【摘 要】就我國(guó)的氣候區(qū)域分布狀況而言，中等濕度及濕度較高區(qū)域占據(jù)國(guó)土的大部分地區(qū)，盛夏時(shí)節(jié)，這些地區(qū)成為空調(diào)消費(fèi)的主流地區(qū)之一。目前，綜合技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等多重因素考慮，只有將蒸發(fā)制冷與機(jī)械制冷相結(jié)合以應(yīng)用于空調(diào)的制冷系統(tǒng)，方可達(dá)到較為理想的制冷效果。本文即針對(duì)二者相結(jié)合的蒸發(fā)制冷與機(jī)械制冷復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行研究，對(duì)其結(jié)合原理、結(jié)合模式等作出簡(jiǎn)要分析。 

　　【關(guān)鍵詞】蒸發(fā)制冷；機(jī)械制冷；復(fù)合空調(diào)機(jī)組 

　　1 概述 

　　近些年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷快速發(fā)展，我國(guó)對(duì)于環(huán)境保護(hù)的重視程度亦不斷增強(qiáng)，國(guó)家積極鼓勵(lì)各類(lèi)節(jié)能減排措施以提高資源利用效率，減少對(duì)環(huán)境的破壞，旨在創(chuàng)建資源節(jié)約型，環(huán)境友好型社會(huì)。遂在家用電器產(chǎn)業(yè)，逐步推出了一系列科技含量較高的節(jié)能環(huán)保型生產(chǎn)技術(shù)及電器產(chǎn)品，蒸發(fā)制冷系統(tǒng)即為其中之一。 

　　蒸發(fā)制冷，指的是以水為媒介，充分利用室內(nèi)空氣中的干球溫度以及露點(diǎn)溫度差值，使水與空間之間不斷發(fā)生熱量及濕度的交換，在這一過(guò)程中不斷降低溫度，達(dá)到制冷效果的一種新型的制冷方式。其所需主要設(shè)備為風(fēng)機(jī)及水泵，而無(wú)須過(guò)多其他機(jī)械設(shè)備。與傳統(tǒng)的制冷模式相比，蒸發(fā)制冷設(shè)施簡(jiǎn)潔，運(yùn)行過(guò)程簡(jiǎn)單，且制冷效率高，過(guò)程中不產(chǎn)生有害氣體，不會(huì)對(duì)大氣環(huán)境造成破壞。 

　　由于傳統(tǒng)的機(jī)械制冷系統(tǒng)已相當(dāng)完善而蒸發(fā)制冷系統(tǒng)尚在發(fā)展，故在當(dāng)前的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，國(guó)內(nèi)多采用蒸發(fā)制冷與機(jī)械制冷相結(jié)合的復(fù)合空調(diào)制冷模式，以適應(yīng)不同地區(qū)，特別是中濕度、高濕度地區(qū)對(duì)于制冷的需要。 

　　2 蒸發(fā)制冷與機(jī)械制冷復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)組成 

　　蒸發(fā)制冷與機(jī)械制冷復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)常用冷源為蒸發(fā)制冷的高溫冷水機(jī)組以及機(jī)械制冷系統(tǒng)的機(jī)械制冷機(jī)組。全空調(diào)系統(tǒng)包括蒸發(fā)制冷高溫冷水機(jī)組、蒸發(fā)制冷新風(fēng)機(jī)組、機(jī)械制冷機(jī)組以及干工況風(fēng)機(jī)盤(pán)管四個(gè)主要部分。 

　　3 蒸發(fā)制冷與機(jī)械制冷復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)工作原理 

　　通過(guò)對(duì)熱力學(xué)第一定律及熱力學(xué)第二定律的研究可知，能量在轉(zhuǎn)換及不同物體間傳遞的過(guò)程中其整體數(shù)量是守恒的，且不同形式的能量類(lèi)型在其做功時(shí)其作功能力各有不同�；�于上述原理及對(duì)熱力學(xué)第二定律的其他進(jìn)一步的分析，提出了蒸發(fā)制冷與機(jī)械制冷相結(jié)合的復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)。 

　　整個(gè)系統(tǒng)由熱管（熱回收）間接蒸發(fā)冷卻（HPIEC）段、管式間接蒸發(fā)冷卻段、表冷段、直接蒸發(fā)段、加熱段、風(fēng)機(jī)段等多個(gè)部分組成。在不同的室內(nèi)環(huán)境狀況之下，系統(tǒng)可啟用不同的設(shè)備功能，以此來(lái)滿(mǎn)足不同的環(huán)境調(diào)節(jié)要求。 

