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浅谈全空气蒸发冷却通风空调系统设计与运行

郝航
  
安家(建筑与工程)
2020年7期

摘要:简要叙述全空气蒸发冷却通风空调技术在设计与运行方面的一些注意事项,主要针对气流组织、设计注意事项、运行注意事项方面进行叙述。为蒸发冷却通风空调系统更好设计与应用给出一部分建议。

关键词:蒸发冷却;空调机组;节能中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:(2020)-07-195

0 引言

全空气蒸发冷却通风空调系统,由蒸发冷却设备来承担进行集中空气处理的系统形式,相比传统的全空气蒸发冷却空调系统具有经济、环保、高效、舒适的特点。该系统送风多采用全新风直流式,源源不断的为室内提供新风,设备多采用直接蒸发冷却器和间接蒸发冷却器进行空气处理[1-3]。

目前全空气蒸发冷却通风空调系统多应用于影剧院、体育馆、百货商场、机场、变频机房等人员较多的大空间建筑中采用,在我国干燥地区、中等湿度地区及高湿度地区均有广泛的应用案例,实际应用效果较为满意[4-6]。

1 气流组织

1.1 系统送风形式选择

蒸发冷却空调系统的送风温度较传统空调系统较高,且采用100%全新风,因此送风量往往较大,采用下送风或者置换通风较为理想的送风方式,要有良好的排风系统,应综合考虑空调系统的送排风风量平衡问题,不得使室内正压过大,造成新风无法正常送入。当使用回风时宜的考虑空调系统的风量平衡问题,回风量不得高于送风量,回风作为二次空气时二次风量与一次风量比不得大于1:1。间接蒸发冷却段的二次空气排风一定要顺畅,切记不得与二次空气进风或者一次空气进风形成循环,不然将导致整个空调机组起不到制冷效果。对于空调机组放置在机房时,必须将二次排风接至室外排走且不应与新风进风形成短路造成新风进风不畅,二次空气不可直接排至机房。二次排风口应设置防雨防水设备,同时设置风阀不使用时可连锁关闭,漏风量不大于0.5%。

1.2 间接蒸发冷却段二次空气来源

在全空气蒸发冷却通风空调系统中,间接蒸发冷却段扮演的重要的角色,常常可采用由三种来源:1)采用室外新风作为间接蒸发冷却段二次空气,2)采用室内回风作为间接蒸发冷却段二次空气,3)采用处理后一次空气作为间接蒸发冷却段二次空气。

2 设计注意事项

2.1 全空气系统回风使用判定条件

夏季,当室内回风温度低于室外空气温度时,可适当采用室内回风预冷新风。

2.2 不同来源二次空气使用判定条件

2.2.1 采用室外新风作为间接蒸发冷却段二次空气

当室外空气的湿球温度低于室内空气的湿球温度时二次流道采用室外新风冷却效率高。

2.2.2 采用室内回风作为间接蒸发冷却段二次空气

当室内回风的湿球温度低于室外空气的湿球温度时则采用室内回风作为二次空气更加有利于提高间接段的冷却效率。理论上根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012规定的供冷工况Ⅰ级室内设计参数范围(标准大气压)回风的湿球温度在15.4~20.3℃,所以当室外空气的湿球温度高于20.3℃时宜采用室内回风作为二次空气[7]。

2.2.3 采用间接段处理后一次空气作为间接蒸发冷却段二次空气

当室外空气湿球温度较高时,间接蒸发冷却段处理能力下降,可选用间接蒸发冷却段处理后一次空气作为间接蒸发冷却段二次空气进风。通过此种应用方式的多级间接蒸发冷却段处理,可达到露点间接蒸发冷却器处理效果。

2.3 间接蒸发冷却段风量比设计选取注意事项

根据多年的测试分析,测试效果表明,建筑物所处地区的不同,所选地区气候条件也不同。因此,在设计中,不同地区蒸发冷却全空气系统中间接蒸发冷却段所选取的二次空气与一次空气风量比也不同。设计中选择间接蒸发冷却换热器二次空气与一次空气风量比值范围通常在0.5~1.5之间,通过实际工程测试总结目前应用较为广泛的管式间接蒸发冷却段发现,其二次/一次空气风量比在干燥地区建议值为0.5~0.8,中等湿度地区建议值为0.8~1.0,迎面风速一般不大于3.0m/s。其他形式的间接蒸发冷却换热器二次空气与一次空气风量比值一般为1:1,最小不得小于0.7,迎面风速不应大于2.6m/s。

