关于新风机的毕业论文

蒸发冷却空调应用中存在问题及解决设想论文

摘要：

目前,集中式蒸发冷却式空调系统在我国西部地区得到了越来越广泛的应用, 但其缺点即风道大、使用灵活性差，而且不能实现多个房间分别进行调节控制。针对集中式系统的缺点本文提出采用有别于传统风机盘管加新风系统的半集中式蒸发冷却空调系统，并从理论上进行了可行性分析。

关键词：

蒸发冷却 半集中式 空调系统 环保 节能

1. 蒸发冷却技术现状

蒸发冷却过程是以水作为制冷剂的，由于不使用CFCs，因而对大气环境无污染，而且可直接采用全新风，极大地改善了室内空气品质。同通常的机械制冷的原理一样，由制冷剂的蒸发而提供冷量。但是对蒸发冷却来说，是利用水的蒸发取得能量，它不是将蒸发后的水蒸汽再进行压缩、冷凝回到液态水后再进行蒸发。一般可以直接补充水分来维持蒸发过程的进行。

据有关文献对蒸发冷却空调在乌鲁木齐、西安、哈尔滨、北京的应用分析可知：其运行能耗约为常规空调设备的1/5（机械制冷系统装机功率50w/m2左右，蒸发冷却系统装机功率10 w/m2，节电80%）；从初投资方面看，约为常规空调设备的1/2（机械制冷方式造价400元/ m2左右，蒸发冷却系统造价250元/ m2左右，节省投资30~50%），且具有加湿功能；从室内空气品质方面看，蒸发冷却系统由于按100%新风运行，因此明显优于常规空调系统，而且它以水为制冷剂，不使用CFCS，对大气环境无污染。

该技术在八十年代中期传入我国，在我国西部干旱地区（尤其是新疆地区）得到研究和应用，因为我国西北地区昼夜温差大，空气干燥，夏季室外空调计算4湿球温度较低（一般低于22度）；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%）。这些独特的气象条件为蒸发冷却技术提供了天然的应用场所，因为蒸发冷却是一种适宜在干燥地区使用的供冷技术，它利用水分蒸发吸热来降低送风温度，从而降低房间温度。正是由于西部的特殊气候条件使得蒸发冷却空调系统替代常规空调系统成为可能。目前蒸发冷却空调系统在新疆地区的宾馆、办公楼、餐饮、娱乐、体育馆、影剧院等公共与民用建筑以及一些工业建筑中已广泛应用，仅乌鲁木齐绿色使者中央空调有限责任公司在新疆地区完工的工程项目超过70余个[1]。

2. 蒸发冷却空调存在的问题

当前我国西部地区的许多高楼大厦、公共建筑内，仍广泛使用机械制冷空调系统。尽管这些系统提供了舒适的工作生活环境，但和蒸发冷却空调机组相比较其一次性投资巨大、运行费用昂贵、维修与养护复杂，而且会引发“病态建筑综合症”和造成环境污染。尤其是SARS疫情爆发后空调系统的安全性问题更加引起暖通界人士和卫生部的关注。室内空气品质越来越得到关注，而蒸发冷却系统由于按100%新风运行，不使用CFCS，对大气环境无污染，因此明显优于常规空调系统。目前在我国西部地区多采用集中式蒸发冷却系统, 其优点是使用时间长，便于维护，整个系统在需进行空气调节的场所仅有风道敷设而没有水路布置，故其设计简单成本低，因不需在吊顶中设置水管从而彻底消除了凝结水渗漏的问题。另外，该系统多采用全新风，大大改善室内空气品质，同时，在过渡季节采用全新风可节约能耗。

集中式蒸发冷却系统也有一些缺陷：首先，应用单元式直接蒸发冷却空调机会导致室内湿度较高（通过对乌鲁木齐已完工系统现场测试，室内湿度约75%）。其次，由于是采用冷空气对室内进行冷却而空气的比热较小，所以该系统风量较大，结果导致系统风道比一般半集中式空调系统风道占用空间大，导致其使用灵活性差。第三点，考虑到成本问题，目前尚没有物美价廉的末端产品来实现多个房间分别控制调节。但从设计和经济的角度考虑对温湿度控制精度要求不高的舒适性空调仍具有可行性，尤其对大型娱乐场所、餐饮、商场、体育场馆、会议中心、各种活动中心等公共场所具有很大优势。这也是集中式蒸发冷却空调系统在新疆地区近年来应用广泛的一个重要原因[2]。

