蒸发冷却空调系统和设备的应用措施及发展趋势

杨昌春，杨清宇

（1.云南师范大学，昆明 650500；2.保山建投昌源建设工程有限公司，昆明 650500）

1 引言

随着社会经济和科技的迅速发展，人们生活水平提高，对所处环境的舒适性提出了更高的要求，空调成为了人们生产和生活的必需品。此外，农业和工业的发展水平也在不断推进，工农业的设施环境也亟待空调来提供更好的工艺水平，但是空调的能耗占比较大，在大力提倡节能减排的今天，空调的节能意义重大。蒸发冷却技术作为一种健康、节能、经济、环保的空调技术，在我国实施的节能减排中起着重要的作用[1]。目前，对于蒸发冷却空调来说，由于自身因素的影响，使冷却空调的系统和设备建造难度较大。蒸发冷却空调利用新能源，不仅能够更好地调节温度和舒适度，而且节能环保。蒸发冷却空调系统和设备需要良好的搭配，才能得到理想的效果[2]。因此，本文以蒸发冷却空调作为研究对象，分析了当前蒸发冷却空调的研究现状以及类型，并且从三个方面分析了蒸发冷却空调系统和设备的研发对策，力求进一步完善蒸发冷却空调系统。

2 蒸发冷却空调研发概述

20世纪70年代，美国等国家将蒸发冷却技术应用于空调，蒸发冷却技术开始受到人们的重视。有关直接蒸发冷却和间接蒸发冷却的产品，也慢慢实现了商业化。目前，国外研究的热点主要是间接蒸发冷却器研发以及传热传质，和一些新型蒸发冷却空气处理机组的开发。在我国，早在20世纪60年代，将蒸发冷却技术应用于空调的研究已引起国内学者的关注。20世纪80至90年代，开展了蒸发冷却空调技术的研究。各高校主要从蒸发冷却空调技术传递过程的理论分析、热湿交换计算、填料的性能以及在空调机组、风冷热泵中的应用进行了研究和实验，对蒸发冷却空调技术与晚间通风、机械制冷联用使用进行了研究，并开发出了直接蒸发冷却局部空调器。

3 蒸发冷却空调系统的分类分析

按照空调处理设备的集中度和承担的室内负荷所利用的介质对蒸发冷却空调系统进行分类。根据空调的处理设备集中度分为三种，分别是半集中式蒸发冷却空调系统、分散式蒸发冷却空调系统以及集中式蒸发冷却空调系统。根据承担室内热湿的负荷所利用的介质可分为全水式蒸发冷却空调系统、空气-水式蒸发冷却空调系统以及全空气式蒸发冷却空调系统。

集中式的蒸发冷却空调系统指对空气进行处理，对蒸发冷却空调系统进行输送、分配和处理。全空气式的蒸发冷却空调系统指的是空调房间当中的热湿负荷，都是通过集中设备进行处理之后的空气担负的蒸发冷却空调系统。半集中式的蒸发冷却空调系统是通过冷水系统以及新风系统来处理空气，并且对空气进行分配和输送的蒸发冷却空调系统。空气-水式的蒸发冷却空调系统是空调房间当中热湿负荷，通过处理完成的空气以及水来担负的蒸发冷却空调系统。全水式的蒸发冷却空调系统是空调房间当中的热湿负荷都是通过集中设备处理后的水来承担的蒸发冷却空调系统。

4 蒸发冷却空调系统以及设备应用措施

4.1 优化蒸发冷却空调内部系统

一个系统在研发过程中，需看得长远，开始的一个小问题可能会导致工程的失败。因此，蒸发冷却空调方面的研发，要在强化系统内部方面进行不断提高。第一，蒸发冷却空调系统需要强化融入信息技术的力度，进而保证更好地体现所有的功能。根据图表化以及数字化模式来实现，能够在运用和调试过程中，得到更为直观的信息，进而较好地改善和解决相关问题。第二，在调试系统时，需强化体验人员的了解以及反馈，加强不同人群在设置功能方面的针对性，尽可能地发挥空调的作用。

