冷却通风降温系统的适用性研究

杨亮

摘要：冷却降温通风技术以其多种优点受到人们越来越多的关注。在我国.对冷却通风降温系统的适用性研究起步较晚，虽然蒸发冷却系统与制冷空调系统实现了有效的联用，但是在其理论、实验及应用等方面还存在着缺陷和不足，对蒸发冷却的能耗分析没有做过详细的计算机模拟分析。本文分析了通风降温的设计方式，阐述了提高冷却通风降温系统适用性的具体措施以及通风降温系统适用性的评价策略。

关键词：冷却通风降温系统；适应性；能耗

新世纪，可持续发展已成为世界发展的方向。对暖通空调业来说，冷却通风降温系统需要以最少的能耗创造健康和舒适的室内环境，才能真正达到与资源和环境的协调接轨。经过多年的开发和推广，冷却通风降温技术可以与其它制冷方式相结合去面对环保、节能、经济的挑战。应用直接蒸发冷却通风降温系统能有效减少冷却通风降温系统使用率和维护工作量，也可以延长冷却通风降温系统的使用寿命。

对于大功率短波发射机房来说，有效散热通风是保障其良好运行的重要条件之一。但一直以来，由于冷却通风降温系统都是借鉴民用建筑的通风设计经验，影响冷却通风降温系统的温度设定和空调送风口回风口的布置位置设定。由于发射机运行时的发热量基本是恒定不变的，它会随着散热量的逐渐增大导致室内温度过高，导致其性能降低。要求通风系统通过科学的布置送回风口，来不断能够满足散热通风的需要。目前伴随着计算机技术、数值计算技术的发展，根据虚拟的模拟流体流动，能对流体的温度场、速度场、浓度场等各种流场进行科学的分析和预测。

一、冷却通风降温系统的适应性研究技术

1 冷却器的优化设计

冷却器是冷却降温通风系统当中的核心设备，其性能好坏直接关系冷却技术的应用效果。利用优化方法对间接蒸发冷却器进行计算机辅助设计，从而有效缩短了设计周期，避免设计的盲目性及不确定性。在计算的过程中，选择部分地区的实际建筑，计算了该建筑二个月的逐时负荷，并对不同制冷却空调系统和风冷机组空调系统的能耗进行分析比较，从而通过这些测试得出不同况复合式制冷空调系统的运行特性。

2 适应性的检测技术

2.1 CFD技术

CFD技术具有模拟操作简单、耗资少、计算速度快等优点，已被广泛应用于暖通空调工程领域，可方便有效地进行建筑内环境的设计和优化分析。CFD软件需要具备一定的现场实测经验。湍流的模拟方法是一种高度复杂的三维非稳态、带旋转的不规则流动，当前湍流流动的模拟分为直接数值模拟方法与非直接数值模拟方法。气流组织设计可以模拟建筑室内不同气流组织形式，得到满意的热湿条件和空调效果，以此达到节能降耗的目的。

2.2 大尺度旋涡法

大尺度旋涡法模拟CPU速度的要求仍比较高，也称为雷诺应力。雷诺应力主要通过这些假定的表达式或湍流模型，把湍流的脉动值与其对应的实验观测结果进行比较，并在模拟的过程中忽略了对流和扩散的影响。

2.3 区域模型法

区域模型之间存在着热质交换，通过建立质量守恒、能量守恒方程来研究室内的温度分布及其流动情况。该方法只要是通过搭建实验模型，把房间划分为很小的控制体，在计算机上结合给定的边界条件数值将离散区域上的离散值认为是整个室内空气的分布状况，从而获得室内速度、温度、湿度、浓度等参数的详细分布情况。

二、提高冷却通风降温系统适用性的具体措施

1 引入自动控制技术

无论采用什么方式进行通风，都是把室内的污浊空气排到室外去，同时也把室外的新鲜空气送入室内。自动控制技术是直接将室外空气直接蒸发冷却到机器露点，这种方式有效避免了空调病的发生。在环保方面，自动控制的冷却通风降温系统直接将待处理的空气接触冷凝器的，这时空气将会因不断地把自身的显热传递给水而得以降温，此刻水与空气之间的热湿交换来避免了环境的破坏，有利于消除工业余热场所中存在的问题和局限性。自动控制技术的广泛使用使得被动式建筑设计逐渐成为业界关注的重点问题。该项技术可以合理科学的调整空调系统的工况，当确实不能够满足机械通风的风量时，可以采用带冷却盘管的空气处理机组和循环风处理机组联合运行的方式，来减少通风机的风量或通风机间断运行，从而减少风机的电耗。

2 自动控制技术

自动控制技术将应用到变电站的空调系统能优化冷却系统的常规运行方式，控制模块可对站内空调及排风机实现节能降耗。

三、通风冷却技术应用的适用性评价策略

在室外相对湿度较高的情形下需要对湿度控制要求进行权衡，因通风的热压和风压驱动力大小受到气候因 素的影响，所以在冷却通风设计阶段需要进行合理的 通风组织。在夏季气候条件下，室外受到围护结构热阻和热容的作用而产生波幅的衰减，不同的构造做法使得围护结构对热流波的影响也很大。

由于不同设备对温度的耐受度存在着较大的差异，目前我国大部分地区户外温度绝大部分时间低于室内控制温度。所以，通过通风冷却技术有着广泛的适用性，利用通风冷却技术就是在原基站的基础上改装过滤网、通风控制系统、防盗网以及含尘量监测传感器等等设备，其投资费用比较小。

总之，通风冷却系统具有节能减排功效，其在中等湿度地区、高湿度地区得到了广泛运用，而且在冷却设备运行后室内湿度可以控制在45%以下，符合人体舒适性要求。同时，冷却通风降温系统在大空间工业厂房、高温车间等产生工艺余热的场所有着广阔的应用前景。

参考文献：

[1]檀志恒，强天伟，沈恒根.蒸发冷却空调在工业厂房的应用研究[J].制冷与空调，2006，20（2）

[2]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黄翔.国内外蒸发冷却空调技术研究进展（1）[J].暖通空调，2007，37（2）

[3]强天伟，黄翔，武俊梅.蒸发冷却通风降温设备在东莞工业厂房中的应用研究？低品位能源高效利用[C].全国通风技术交流大会.2007（13）

[4]汤文华.直接蒸发冷却空调设计与应用案例[J].制冷空调与电力机械，2009，30（5）

[5]汪超.蒸发式冷气机标准的研究[D].西安：西安工程大学，2010，（34）