3. 半集中式蒸发冷却空调系统的提出

由于集中式系统的缺点即风道大、使用灵活性差，而且不能实现多个房间分别进行调节控制。因此在某些场合限制了集中式空调系统的应用。因为传统的半集中式空调系统该系统能单独调节各个房间温度，适合风管不易布置和层高较低的场所,如宾馆客房和写字间等。故针对集中式系统的缺点本文提出了有别于传统风机盘管加新风系统的半集中式蒸发冷却空调系统，并从理论上进行了可行性分析。

半集中式蒸发冷却式空调系统

此系统和传统的风机盘管加新风系统略有不同，传统风机盘管加新风系统所用冷媒是冷水机组提供的冷水，故冷水机组是核心。而半集中式蒸发冷却系统的.核心是蒸发冷却段，是利用水的蒸发取得能量，它不是将蒸发后的水蒸汽再进行压缩、冷凝回到液态水后再进行蒸发,而是直接补充水分来维持蒸发过程的进行，系统中新风由蒸发冷却新风机组处理，根据室外设计参数和负荷特点可选用单级或多级蒸发冷却。具体图示见图3-1。

传统半集中系统 蒸发冷却半集中系统

图3-1 传统系统与蒸发冷却系统的比较

直接蒸发冷却处理过程中，新风被等焓加湿，循环水温近似等于进口空气湿球温度。例如在乌鲁木齐夏季室外空调计算湿球温度约18℃，当空气被直接蒸发冷却处理后，理论上循环水温亦能达到18℃。若使用间接-直接蒸发冷却过程，则新风首先经等湿冷却，然后等焓加湿，这样处理后循环水温可进一步降低达到13～16℃，虽然经上述两种方式处理后的水温均高于冷水机组的冷冻水温7～12℃，但只要加大水量，通入冷却盘管后仍然可以承担部分负荷。故半集中式蒸发冷却系统与传统系统的主要区别是它的所有负荷均由蒸发冷却过程承担，而不需要冷水机组和冷却水系统，其初投入大大降低，一次投资综合造价仅为传统制冷空调方式的40%～80%。

可行性分析

为了探讨半集中式蒸发冷却空调系统在西北地区使用的可行性,以乌鲁木齐气候为例，进行设计方案的探讨和比较。乌鲁木齐室内外状态点及参数见图3-2。

图3-2 室内外状态点

地点：乌鲁木齐夏季

季节：夏季

tgw：室外干球温度 ℃

tsw：室外湿球温度 18℃

tgn：室内设计温度 27℃

相对湿度 60%

大气压力 mbar

传统风机盘管+新风系统

从图3-2中可看出，夏季室外空气的含湿量dw小于室内空气的含湿量dn,即室外空气需要加湿处理，为实现这一目的，在传统的风机盘管加新风系统中一般是在送风机前安装蒸汽加湿系统对被处理空气进行等温加湿。见图3-3。

空气处理过程(W 室外空气状态点，N室内空气状态点，KL新风机温升)

图3-3 传统风机盘管加新风系统空气状态变化图

半集中式蒸发冷却系统[风机盘管+直接蒸发冷却新风机组] [3]

风机盘管+直接蒸发冷却新风机组的半集中式系统，则其空气变化过程如图3-4所示。

图3-4 风机盘管+直接蒸发冷却新风机组

直接蒸发冷却新风机组，直接蒸发冷却效率ηDEC最高可达90%，按ηDEC=90%计算：

（3-1）

注：tws 室外空气湿球温度

使用循环水处理的直接蒸发冷却是一等焓加湿过程，因此可确定L点的状态。循环水温最终被固定在机器露点L接近室外湿球温度。由式（3-1）可知:

tsh=tL=tw-(tw-tws)×90%

=()×90%=℃

注：tsh 直接蒸发冷却循环水水温

将循环水通入风机盘管，由于循环水水温略高于室内空气露点温度℃，所以只能对室内回风进行等湿冷却。

半集中式蒸发冷却系统[风机盘管+（间接+直接）蒸发冷却新风机组]

