0引言

我國幅員遼闊，氣候多樣。西北大部分地區及華北的內蒙、西南雲貴部分地區，西藏部（bù）分地區甚至黑龍（lóng）江省少數地區都處（chù）在幹旱、半（bàn）幹旱（hàn）地區（qū）。這些幹旱、半幹旱地區的氣象（xiàng）條件有其顯著的特點，即氣候幹燥，夏季室外空調計算濕球溫度較低(一般低於（yú）22℃)；晝夜溫（wēn）差大，每日早晚與中午氣溫(幹（gàn）球溫度)相差較大；冬季室外（wài）幹球溫度（dù）較低，多為幹（gàn）冷氣候(若隻（zhī）對室內供熱室內（nèi）空氣相（xiàng）對濕度（dù）一般低於20％)；室外風沙較大，空氣（qì）中灰塵多。

針對這些（xiē）獨特的地理條件（jiàn），推薦采用等焓（hán）降（jiàng）溫（wēn）、加濕的空氣處理方案，而這正是蒸（zhēng）發冷卻空調器中發生的過程，蒸發冷卻正是利用自然條件（jiàn）中空氣的幹、濕球溫（wēn）差來取（qǔ）得冷量的，室外空氣愈幹燥，溫度愈高(這種場合的幹濕球溫差很大)，其降溫效果也愈好（hǎo），在亞洲（zhōu）尤其是中國的中西部幹燥和比（bǐ）較幹燥的地域很寬廣，說明可以應用蒸發冷卻（què）供冷的潛力很大（dà）。東部地域氣候比較（jiào）潮濕，雖然應用有些局限；但是在通風降溫或（huò）者空調工程中，作為（wéi）新風預冷的措施也是（shì）可以考（kǎo）慮的。

1蒸發冷卻在（zài）我（wǒ）國各區域的適用性分析

1.1氣象分（fèn）區

以室內狀（zhuàng）態參數tn=26~C，φ=60％為基準點，將室外空氣（qì）狀態參數在焓濕圖上劃（huá）分為（wéi）四個區域，見圖l，從焓濕圖的劃分中，可以明顯地得（dé）到各區（qū）的特點：

I區，空（kōng）氣的（de）濕球濕度和含濕量都低於室內設計值，因（yīn）此，此區域內可以使用DEC或IEC+DEC。詳見圖2和圖3。

Ⅱ區，空氣的濕球溫度高於室（shì）內設計值，但是含（hán）濕量低於室內設計值，這表明可以使用DEC+IEC技術。

Ⅲ區，其（qí）濕球溫度低於室內設計值，含濕量高於室內設計值（zhí），隻可以采用DEC技術，對於有減濕要（yào）求的空調工程而言，蒸發（fā）冷卻不適用。

Ⅳ區，其濕球溫度（dù）和含濕量兩者均（jun1）高於室內設（shè）計值（zhí），蒸發冷（lěng）卻技術不（bú）適用，但（dàn）可以考慮將空氣進行去濕幹燥後再采用相應的蒸發冷卻技術。其空氣處理過程詳見圖4。

1.2我國城市四（sì）區的歸類

對我國百餘城市室外氣象參數進行分析，根據當地大氣壓的焓濕圖來確定城市所在區域。

I區城市：內蒙古錫林浩特；新疆的喀什、烏魯木齊、克拉瑪依、哈密和塔城；青（qīng）海（hǎi）的西寧、格爾木；甘肅山丹；四川（chuān）甘孜；黑龍江的海拉爾、博克圖；西藏的拉薩、日喀（kā）則。

圖2、圖3中w為室（shì）外的空氣狀態點，N為室內的空氣（qì）狀態點，O為送風狀態點，ε為熱濕比，hw為室外空氣狀態點W對應的焓，tsw為室外（wài）空氣狀（zhuàng）態W對應的濕球溫度，W’為經過問接蒸發冷卻（què）處理後的空氣狀態點，tsw’，為空氣狀態W’對應（yīng）的濕球溫度，hw’，為空氣狀態點W’對應的焓。

Ⅱ區城市：內蒙古（gǔ）的呼和浩特；陝西的榆林、延安；寧夏的（de）銀川、鹽池；甘肅的敦（dūn）煌、酒泉、蘭州、平涼、天水；新疆的伊寧、庫爾勒、石河子。

Ⅳ區城市（shì）：黑龍江的嫩江、海倫、齊（qí）齊哈爾、哈爾濱、牡丹江，吉林省（shěng），遼寧省，河北省，山（shān）西省（shěng），陝西省(除榆林)，山東省，江蘇省，安徽省，浙江省（shěng），江西（xī）省，福建省，河南省，湖北省，湖南省，廣西，廣東，四（sì）川(除（chú）甘孜)，貴州，雲南。通常認為此區域即是我（wǒ）國非幹燥地區。

