冷卻通風降溫系統(tǒng)的適用性研究

楊亮

摘要：冷卻降溫通風技術以其多種優(yōu)點受到人們越來越多的關注。在我國.對冷卻通風降溫系統(tǒng)的適用性研究起步較晚，雖然蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)與制冷空調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)了有效的聯(lián)用，但是在其理論、實驗及應用等方面還存在著缺陷和不足，對蒸發(fā)冷卻的能耗分析沒有做過詳細的計算機模擬分析。本文分析了通風降溫的設計方式，闡述了提高冷卻通風降溫系統(tǒng)適用性的具體措施以及通風降溫系統(tǒng)適用性的評價策略。

關鍵詞：冷卻通風降溫系統(tǒng)；適應性；能耗

新世紀，可持續(xù)發(fā)展已成為世界發(fā)展的方向。對暖通空調(diào)業(yè)來說，冷卻通風降溫系統(tǒng)需要以最少的能耗創(chuàng)造健康和舒適的室內(nèi)環(huán)境，才能真正達到與資源和環(huán)境的協(xié)調(diào)接軌。經(jīng)過多年的開發(fā)和推廣，冷卻通風降溫技術可以與其它制冷方式相結合去面對環(huán)保、節(jié)能、經(jīng)濟的挑戰(zhàn)。應用直接蒸發(fā)冷卻通風降溫系統(tǒng)能有效減少冷卻通風降溫系統(tǒng)使用率和維護工作量，也可以延長冷卻通風降溫系統(tǒng)的使用壽命。

對于大功率短波發(fā)射機房來說，有效散熱通風是保障其良好運行的重要條件之一。但一直以來，由于冷卻通風降溫系統(tǒng)都是借鑒民用建筑的通風設計經(jīng)驗，影響冷卻通風降溫系統(tǒng)的溫度設定和空調(diào)送風口回風口的布置位置設定。由于發(fā)射機運行時的發(fā)熱量基本是恒定不變的，它會隨著散熱量的逐漸增大導致室內(nèi)溫度過高，導致其性能降低。要求通風系統(tǒng)通過科學的布置送回風口，來不斷能夠滿足散熱通風的需要。目前伴隨著計算機技術、數(shù)值計算技術的發(fā)展，根據(jù)虛擬的模擬流體流動，能對流體的溫度場、速度場、濃度場等各種流場進行科學的分析和預測。

一、冷卻通風降溫系統(tǒng)的適應性研究技術

1 冷卻器的優(yōu)化設計

冷卻器是冷卻降溫通風系統(tǒng)當中的核心設備，其性能好壞直接關系冷卻技術的應用效果。利用優(yōu)化方法對間接蒸發(fā)冷卻器進行計算機輔助設計，從而有效縮短了設計周期，避免設計的盲目性及不確定性。在計算的過程中，選擇部分地區(qū)的實際建筑，計算了該建筑二個月的逐時負荷，并對不同制冷卻空調(diào)系統(tǒng)和風冷機組空調(diào)系統(tǒng)的能耗進行分析比較，從而通過這些測試得出不同況復合式制冷空調(diào)系統(tǒng)的運行特性。

2 適應性的檢測技術

2.1 CFD技術

CFD技術具有模擬操作簡單、耗資少、計算速度快等優(yōu)點，已被廣泛應用于暖通空調(diào)工程領域，可方便有效地進行建筑內(nèi)環(huán)境的設計和優(yōu)化分析。CFD軟件需要具備一定的現(xiàn)場實測經(jīng)驗。湍流的模擬方法是一種高度復雜的三維非穩(wěn)態(tài)、帶旋轉(zhuǎn)的不規(guī)則流動，當前湍流流動的模擬分為直接數(shù)值模擬方法與非直接數(shù)值模擬方法。氣流組織設計可以模擬建筑室內(nèi)不同氣流組織形式，得到滿意的熱濕條件和空調(diào)效果，以此達到節(jié)能降耗的目的。

2.2 大尺度旋渦法

大尺度旋渦法模擬CPU速度的要求仍比較高，也稱為雷諾應力。雷諾應力主要通過這些假定的表達式或湍流模型，把湍流的脈動值與其對應的實驗觀測結果進行比較，并在模擬的過程中忽略了對流和擴散的影響。

2.3 區(qū)域模型法

區(qū)域模型之間存在著熱質(zhì)交換，通過建立質(zhì)量守恒、能量守恒方程來研究室內(nèi)的溫度分布及其流動情況。該方法只要是通過搭建實驗模型，把房間劃分為很小的控制體，在計算機上結合給定的邊界條件數(shù)值將離散區(qū)域上的離散值認為是整個室內(nèi)空氣的分布狀況，從而獲得室內(nèi)速度、溫度、濕度、濃度等參數(shù)的詳細分布情況。

二、提高冷卻通風降溫系統(tǒng)適用性的具體措施

1 引入自動控制技術

無論采用什么方式進行通風，都是把室內(nèi)的污濁空氣排到室外去，同時也把室外的新鮮空氣送入室內(nèi)。自動控制技術是直接將室外空氣直接蒸發(fā)冷卻到機器露點，這種方式有效避免了空調(diào)病的發(fā)生。在環(huán)保方面，自動控制的冷卻通風降溫系統(tǒng)直接將待處理的空氣接觸冷凝器的，這時空氣將會因不斷地把自身的顯熱傳遞給水而得以降溫，此刻水與空氣之間的熱濕交換來避免了環(huán)境的破壞，有利于消除工業(yè)余熱場所中存在的問題和局限性。自動控制技術的廣泛使用使得被動式建筑設計逐漸成為業(yè)界關注的重點問題。該項技術可以合理科學的調(diào)整空調(diào)系統(tǒng)的工況，當確實不能夠滿足機械通風的風量時，可以采用帶冷卻盤管的空氣處理機組和循環(huán)風處理機組聯(lián)合運行的方式，來減少通風機的風量或通風機間斷運行，從而減少風機的電耗。

2 自動控制技術

自動控制技術將應用到變電站的空調(diào)系統(tǒng)能優(yōu)化冷卻系統(tǒng)的常規(guī)運行方式，控制模塊可對站內(nèi)空調(diào)及排風機實現(xiàn)節(jié)能降耗。

三、通風冷卻技術應用的適用性評價策略

在室外相對濕度較高的情形下需要對濕度控制要求進行權衡，因通風的熱壓和風壓驅(qū)動力大小受到氣候因 素的影響，所以在冷卻通風設計階段需要進行合理的 通風組織。在夏季氣候條件下，室外受到圍護結構熱阻和熱容的作用而產(chǎn)生波幅的衰減，不同的構造做法使得圍護結構對熱流波的影響也很大。

由于不同設備對溫度的耐受度存在著較大的差異，目前我國大部分地區(qū)戶外溫度絕大部分時間低于室內(nèi)控制溫度。所以，通過通風冷卻技術有著廣泛的適用性，利用通風冷卻技術就是在原基站的基礎上改裝過濾網(wǎng)、通風控制系統(tǒng)、防盜網(wǎng)以及含塵量監(jiān)測傳感器等等設備，其投資費用比較小。

總之，通風冷卻系統(tǒng)具有節(jié)能減排功效，其在中等濕度地區(qū)、高濕度地區(qū)得到了廣泛運用，而且在冷卻設備運行后室內(nèi)濕度可以控制在45%以下，符合人體舒適性要求。同時，冷卻通風降溫系統(tǒng)在大空間工業(yè)廠房、高溫車間等產(chǎn)生工藝余熱的場所有著廣闊的應用前景。

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