风机盘管+（间接+直接）蒸发冷却新风机组的半集中式系统，空气变化过程见图3-5。

图3-5 风机盘管+（间接+直接）蒸发冷却新风机组

间接+直接蒸发冷却新风机组。绿色使者中央空调有限公司生产的板翅式间接蒸发冷却器其效率ηIEC最高可达60～75%，如果按ηIEC=60%计算：

（3-2）

注：tws 室外空气湿球温度

间接蒸发冷却是一等湿降温过程，根据式（3-2）可确定P点的状态。

tP=tw-(tw-tws)×60%

=()×60%

=℃

由tp=℃可知其湿球温度tps=℃并且直接蒸发冷却入口温度就是℃。再根据式（3-1） 得： tsh=tL=tp-(tp-tps)×90%

=()×90%

=℃

注：tsh 直接蒸发冷却循环水水温

将循环水通入风机盘管，由于循环水水温低于室内空气露点温度℃，所以可对室内回风进行除湿冷却。

半集中式蒸发冷却系统[风机盘管+（间接1+间接2+直接）蒸发冷却新风机组]

风机盘管+（间接1+间接2+直接）蒸发冷却新风机组，空气变化过程如图3-6所示。

图3-6 间接1+间接2+直接蒸发冷却半集中式系统

采用带有表冷却段（冷却塔供冷的第一级间接蒸发冷却段）的三级蒸发冷却新风机组，其表冷段利用冷却塔的冷却水对新风进行冷却。这种将冷却水通入表冷器的冷却塔供冷方式同间接蒸发冷却一样实现了对空气的等湿降温处理。因此，这种带有冷却塔供冷的间接+直接蒸发冷却机组又被称为三级蒸发冷却机组（两级间接蒸发冷却+直接蒸发冷却）。如利用冷却塔的冷却水，冷却效率可达η冷却塔= 40～50%左右，空气终状态温度≈空气初状态湿球温度w+6～8℃. 按η冷却塔=50%计算有：

（3-3）

首先根据式（3-3）可确定P点的状态。

tP=tw-(tw-tws)×50%

=()×50%

=26℃

则间接蒸发冷却的入口干球温度就是26℃，根据焓湿图可知此时湿球温度tps为℃。根据式（3-2）可确定Q点的状态

tQ=tp-(tP-tPs)×60%

=26-()×60%

=℃

则直接蒸发冷却的入口干球温度就是℃，根据焓湿图可知此时湿球温度tQS为℃。再根据式（3-1）可确定L点的状态

tL=tQ-(tQ-tQS)×90%

=()×90%

=℃

将循环水通入风机盘管，由于循环水水温低于室内空气露点温度℃，所以可对室内回风进行除湿冷却。

4. 结束语

半集中式蒸发冷却系统用水作为制冷剂, 无冷水机组, 其中直接系统和(间接+直接)系统均无冷却水系统, 故它们的初投资均比传统半集中式系统低, 而且运行费用少。

由于半集中式蒸发冷却系统的供水温度较高，故供水量较大。其中直接蒸发冷却段的冷却水量的多少将直接影响到机组的制冷量，而负荷需要的冷却水量较大时又需要考虑补水和补水量等等，这些都需要进一步的探讨。

参考文献

1． 翔，武俊梅等，中国西北地区蒸发冷却技术应用状况的研究，第11届全国暖通空调技术信息网大会论文集 419~423

2． 刘鸣，蒸发冷却空调技术的工程应用问题，西北五省暖通空调制冷热能动力2002联合学术年会 84~87

3． 陈沛霖，蒸发冷却在空调中的应用，西安制冷，1999，1：1~7

新风系统是由送风系统和排风系统组成的一套独立空气处理系统，它分为管道式新风系统和无管道新风系统俩种。管道式新风系统由新风机和管道配件组成，通过新风机净化室外空气导入室内，通过管道将室内空气排出；无管道新风系统由新风机和呼吸宝组成，同样由新风机净化室外空气导入室内，同时由呼吸宝将室内污浊空气排出。相对来说管道式新风系统由于工程量大更适合工业或者大面积办公区使用，而无管道新风系统因为安装方便，更适合家庭使用。优势1）不用开窗也能享受大自然的新鲜空气；2）避免 “空调病”；3）避免室内家具、衣物发霉；4）清除室内装修后长期缓释的有害气体，利于人体健康；5）回收室内温湿度，节省取暖费用；6）有效排除室内各种细菌、病毒；7）超静音；8）降低室内二氧化碳浓度。9）防尘；