4.2 不断提升设备的性能

对蒸发冷却空调来说，设备是蒸发冷却空调当中的重要组成部分，是其功能展现的途径。当设备性能较低时，就会为今后工作带来较大的负面作用，同时在后期工作的时候，埋下较大隐患。比如：在选用蒸发冷却空调设备方面，要在散热性能方面争取得到比较好的效果。当堆积了较多热量并且不能消散的状况下，设备容易烧毁，进而造成系统出现瘫痪，这时出现的问题和损失就不能及时解决和改善。

4.3 有效地对半集中式蒸发冷却空调系统进行应用

应用蒸发冷却空调系统无论是设备方面还是系统方面都需进行有效的搭配，一些细节上的失误可产生较严重的后果。为了在未来工作中取到比较好的效果，需充分地应用半集中式的空调系统。集中式系统存在风道大、灵活性不足的缺点，并且不能对多对地区进行分别的调节和控制，而应用半集中式的蒸发冷却系统可对各个地区的温度进行独立调节，并且能够更好地应用在层次低以及风管难布置的场所，如写字间以及宾馆的客房。与传统系统不一样，半集中式的蒸发冷却系统核心为蒸发冷却段，在此系统中，新风通过蒸发冷却新风机组来进行处理，而传统的系统利用的是新风系统和风机盘管，它的冷媒是冷水机组的冷水，核心部件是冷水机组。

5 蒸发冷却空调系统的未来发展趋势

5.1 技术的推广与应用

从蒸发冷却空调设备来看，蒸发冷却空气处理机组和冷水机组的应用相对较少，并且还在推广应用的阶段。从蒸发冷却空调设备应用方面看，蒸发冷却空气处理机组和蒸发冷却冷水机组的研发和推广应用是今后的发展方向。从蒸发冷却空调设备采用的技术上说，露点间接蒸发冷却器的研发、循环水的水质净化处理是今后的研究方向。

5.2 技术的突破

5.2.1 技术的结合

目前，蒸发式冷气机利用直接蒸发冷却技术已经发展的很成熟，在外观和结构上可以适应特定的应用场所，但送风温度一直高于被处理空气的湿球温度，其今后的发展将会结合间接蒸发冷却技术。复合间接蒸发冷却器在送风温度上低于被处理空气的湿球温度，并且结构紧凑、尺寸小。蒸发冷却空气处理机组的送风温度可达到被处理空气的湿球温度和露点温度，但除湿的问题得不到解决，今后的发展会结合机械制冷技术、溶液除湿技术等使机组具有除湿的功能。蒸发冷却冷水机组，目前可得到室外空气湿球温度和露点温度之间的高温冷水，但是性能仍受室外空气的影响，今后的发展方向是采取有效措施尽可能使机组的出水温度稳定，比如与机械制冷技术结合等。

5.2.2 系统智能化

为了对蒸发冷却空调的系统和设备进行更好的研究，建议在今后的工作当中，增加智能化、自动化的理念，如自动化的蒸发冷却空调，能够在系统运作的过程中自动操作，自动根据不同环境和外部条件进行检测、分析。系统智能化落实能够大幅度提升蒸发冷却空调的综合效用，对于未来工作的科学部署而言，能够产生良好的推动作用。

6 结语

在过去的十几年，蒸发冷却空调技术作为一种节能空调技术，受到了较高的重视，不断得到国内学者、企业以及用户的认可，因此，得到了快速的发展，并不断得到创新、研发和推广应用。目前，要想在蒸发冷却空调方面取得较好的成果，还需重视蒸发冷却空调系统以及设备方面，强化实时的监控研究，详细地了解系统以及设备的运作状况，然后进行阶段性的优化，最终带来更大的价值。对于未来工作中出现的问题，需要研究人员加强各种创新计划书以及设备的测试力度，进而在获取有关技术指标方面得到更高的成绩。