以上所選的區域城市均為（wéi）《采暖通風與空氣調節設計規範》(GBJI9—87)中的（de）室外（wài）氣（qì）象參數。

圖4顯示了將空氣進行去濕幹燥後再采用（yòng）相應的蒸發冷卻技術中w為室外的（de）空氣（qì）狀態點，N為室內的空氣狀態點，O為送風狀（zhuàng）態點，ε為熱濕比，W’為經除濕處理（lǐ）後的空氣狀態點，w’’為經間接蒸發冷卻處理後的空氣狀態點，tsw’’為空氣狀態w’’對應的濕球溫度，hw’’為空氣狀態點W’’對應的焓（hán）。

2環保空調結構

單元（yuán）式環保空調（diào）機通常是由（yóu）填料、風機、水泵、集水箱及供水係統組成。它被製成一個完（wán）整的單元。填料帶有金屬外框，可以方（fāng）便地（dì）取出檢修和清理：集水箱可從機組（zǔ）下部靈活的（de）取出，以便清理積垢。風機一般采用前向葉型離心式風機，電機采用防水型全封閉或半封閉式電機。這些單元式空調機（jī）通常安裝於（yú）室外或屋頂，室外全新風經過空調機冷卻後由風道送入室內，見圖5。

這種類型蒸發冷卻器的填料是多孔滲水填料，水（shuǐ）從填料上部向（xiàng）上噴到一個更上方的半圓形管子內壁(呈拱（gǒng）形)，通過半圓形管子（zǐ）內壁水流（liú）被均勻地灑到填（tián）料頂上的分水板上，然後再通過分水（shuǐ）板在（zài）重力作用下濕（shī）潤填圖5環保空調機料，並流（liú）到（dào）填（tián）料下麵的水池中（zhōng），循環水泵不斷地將池中的水通過布（bù）水管送（sòng）到填料上端。由於水分不斷地蒸發掉，需（xū）在水池中安裝浮球閥，當水位低於設置位置時浮球閥打開進行補水。

直接蒸發冷卻的物理過程如圖6所示：室外空氣在風機的作用下流過（guò）被水淋（lín）濕的填料而被（bèi）冷卻，空氣的幹球（qiú）溫度降低而濕球溫度保持不變，蒸發冷卻器通過液態水汽化吸收汽化潛熱來降低（dī）幹空氣溫度。

直（zhí）接蒸發冷（lěng）卻的效率為

η1=(tgw-tgo)／(tgw-tsw)

式（shì）中tgw一室外空氣的幹球溫度，℃；

tsw一（yī）室（shì）外空氣的濕球溫度，℃；

tgo一直接蒸發（fā）冷卻後空氣的幹球溫度，℃。

3蒸發冷卻技術在非幹燥（zào）地區應用

本（běn）文所指的非幹燥地區即是Ⅳ區中所（suǒ）包（bāo）含的城市：對於Ⅳ區城市中蒸發冷卻技術的應用，專家認為如果采用直接蒸發冷卻過程(DEC)，可對空氣進（jìn）行降溫（wēn）加濕，但濕度的增（zēng）加抵消了溫降（jiàng）帶來的效（xiào）果，所以應該采用不增加含濕量的間接（jiē）蒸發冷卻(IEC)來降低（dī）空氣（qì）溫度，結（jié）果可能達不到空調要求的送風狀態，但比使用DEC效果好。

此外，在非幹燥地區，由於（yú）夏季室（shì）外空氣含濕量過大，即（jí）使使用IEC+DEC技術也無法（fǎ）得到（dào）滿意（yì）的送風狀（zhuàng）態，但是若將室外空氣用除濕劑經吸收或吸附除濕處理成幹燥（zào）空氣，這樣（yàng）就同幹燥地區（qū）一樣可以使用IECDEC技術，以得到要求的送（sòng）風狀態，即除濕冷卻。

最後，在非幹燥地區還可用IEC對空調新風進行預冷，擴大DEC換熱器兩側的傳熱溫差，改善換熱器的性能。

總之，國內大多專家、學者都認為DEC不適（shì）合在非（fēi）幹（gàn）燥地區使用，即使要（yào）使用（yòng）也必須先對室外空氣進行除濕處理。這樣不但增加投資成本，也增加了設備複雜程度，因此蒸發冷卻技術(IEC、DEC)在非幹燥地區很少得到應用。

4環保（bǎo）空調機在（zài）非（fēi）幹燥地區應用

盡管國內專家、學者大（dà）都認為要將空氣進行去（qù）濕幹燥後再采用相應的（de）蒸發冷卻技術。但是自從2002年開始環保（bǎo）空調機在廣東地區得（dé）到廣泛應用，而（ér）且在使用中沒（méi）有（yǒu）對空氣進行去濕幹燥處理（lǐ），而是直接使用。由於產品銷量逐年快速（sù）增長，目前已遠銷馬來西亞，這樣一（yī）個和（hé）理論分析相違背的現象引起我（wǒ）們的興（xìng）趣和關注，通過調研發現目前該空調機主要（yào）應（yīng）用於大空間工業廠（chǎng）房的通風降溫，如電子包裝車間、噴油車間、注塑廠、超（chāo）市、食堂、牛仔褲廠等場所。其目的是在炎熱夏季用低成本的設備來改善工人的（de）工作條件。