建筑空调制冷系统施工中的管理摘要：如何就对随着科技的进步和人民生活水平的提高，人们对生活和生产环境的不断提高的同时，提高制冷系统的性能稳定，笔者就此提出了在施工阶段应注意的一些事项。关键词：空调制冷系统，施工，注意事项，管理要点制冷工程的施工质量好坏对制冷系统调试的成功与否关系极大。施工时支立管，干管甩口不准，支架托架失效，形成倒坡，导致窝风，影响水流循环，从而使水系统内部某些位置水温升高，甚至死水不畅，有时还产生水击声响，造成这些人为的施工缺陷后，调试时费时费力，甚至无法弥补，而改造不仅更麻烦，还会造成新的浪费。其次，在南方热带地区，空调系统的保温工艺问题是许多单位常年来十分头痛的问题，也是影响业主形象的大事。随着科技的进步和人民生活水平的提高，人们对生活和生产环境的要求也不断提高。空调系统作为智能建筑的重要组成部分，是楼宇自动化系统的主要监控对象，也是建筑智能化系统主要的管理内容之一。一、系统设计及其对调试效果的影响制冷工程的设计质量和施工质量对制冷效果影响极大，设计考虑不周，系统型式选择不当，设备部件本身的缺陷以及施工工序和施工质量的差异，施工材质和施工队伍的把关等都会给制冷系统初调和运行管理带来麻烦。制冷系统目前基本上都采用机械循环系统。这种系统的环路，支立管形成闭合的冷水循环管网。设计者应充分认识这一水力系统的特点，进行精心设计，应正确选择管网型式和系统划分，同时还必须把冷水流量按计算负载分到各用户，或各末端设备中去，这一点最为重要。设计时处理得好，系统运行时就容易调试；处理得不好，将成为系统水力平衡的先天性缺陷。与此同时，设计中还必须采取有效措施排除系统内的空气，否则也会造成冷热不均的现象。二、空调制冷系统在结构施工过程中应注意哪些空调专业负责现场施工的技术人员；要同空调专业设计，结构专业设计一起，根据设备生产厂家提供的技术资料，确定各种设备如制冷机组、各种水泵、冷却塔、膨胀水箱以及其他设备的基础处理方案，向工地的土建专业提供设备基础图，冷却塔要提供预埋件布置图，争取设备基础处理和土建结构同步施工。因制冷机组属大型设备，所以要根据土建专业的建筑和结构图纸，结合结构预留的设备吊装孔洞的位置，确定合理的大型没备运输通道的走向。以书面文字形式通知土建专业，在运输通道所经过路段的隔墙暂时不要砌筑。在垂直吊装子L洞上方的结构梁内。预留一个或几个能满足垂直运输大型设备的吊钩(要画图，并提出具体要求)。根据设备生产厂家和专业设计人员提供的资料，计算出大型设备在运输时，包括设备本身及垫木、滚杆需要占用的空间高度、宽度和长度。然后通知工地总包，由总包出面组织各安装专业的协调会。在运输通道内，凡是设备运输时所占用空间高度范围内的所有管道，包括给排水干管、电气专业的电缆桥架，采暖系统的干管，通风专业的各种风管、空调专业的干管以及其他专业的管道，都要做梯形翻弯处理，无压力的排水管道，要适当调整走向。躲开设备运输所占用的高度，所有管路的调整由土建总包确定方案，经过建设单位、工程监理和设计人员认可以后。各专业在管道安装时必须严格执行。需要说明的是管路的翻弯调整必须在施工前期处理好。如果要等到工程后朗，各专业管道通水或穿完电线以后再改动，困难很大。如果前朗不安装。等设备运输完成以后，再安装管道，就等于封堵了运输通道，这一方案也不可取，要考虑到日后设备的更换，设备通道的重复利用。结构施工期间，空调专业施工人员要按照专业施工图纸预留空调管道的楼板洞和过墙洞，一次结构施工完成以后，空调专业开始安装主立管和水平干管；如果条件具备，可分层分段分系统进行打压试水和保温，在立管井和吊顶内安装手动或电控阀门时，要考虑阀门的位置，手动开启的方向。