内风速在0.3～ 1m/s以内，多数人感到愉快，适当的高风速对人体热舒适并未造成太大影响，反而会让一部分感觉更舒适，因此蒸发式冷却空调的大风量不会对人体热舒适产生较大影响。 （2）温度和湿度对热感觉的影响。室内空气的绝对湿度直接影响人体的蒸发散热，相对湿度影响人们主观的冷热感觉，室内热状况和通风标准通常是把由于湿度过高而对健康可能产生影响的室内相对湿度值作为上限，ASHRAE55 1992规定上限值为60%～80%，一般认为最适宜的相对湿度为50%～ 60%。在多数情况下，即气温在16～25℃时，相对湿度在30%～70%范围内变化，对人体的热感觉影响不大。蒸发式冷却空调可以在干旱地区很好的保证室内湿度的要求，这比常规机械制冷优越很多。 4 蒸发冷却空调系统的优势 根据蒸发冷却空调技术在多项工程实例中的应用均表明，与传统机械制冷空调系统相比，蒸发冷却空调初投资的成本低；机械制冷系统成本约为传统机械制冷的1/2。而且在安装、运行操作、维护保养方面，蒸发冷却空调系统安装快捷，运行操作管理方便，无须专业维护人员，耗资低，运行能耗低。蒸发冷却空调设 备中除了所需风机和水泵动力外，无需输入能量，因此性能系数COP值很高（约为机械制冷的2.5～5倍），通常机械制冷系统的装机功率为50W/m2左右，而蒸发型空调系统为10W/m2左右，节电80%左右。 研究者对广州地区某办公建筑，采用蒸发冷却式空调系统的能耗分析得出，对于办公建筑，采用蒸发冷却空调集成系 统比传统空调系统节电约29.2%，效果显著。 目前，蒸发冷却式空调已在工业领域以各种组合形式（多级蒸发冷却或与机械制冷的有机结合等）应用到工程实例中，例如在一些高发热车间、发电厂机房、联通通信机房、基站、纺织厂、食品厂等公共建筑中的应用，在满足建筑物功能要求的同时，提供了舒适的室内环境，达到了良好的节能效果。在农业领域，利用蒸发冷却式空调对一些温室大棚、家禽动物棚舍等供冷，改变空气流速、温度、湿度、二氧化碳含量等，使其尽量达到动植物生长最适合的生长环境，从而提高温室植物产 量，家禽动物的产蛋率、产奶率、生长率等。蒸发冷却式系统成本低，投资小，若利用机械制冷式系统显然不合适。在交通领域，对汽车大巴、铁路站房等采用蒸发冷却式空调系统，提供全新风供冷，能有效改善在客流高峰期人多、空气品质差的问题。在一些户外作业场所，如岗亭，利用蒸发冷却式空调能够达到局部降温的效果。另外在农村家庭使用蒸发冷却式空调，可利用地下水这种天然冷源，成本低，能耗小，可满足农村 家庭对空气品质的要求。 5 工程实践分析 以某医院为例，建筑面积18900m2，该建筑采用干式风机盘管末端的蒸发冷却空调系统，间接蒸发冷水机和新风机承担空调面积12000m2，冷水与新风共同承担房间显热负荷。 由于均采用冷风作为载冷介质，房间所有的热、湿负荷统一用低温的冷风来处理，这就要求应用蒸发冷却技术的系统必须为全空气系统，风机电耗高，利用干燥空气制冷而节能的优势无法充分显现，且风道占用空间大，使得蒸发冷却技术仅能在体育馆、影剧院等高大空间被采用，从而限制了蒸发冷却技术的应用场合。从载冷介质出发，冷风和冷水相比，输送相同冷量时冷水系统的输配系统电耗约是冷风系统的1/10～1/4。而且，间接蒸发冷却冷水装置实际制备冷水的温度为15～19℃，可用来排除房间的显热。因此，该系统采用以水为载冷剂的间接蒸发冷水机组。 2012年对该医院的房间参数进行实测，系统冷水及送风温度均比较稳定，冷水温度15℃，送风温度在20℃左右。如图2所示，房间温度维持在26℃左右，相对湿度50%～65%，用户对环境的舒适度和空气质量的评价都较高，验证了以室外干燥空气为动力的基于间接蒸发冷却冷水制备技术的空调系统相对于常规系统的优势和其实际应用的可靠性。 蒸发冷却空调系统虽然已经在许多工程案例中得到成功应用，但也存在一定的不足，需进一步研究改进。例如，蒸发冷却空调系统采用全新风系统，虽然系统运行可靠，室内空气品质好，但送风总量大，风管系统占用空间大，风管布置困难，使用灵活性差，给施工及安装也带来了一定的难度，风机能耗大也使运行不经济。另外，在蒸发冷却空调系统的设计中，也应注意一些开式系统，避免倒U型水系统设计，否则，系统容易憋气。 6 结束语 总之，在我国能源不断消耗和损失的前提下，做好节能减排工作意义重大。我们应加强蒸发冷却的使用和推广，实现建筑的节能、低碳、健康和经济，并通过分析工程案例中出现的难题，做进一步的改进优化，使蒸发冷却式空调在我国干燥地区成为主流空调方式，减少传统机械制冷空调的使用，为我国的节能减排做出努力。 参考文献： [1]狄育慧.蒸发冷却空调应用的气候适应性区域划分[J].暖通空调，2010（2）. [2]张玉东.蒸发冷却适应性分区进展研究[J].制冷与空调（，2013（1）.