　　3.1 蒸發(fā)制冷空調(diào)工作原理 

　　蒸發(fā)制冷系統(tǒng)主要包括直接蒸發(fā)制冷與間接蒸發(fā)制冷兩種類(lèi)型，其工作原理各不相同 

　　直接蒸發(fā)制冷是一個(gè)等焓加濕的過(guò)程。在制冷過(guò)程中，制冷系統(tǒng)中流動(dòng)有大量溫度較低的循環(huán)水，且水體與高溫的空氣不斷接觸。溫度較高的空氣在與溫度較低的水相接觸的過(guò)程中，由于空氣與水之間存在著一定的溫度差，故空氣可將其內(nèi)能不斷傳遞給循環(huán)水，使得自身溫度不斷下降，從而實(shí)現(xiàn)冷卻的目的。 

　　間接蒸發(fā)制冷則是一個(gè)增焓加濕的過(guò)程。該過(guò)程以蒸發(fā)冷卻器作為主要的制冷設(shè)備，其一端與待處理的高溫空氣相接觸，另一端可使空氣與低溫水體直接接觸。在水體發(fā)生蒸發(fā)時(shí)，會(huì)在蒸發(fā)器表面發(fā)生冷卻，從而降低了與其相接觸了空氣的溫度。此時(shí)，蒸發(fā)冷卻器一端的高溫空氣與另一端空氣形成溫度差，從而發(fā)生熱量傳遞，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空氣降低的過(guò)程。 

　　3.2 高溫冷水機(jī)組工作原理 

　　高溫冷水機(jī)組是蒸發(fā)制冷與機(jī)械制冷相結(jié)合的空調(diào)制冷系統(tǒng)中十分重要的組成設(shè)備，其由高溫表冷鍛、低溫表冷段以及直接蒸發(fā)冷卻段組成。不同季節(jié)由于制冷要求存在差異，故而在制冷過(guò)程中存在些許不同。 

　　在夏季進(jìn)行制冷時(shí)，室外的空氣首先從風(fēng)口進(jìn)入，并經(jīng)蒸發(fā)冷卻高溫冷水機(jī)組處理，這一過(guò)程中，須先流經(jīng)高溫表冷段，而后再流經(jīng)低溫表冷段，高、低溫表冷段中的水的來(lái)源是各自不同的，分別來(lái)自于直接蒸發(fā)冷卻段的冷水箱以及干工況風(fēng)機(jī)盤(pán)管的供應(yīng)。在經(jīng)歷了兩表冷段后，空氣再經(jīng)過(guò)直接蒸發(fā)制冷段，在這一過(guò)程中，高溫空氣多次降溫，最終溫度下降，而溫度升高了的冷卻水重新被收集在位于機(jī)組下部的水箱中。 

　　在過(guò)渡季節(jié)進(jìn)行制冷時(shí)，由于室內(nèi)濕度較小，制冷過(guò)程尚需滿(mǎn)足空氣的加濕需要，故通常要使用蒸發(fā)制冷新風(fēng)機(jī)組對(duì)外界進(jìn)入的空氣進(jìn)行冷卻降溫，此時(shí)風(fēng)機(jī)盤(pán)管不再運(yùn)行。這一方式可滿(mǎn)足該季節(jié)下室內(nèi)環(huán)境對(duì)濕度的需求。 

　　3.3 新風(fēng)機(jī)組工作原理 

　　與高溫冷水機(jī)組相類(lèi)似，新風(fēng)機(jī)組同樣是蒸發(fā)制冷與機(jī)械制冷相結(jié)合的空調(diào)制冷系統(tǒng)的重要組成部分，且二者組成結(jié)構(gòu)亦大致相同，包含低溫表冷段、直接蒸發(fā)制冷段以及高溫表冷鍛等主要組成設(shè)備，此外，還須有新風(fēng)閥、送風(fēng)機(jī)以及過(guò)濾器等作為新風(fēng)機(jī)的特有設(shè)備。其中送風(fēng)機(jī)為動(dòng)力系統(tǒng)，為新風(fēng)機(jī)的氣體流通提供了動(dòng)力源，而過(guò)濾器則可對(duì)所處理的空氣進(jìn)行過(guò)濾，從而提高了空調(diào)吹風(fēng)的空氣質(zhì)量，同時(shí)，過(guò)濾后的空氣固體雜質(zhì)及腐蝕性氣體含量均大大降低，因而減少了對(duì)空調(diào)設(shè)備的破壞。相似于高溫冷水機(jī)組，不同季節(jié)內(nèi)，新風(fēng)機(jī)組的共組原理亦是存在差別的。 

