楊亮

摘要：冷卻降溫通風(fēng)技術(shù)以其多種優(yōu)點(diǎn)受到人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。在我國(guó).對(duì)冷卻通風(fēng)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(shí)現(xiàn)了有效的聯(lián)用，但是在其理論、實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用等方面還存在著缺陷和不足，對(duì)蒸發(fā)冷卻的能耗分析沒有做過詳細(xì)的計(jì)算機(jī)模擬分析。本文分析了通風(fēng)降溫的設(shè)計(jì)方式，闡述了提高冷卻通風(fēng)降溫系統(tǒng)適用性的具體措施以及通風(fēng)降溫系統(tǒng)適用性的評(píng)價(jià)策略。

關(guān)鍵詞：冷卻通風(fēng)降溫系統(tǒng)；適應(yīng)性；能耗

新世紀(jì)，可持續(xù)發(fā)展已成為世界發(fā)展的方向。對(duì)暖通空調(diào)業(yè)來說，冷卻通風(fēng)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(dá)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(fēng)降溫技術(shù)可以與其它制冷方式相結(jié)合去面對(duì)環(huán)保、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)的挑戰(zhàn)。應(yīng)用直接蒸發(fā)冷卻通風(fēng)降溫系統(tǒng)能有效減少冷卻通風(fēng)降溫系統(tǒng)使用率和維護(hù)工作量，也可以延長(zhǎng)冷卻通風(fēng)降溫系統(tǒng)的使用壽命。

對(duì)于大功率短波發(fā)射機(jī)房來說，有效散熱通風(fēng)是保障其良好運(yùn)行的重要條件之一。但一直以來，由于冷卻通風(fēng)降溫系統(tǒng)都是借鑒民用建筑的通風(fēng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，影響冷卻通風(fēng)降溫系統(tǒng)的溫度設(shè)定和空調(diào)送風(fēng)口回風(fēng)口的布置位置設(shè)定。由于發(fā)射機(jī)運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱量基本是恒定不變的，它會(huì)隨著散熱量的逐漸增大導(dǎo)致室內(nèi)溫度過高，導(dǎo)致其性能降低。要求通風(fēng)系統(tǒng)通過科學(xué)的布置送回風(fēng)口，來不斷能夠滿足散熱通風(fēng)的需要。目前伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)值計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，根據(jù)虛擬的模擬流體流動(dòng)，能對(duì)流體的溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)、濃度場(chǎng)等各種流場(chǎng)進(jìn)行科學(xué)的分析和預(yù)測(cè)。

一、冷卻通風(fēng)降溫系統(tǒng)的適應(yīng)性研究技術(shù)

1 冷卻器的優(yōu)化設(shè)計(jì)

冷卻器是冷卻降溫通風(fēng)系統(tǒng)當(dāng)中的核心設(shè)備，其性能好壞直接關(guān)系冷卻技術(shù)的應(yīng)用效果。利用優(yōu)化方法對(duì)間接蒸發(fā)冷卻器進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，從而有效縮短了設(shè)計(jì)周期，避免設(shè)計(jì)的盲目性及不確定性。在計(jì)算的過程中，選擇部分地區(qū)的實(shí)際建筑，計(jì)算了該建筑二個(gè)月的逐時(shí)負(fù)荷，并對(duì)不同制冷卻空調(diào)系統(tǒng)和風(fēng)冷機(jī)組空調(diào)系統(tǒng)的能耗進(jìn)行分析比較，從而通過這些測(cè)試得出不同況復(fù)合式制冷空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行特性。

2 適應(yīng)性的檢測(cè)技術(shù)

2.1 CFD技術(shù)

CFD技術(shù)具有模擬操作簡(jiǎn)單、耗資少、計(jì)算速度快等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于暖通空調(diào)工程領(lǐng)域，可方便有效地進(jìn)行建筑內(nèi)環(huán)境的設(shè)計(jì)和優(yōu)化分析。CFD軟件需要具備一定的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)經(jīng)驗(yàn)。湍流的模擬方法是一種高度復(fù)雜的三維非穩(wěn)態(tài)、帶旋轉(zhuǎn)的不規(guī)則流動(dòng)，當(dāng)前湍流流動(dòng)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(shè)計(jì)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(dá)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(yīng)力。雷諾應(yīng)力主要通過這些假定的表達(dá)式或湍流模型，把湍流的脈動(dòng)值與其對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較，并在模擬的過程中忽略了對(duì)流和擴(kuò)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(dòng)情況。該方法只要是通過搭建實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，把房間劃分為很小的控制體，在計(jì)算機(jī)上結(jié)合給定的邊界條件數(shù)值將離散區(qū)域上的離散值認(rèn)為是整個(gè)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(xì)分布情況。

二、提高冷卻通風(fēng)降溫系統(tǒng)適用性的具體措施

1 引入自動(dòng)控制技術(shù)

無論采用什么方式進(jìn)行通風(fēng)，都是把室內(nèi)的污濁空氣排到室外去，同時(shí)也把室外的新鮮空氣送入室內(nèi)。自動(dòng)控制技術(shù)是直接將室外空氣直接蒸發(fā)冷卻到機(jī)器露點(diǎn)，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(dòng)控制的冷卻通風(fēng)降溫系統(tǒng)直接將待處理的空氣接觸冷凝器的，這時(shí)空氣將會(huì)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(chǎng)所中存在的問題和局限性。自動(dòng)控制技術(shù)的廣泛使用使得被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)逐漸成為業(yè)界關(guān)注的重點(diǎn)問題。該項(xiàng)技術(shù)可以合理科學(xué)的調(diào)整空調(diào)系統(tǒng)的工況，當(dāng)確實(shí)不能夠滿足機(jī)械通風(fēng)的風(fēng)量時(shí)，可以采用帶冷卻盤管的空氣處理機(jī)組和循環(huán)風(fēng)處理機(jī)組聯(lián)合運(yùn)行的方式，來減少通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量或通風(fēng)機(jī)間斷運(yùn)行，從而減少風(fēng)機(jī)的電耗。

2 自動(dòng)控制技術(shù)

自動(dòng)控制技術(shù)將應(yīng)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(yùn)行方式，控制模塊可對(duì)站內(nèi)空調(diào)及排風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

三、通風(fēng)冷卻技術(shù)應(yīng)用的適用性評(píng)價(jià)策略

在室外相對(duì)濕度較高的情形下需要對(duì)濕度控制要求進(jìn)行權(quán)衡，因通風(fēng)的熱壓和風(fēng)壓驅(qū)動(dòng)力大小受到氣候因 素的影響，所以在冷卻通風(fēng)設(shè)計(jì)階段需要進(jìn)行合理的 通風(fēng)組織。在夏季氣候條件下，室外受到圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱阻和熱容的作用而產(chǎn)生波幅的衰減，不同的構(gòu)造做法使得圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)熱流波的影響也很大。

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

總之，通風(fēng)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(yùn)用，而且在冷卻設(shè)備運(yùn)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(shí)，冷卻通風(fēng)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(chǎng)所有著廣闊的應(yīng)用前景。

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