要有一定的安装操作空间，要方便口后的维修和操作。三、项目经理如何重点把握管理工作要点了解设计意图、设计内容、建筑构造特点、设备技术性能、工艺流程及建设方的要求等。首先粗审图纸，搞清分部分项工程的数量和大致内容，诸如：风系统、水系统的工艺布局，建筑工程的形式、层数、楼梯和电梯的位置、数量、平面布局状况以及各层的层高，装修工程中墙、顶、地、门窗、击水排水的基本要求，防水工程情况等。细审图纸，掌握设计要求的尺寸。诸如风管各部断面尺寸及长度，水管管径及长度，制冷主机及制冷机房其他设备的相关尺寸；空调末端设备的规格、数量、安装部位及空调机房、新风机房的平面尺寸与高度等；还应了解各方面的技术要求、消防与电的具体布置及与土建工程的关系等；同时核对各专业图纸中所述相同部位、相同内容的统一性，掌握其是否存在矛盾和误差。结合设计情况、学习相应的标准图集、施工验收规范、质量验评标准和有关技术规定，在此基础上，形成项目经理自己对工程施工的总体印象和施工组织设想。这部分工作是创造性的，其中心是要考虑设计和规范要求是否可以得到施工方面的满足；自有的施工力量、施工队伍和技术、装备水平，是否及如何达到要求；设计要求与施工现实差距较大或施工操作困难的，在满足设计意图和质量要求的前提下，可否做出一向有利于施工组织、加快进度的变更；根据上述各项，施：正中应考虑采取哪些主要的技术、组织、供应、质量和安全措施。综合以上工作，对审查出的问题、不明的疑问及施工的合理化建议做出归纳总结，提交技术部门向业主和设计人员反映，尽量把问题解决在开工之前，为工程的施工组织提供尽可能准确、完整的依据。四、多于施工班组及相关人员交底及管理原则项目经理向施工班组及相关人员进行施工组织设计、计划和技术交底，目的是把拟建工程的设计内容、施工计划、进度、技术与质量标准、安全和消防要求等事项详尽地向施工人员说明，以保证严格地按照设计图纸、施工组织设计、安全操作规程和施工验收规范顺利进行施工。交底的主要内容有：计划交底，技术质量交底，定额交底，安全生产交底和各项管理制度交底。技术交底是指工程开工前，由各级技术负责人将有关工程施工的各项技术要求逐级向下贯彻，直到基层。其目的是使参与施工任务的技术人员和工人明确所担负工程任务的特点、技术要求、施工工艺等，做到心中有数，保证施工顺利进行。因此，技术交底是施工技术准备的必要环节。技术交底的注意事项：技术交底必须在该交底对应项目施工前进行，并应为施工留出足够的准备时间。技术交底不得后补；技术交底应以书面形式进行，并辅以口头讲解。交底人和被交底人应履行交接签字手续。技术交底及时归档；技术交底应根据施工过程的变化，及时补充新内容。施工方案、方法改变时也要及时进行重新交底；分包单位应负责其分包范围内技术交底资料的收集整理，并应在规定时间内向总包单位移交。总包单位负责对各分包单位技术交底工作进行监督检查。总结：在施工管理中要加强对施工单位的严格科学监理，认真控制每一工序，努力减少或消除施工缺陷。参考文献：[1]陈天豪.探讨空调制冷系统安装施工技术[J].城市建设与商业网站,2009,(27)[2]邵宗义.空调系统设计与施工解析[J].中国建设信息供热制冷，2008（04）[3]陈金鹏.空调制冷系统的施工及注意事项[J].制冷空调与电力机械，2009（03）[4]王淑敏.空调制冷系统设计与施工[J].暖通空调，2006（05）[5]周成愚.空调系统设计和施工中的几个问题[J].空调制冷系统设计与施工，2003（05）