2.4蒸发冷却段效率设计选取注意事项

全空气蒸发冷却通风空调系统中核心设备蒸发冷却通风空调机组,其主要采用两类形式蒸发冷却段,直接蒸发冷却段与间接蒸发冷却段。因此,全空气蒸发冷却通风空调系统设计中,考虑两类蒸发冷却段的效率影响因素,是能够发挥蒸发冷却通风空调设备能力的关键。

3 运行注意事项

3.1冬季系统运行注意事项

蒸发冷却空调机组一般应用于西部干燥地区夏季使用,冬季有专门的采暖设备。但在应用地区冬季未采取有效采暖设施时,蒸发冷却空调机组也需要具备冬季的采暖功能。

预热器再热器的选型与传统空调系统一致。

3.1.1 预热、再热段的设计条件

对于全年使用的蒸发冷却空调机组,在间接段前应设置预热器,填料段后应设置再热器,并留有旁通风道以便夏季使用减少机组阻力。

3.1.2 冬夏季风量变化调节

对于干燥地区由于冬夏季空调系统的新风量相差很大,夏季往往利用全新风,而冬季则需要大量使用回风,所以在加工制作机组时就应考虑设置两个新风进风口,其中一个专用于冬季使用并配比相应的过滤器预热器,间接换热器后面设置回风口。

3.1.3 冬季二次风的使用

可用间接蒸发冷却段作为冬季的热回收装置,当室外新风温度低于室内回风的露点温度时二次风道会产生结露的问题,需要预热新风避免结露。

3.1.4 冬季湿度控制

冬季环境中,有一些地区由于空气湿度较小,空调只能达到新风的预热功能,室内较为干燥,容易造成静电、闷热等不适情况,此时,可适当选择设置直接蒸发冷却器作为空气加湿器使用,调节室内湿度,保证室内舒适性。

3.2其他注意事项

3.2.1 防止病菌

虽然有报道蒸发冷却不会携带军团菌,但是细菌可能通过空气和补充水进入蒸发冷却器的水系统中,不受控制的有机物生产科导致介质形成污垢腐烂以及产生难闻的气味。系统水箱中可放置缓慢溶解的固体颗粒物来抑制有机物的生长,泄水装置利用电子式电导仪持续监测循环水,水的电导率超过设定值时,电磁阀泄掉系统中的水,间接地补充新水,直到电导率回到可以接受的范围。可以通过手动或自动添加化学药剂来防止溶解的矿物质结垢以及细菌的产生。

3.2.2 遮阳

蒸发冷却设备的效率与室外气象参数密切相关,因此进风口处必须设置遮阳设施避免阳光直射。

3.2.3 检修

蒸发冷却空调设备与相比常规空调系统相比,维护管理周期短,应设置必要的维修通道和检修空间便于维护清理。

4 结语

结合实际应用工程项目,对于全空气蒸发冷却通风空调系统,在设计过程和运行维护过程中存在的一些问题进行了简要的说明。在我国节能减排的大政方针下,应大力推广蒸发冷却通风空调技术,更有利的为我国的技能减排事业做贡献。

参考文献

[1] 黄翔.蒸发冷却空调理论与应用[M].北京:中国建筑工业出版社,2010.

[2] 黄翔.空调工程[M].北京:机械工业出版社,2008.

[3] 陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].第2版.北京:中国建筑工业出版社,2008.

[4] 约翰·瓦特(John R. Watt, P.E),威尔·布朗(Will K. Brown, P.E)(美).蒸发冷却空调技术手册[M].黄翔,武俊梅,译.北京:机械工业出版社,2008.

[5] 中国建筑科学研究院等.公共建筑节能设计标准GB50189-2005,2005.

[6] 黄翔,周敏等.蒸发冷却通风空调系统设计与安装14K515[K].中国:2015.

[7] 中国建筑科学研究院等.民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50736-2012.

[8] 中国气象局信息中心气象资料室,清华大学建筑技术科学系.中国建筑热环境分析专用气象数据集[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.

(陕西地建房地产开发集团有限责任公司 陕西 西安 710075)

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