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岗亭用蒸发冷却空调的开发及应用研究

详细介绍

  随着全球变暖和“城市热岛效应”问题的日益加重,近几年全国大部分地区的平均气温均达到了35 ℃,部分地区的温度甚至达到40 ℃以上。有资料显示,全球变暖会将进一步加强,然而中国未来气候变暖幅度明显更大,就整体而言,中国区域平均地表气温将上升 2.7~2.9 ℃[1],对于户外工作者而言,伴随高温天气而来的是对人们身体健康甚至是生命安全的威胁,这给我国所提倡以人为本的可持续发展理念相驳,因此,不管是从户外工作者个人,还是整个社会发展而言,户外工作者的降温问题亟待解决。

  随着“十三五”计划的推进,我国制冷空调行业在此期间以及未来要朝着节能、环保、安全的制冷方向发展[2],蒸发冷却就是符合其发展方向的一种制冷空调技术,它不使用压缩机,仅有舒配系统耗能,且用水作为制冷剂,因此蒸发冷却空调是一种环保且经济的冷却方式;它还具有较低的冷却设备成本,能大幅度降低用电量和用电高峰期对电能的要求,且投资、运维费用的节省程度都是传统的机械制冷无法比拟的[3]。蒸发冷却技术可广泛应用于居住建筑和公共建筑中的舒适性冷却中并可在传统的工业领域提高工人的舒适性[4]。目前,蒸发冷却设备在户外已经有了实际应用。

  重庆岗亭厂家对于保障我们出行与安全的交警会长时间地在户外工作,他们急需一种适用于夏季户外的降温空调产品。我校与澳蓝实业有限公司联合开发了国内首台岗亭用蒸发冷却空调,旨在为执勤交警在炎炎夏日营造一个相对舒适的工作环境。本文对国内实际应用的岗亭用蒸发冷却空调样机的开发及测试做简要介绍,并对改进前后的岗亭用蒸发冷却空调做了对比分析。

  2 岗亭用蒸发冷却空调的开发

  2.1 岗亭用蒸发冷却空调冷却方式的选择

  目前直接蒸发冷却形式分为高压微雾式和滴水填料式2种。笔者在如图1所示的岗亭上进行试验了高压微雾式与滴水填料式的降温效果,测试结果如表1所示。交警站台是由2个大小不一的六面柱组成。下面的大柱体的边长为1.5 m,小的柱体边长为1.2 m,从站台底面到顶棚低处的高为2.55 m。

  经过试验对比研究2种直接蒸发冷却的降温效果,从表1中可以看出,采用高压微雾式能达到温降幅度为2.3 ℃,而采用滴水填料式能达到的温降幅度为11.2 ℃。一方面采用滴水填料式的冷却方式的降温效果明显好于采用高压微雾式所能达到的降温效果;另一方面由于采用高压微雾式的直接蒸发冷却相较于滴水填料式的直接蒸发冷却更易受横向气流的影响,加之由于高压微雾的喷嘴需要较好的雾化特性才能有利于空气与水的热湿交换[5],且喷嘴长期暴露在户外环境中容易被堵塞等问题。因此,终选取滴水填料式作为岗亭用蒸发冷却空调的冷却方式。

  2.2 岗亭用蒸发冷却空调的原理

  岗亭用蒸发冷却空调采用的是滴水填料式的直接蒸发冷却,利用喷淋水(循环水)的喷淋雾化或淋水填料层直接与待处理的室外空气接触,由于喷淋水的温度一般都低于待处理空气(即新风)的温度,空气不断将自身显热传递给水而得以降温;与此同时,部分喷淋水(循环水)也会不断吸收空气中的热量而蒸发,蒸发后的水蒸汽随后被带入室内,于是新风即得以降温,又实现了加湿,所以这种利用空气的显热换得潜热的处理过程,既可称为空气的直接蒸发冷却,又可称为空气的绝热加湿。待处理空气通过直接蒸发冷却所实现的空气处理过程为加湿降温过程,其温度是空气的湿球温度。

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