　　夏季制冷過(guò)程中，室外空氣首先通過(guò)新風(fēng)閥進(jìn)入設(shè)備，在新風(fēng)組中依次經(jīng)過(guò)高溫表冷器、低溫表冷器接受冷卻，實(shí)現(xiàn)溫度下降，兩表冷器內(nèi)冷卻水同樣分別來(lái)源于直接蒸發(fā)冷卻段的冷水箱以及干工況風(fēng)機(jī)盤(pán)管的供應(yīng)。 

　　過(guò)渡季節(jié)，由于室外空氣的溫度較夏季偏低，新風(fēng)機(jī)內(nèi)的風(fēng)機(jī)盤(pán)管此時(shí)將不再運(yùn)行，而只是直接蒸發(fā)冷卻器運(yùn)行便可以充分滿(mǎn)足該季節(jié)的制冷需求。只有在溫度又升高時(shí)，須再次開(kāi)啟新風(fēng)機(jī)組的高溫表冷器進(jìn)行外界空氣冷卻。 

　　4 復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能性能分析 

　　如前文所述，蒸發(fā)制冷與機(jī)械制冷相結(jié)合的復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)是應(yīng)節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境的要求而提出了新型空調(diào)制冷系統(tǒng)，故相比于傳統(tǒng)的機(jī)械制冷空調(diào)系統(tǒng)而言，復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)在能源的高效節(jié)約使用方面有著明顯的優(yōu)勢(shì)。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 

　�。�1）相比于機(jī)械制冷系統(tǒng)，復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)以流動(dòng)水作為主要的制冷劑，取代了舊有的氟制冷模式，從而大大降低了溫室氣體的排放量，減少了對(duì)大氣環(huán)境的破壞。傳統(tǒng)機(jī)械制冷空調(diào)裝機(jī)功率為50W/m2左右，而復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)的裝機(jī)功率通常較小，約為10W/m2。在安裝費(fèi)用投入方面，復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)通常僅為傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)的1/5，電能消耗約為傳統(tǒng)制冷系統(tǒng)的1/5。且復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)安裝簡(jiǎn)便，易于維護(hù)，費(fèi)用亦相對(duì)低廉。 

　　（2）高效回收型熱管換熱器、間接蒸發(fā)冷卻換熱器作為空調(diào)蒸發(fā)制冷系統(tǒng)中十分重要的組成設(shè)備，復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)將其與機(jī)械制冷系統(tǒng)進(jìn)行了結(jié)合，這一結(jié)合使得空調(diào)在制冷過(guò)程中整體制冷效率大為提高，降溫程度更大，能源使用效率更高。這一特性使得復(fù)合空調(diào)制冷系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)機(jī)械制冷系統(tǒng)而制冷速率更快，運(yùn)行負(fù)荷更低。 

　　（3）復(fù)合空調(diào) 系統(tǒng)由于其采用蒸發(fā)式冷凝器代替了機(jī)械制冷系統(tǒng)的傳統(tǒng)冷凝器，大大降級(jí)的空調(diào)占地面積，且安裝更為簡(jiǎn)便易行。且復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)性能穩(wěn)定，節(jié)能性強(qiáng)，運(yùn)行消耗更低。 

　　總之，在國(guó)家大力倡導(dǎo)環(huán)保、低碳、節(jié)能的形勢(shì)之下，蒸發(fā)制冷與機(jī)械制冷復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)的出現(xiàn)很好的實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的環(huán)保要求。復(fù)合空調(diào)制冷系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)的機(jī)械制冷系統(tǒng)，提高了能源的利用效率，降低了空調(diào)的安裝使用成本，并使得空調(diào)的維護(hù)過(guò)程更為簡(jiǎn)潔易行。目前，復(fù)合空調(diào)制冷系統(tǒng)尚不十分成熟，須相關(guān)行業(yè)研發(fā)部門(mén)投入更多的人力、物力進(jìn)行進(jìn)一步研發(fā)，最終使得復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)不斷完善，從而更好的滿(mǎn)足消費(fèi)者的需求。 

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