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时间:2018-08-06
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1、直接蒸发冷却空调在我国非干燥地区应用分析-----大空间厂房、高温车间的通风降温应用强天伟1,沈恒根1,冯健民2,,梁仁健2(1.东华大学环境科学与工程学院,上海,200051;2.东莞科达机电设备有限公司,东莞,523000)摘要:本文介绍了蒸发冷却空调在非干燥地区的应用分析。以在东莞市为例,直接蒸发冷却空调被用于大空间厂房、高温车间的通风和降温,虽然处理后的空气湿度高达80%。作者讨论了空气湿度对温差的影响,并分析了蒸发冷却空调的通风降温效果。关键词:直接蒸发冷却(DEC,directevaporativ
2、ecooling),间接蒸发冷却过程(IEC,indirectevaporativecooling),非干燥地区,通风降温1.前言我国幅员辽阔,气候多样.西北大部分地区及华北的内蒙、西南云贵分地区,西藏部分地区甚至黑龙江省少数地区都处在干旱、半干旱地区.这些干旱、半干旱地区的气象条件有其显著的特点,即气候干燥,夏季室外空调计算湿球温度较低(一般低于22℃);昼夜温差大,每日早晚与中午气温(干球温度)相差较大;冬季室外干球温度较低,多为干冷气候(若只对室内供热,室内空气相对湿度一般低于20%);室外风沙较大,空
3、气中灰尘多。这些独特的地理条件推荐采用等焓降温加湿的空气处理方案,而这正是蒸发冷却空调器中发生的过程,蒸发冷却正是利用自然条件中空气的干、湿球温差来取得冷量的,室外空气愈干燥,温度愈高(这种场合的干湿球温差很大),其降温效果也愈好,在亚洲尤其是中国的中西部干燥和比较千燥的地域很宽广,说明可以应用蒸发冷却供冷的潜力很大。东部地域气候比较潮湿,虽然应用有些局限;但是在通风降温或者空调工程中,作为新风预冷的措施也是可以考虑的。[1]2.蒸发冷却在我国各区域的适用性分析2.1气象分区以室内状态参数tn为基准点,将室外
4、空气状态参数在焓湿图上划分为四个区域,见图1,从焓湿图的划分中,可以明显地得到各区的特点:Ⅰ区空气湿球湿度和含湿量都低于室内设计值,因此,此区域内可以使用DEC或IEC+DEC。详见图2,图3。Ⅱ区空气的湿球温度高于室内设计值,但是含湿量低于室内设计值,这表明可以使用DEC+IEC技术。图1四区模型Ⅲ区其湿球温度低于室内设计值,含湿量高于室内设计值,只可以采用DEC技术,对于有减湿要求的空调工程而言,蒸发冷却不适用。Ⅳ区其湿球温度和含湿量两者均高于室内设计值,蒸发冷却技术不适用,但可以考虑将空气进行去湿干燥后
5、再采用相应的蒸发冷却技术。其空气处理过程详见图4。2.2我国城市四区的归类[2]对我国百余城市室外气象参数进行分析,根据当地大气压的焓湿图确定城市所在区域。Ⅰ区城市:内蒙古锡林浩特;新疆喀什、乌鲁木齐、克拉玛依、哈密、塔城、;青海西宁、格尔木;甘肃山丹;四川甘孜;黑龙江海拉尔、博克图;西藏拉萨、日喀则。6图3间接+直接蒸发冷却过程(IEC+DEC)图2直接蒸发冷却过程(DEC)图2、3中W为室外的空气状态点,N为室内的空气状态点,O为送风状态点,ε为热湿比,hw为室外空气状态点W对应的焓,tsw为室外空气状态
6、W对应的湿球温度,W’为经过间接蒸发冷却处理后的空气状态点,tsw’为空气状态W’对应的湿球温度,hw’为空气状态点W’对应的焓。Ⅱ区城市:内蒙古的呼和浩特;陕西的榆林、延安;宁夏的银川、盐池;甘肃的敦煌、酒泉、兰州、平凉、天水;新疆的伊宁、库尔勒、石河子。Ⅳ区城市:黑龙江的嫩江、海伦、齐齐哈尔、哈尔滨、牡丹江,吉林省,辽宁省,河北省,山西省,陕西省(除榆林),山东省,江苏省,安徽省,浙江省,江西省,福建省,河南省,湖北省,湖南省,广西,广东,四川(除甘孜),贵州,云南。通常认为此区即是我国非干燥地区。图4除
7、湿+间接+直接蒸发冷却过程注:以上所选的区域城市均为《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJ19-87)中的室外气象参数。图4显示了将空气进行去湿干燥后再采用相应的蒸发冷却技术中W为室外的空气状态点,N为室内的空气状态点,O为送风状态点,ε为热湿比,W’为经除湿处理后的空气状态点,W”为经间接蒸发冷却处理后的空气状态点,tsw”为空气状态W”对应的湿球温度,hw”为空气状态点W”对应的焓。3.直接蒸发冷却空调结构图5直接蒸发冷却空调机单元式直接蒸发冷却空调机通常是由填料、风机、水泵、集水箱及供水系统组成。它被制
8、成一个完整的单元,填料带有金属外框,可以方便的取出检修和清理。集水箱可从机组下部灵活的取出,以便清理积垢。风机一般采用前向叶型离心式风机,电机采用防水型全封闭或半封闭式电机。这些单元式空调机通常安装于室外或屋顶,室外全新风经过空调机冷却后由风道送入室内。见图5[3]。这种类型蒸发冷却器6的填料是多孔渗水填料,水从填料上部向上喷到一个更上方的半圆形管子内壁(呈拱形),通过半圆形管子内壁水流被均匀的洒到
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