理論分析知道，環（huán）保空調的降溫能力在非幹燥、幹旱地區受室外空氣狀（zhuàng）態（tài）限製，而且直（zhí）接環保空（kōng）調（diào）運行後，室（shì）內濕度往往高達（dá）80％以上，這樣的結果遠遠（yuǎn）達不到空調規範所要求的溫度、濕度要（yào）求，但是通過（guò）在廣東東莞市實際應用該蒸發（fā）冷卻空調機的廠房親自體驗後，感覺它明顯改（gǎi）善了室內操作（zuò）環（huán）境（jìng）。這樣它不大可能被準確的稱為空調(濕度（dù）大)，但應當可以稱之為節能的通風降溫設備。

其優點是，使用環保空調的生產廠房大門和窗戶全（quán）部打開，采用全（quán）新（xīn）風（fēng）係統，使得廠房內一直保持正（zhèng）壓，室外新（xīn）風不（bú）斷將室內汙濁、有汙（wū）染的氣（qì）體由門窗（chuāng）排出去，有（yǒu）力地改善了（le）室內衛（wèi）生狀況，這一優點是傳統機械製冷無（wú）法比擬的。尤其是（shì）SARS疫情爆發後，

空調係統的安（ān）全衛生問題更（gèng）加引起暖通界人士和衛（wèi）生部（bù）的關（guān）注，而直接（jiē）蒸發冷卻式空調以水作為製冷劑，不（bú）使用CFCs，所以這種健康環保節能設（shè）備（bèi）的應（yīng）用前景的確（què）值得暖通界人士（shì）關注。

5設備應用分析

要了解直接環保空調的實際運（yùn）行效果，以東莞市好色先生TVAPP通風降溫設備有（yǒu）限公司（sī）提供的蒸發（fā）冷卻空調機(18000m3／h)為研究對象，對其在廣東東莞使用狀況做了具體（tǐ）測試（shì），以得到準確的數據進行（háng）分析研究：

5.1環保空調進、出風相對濕度比較

圖7顯示，在所（suǒ）選（xuǎn）的2004年23個測試日（rì）期中，4、6月份平均濕度約為60％，8月份約為80％，9月（yuè）份降到約60％，10月份（fèn）又（yòu）降到38％左右。圖8顯示在不同月份使用蒸發冷卻空調機時，室外空氣被處理後的相對濕度在4、6、8、9月份（fèn）平均約90％，而10月份則降到78％左右（yòu）。可見該地區平時相對濕度較高，使用環保空調後的（de）空氣相對（duì）濕度更高。

表1室外參數(參（cān）照廣州地區（qū）)

5.2環保（bǎo）空調進、出風幹球溫度比較

由圖9，圖l0所示，使用環（huán）保空調（diào）後出（chū）風幹球溫度在不同季節均有下降。以中午數據為例，經（jīng）環保空調處理後的空氣溫度變化在19～28.5℃之間，最高溫降9.5℃(相對濕（shī）度42.45％)，最低溫（wēn）降1.7℃(相對（duì）濕度82.5％)。尤其是在10月份，室外相對濕度（dù）較低，在35％～44％之間變（biàn）化，此時溫降（jiàng）平均在7.3℃，效果（guǒ）非常好。

可以（yǐ）看出（chū）室外空（kōng）氣相對濕度的高低（dī）對溫降程度影

響顯著：

5.3相對濕（shī）度的影響

同樣以中午的數（shù）據為例分析相對濕度的影響。由圖11可以看出，相對（duì）濕度對（duì）環保空調冷卻效率影響不大，和理論（lùn）分析（xī）一致，即設備效（xiào）率主要由填料本身性能決定。圖12顯示隨著室外空氣相對濕度（dù）的增加經環保（bǎo）空調處理後的空氣溫（wēn）度降明顯下降。這是由於空氣相對濕度大時，幹、濕球溫度差減少，而設備效率（lǜ）不變，所以進、出風溫度降相應地也減少。

6結語

在大（dà）空間工業（yè）廠房、高溫車間（jiān）中的通（tōng）風降溫通常（cháng）采用天（tiān）窗、換氣扇、氣樓、排氣風帽等措施，其降溫隻（zhī）能接近室外溫度。如果采用壓縮式製冷空（kōng）調（diào）係統，則不但（dàn）初投資和運行費用高，而且室內空氣品質下降，對於會產生（shēng）有害氣體的車間還不能采用。

環保空調在東莞（wǎn）地區使用，缺點是室內濕度大，相對濕度大於80％，達（dá）不到（dào）空調設計的標（biāo）準：但是它在南方地區大空間工業（yè）廠房、高溫車間中使用（yòng），能有效排除（chú）車間有害氣體，增加通風換氣量，同時根據（jù）室外空氣狀（zhuàng）況不同程度地降低車間內部溫度，有效地（dì）改善工人操作環境，並且（qiě）節（jiē）能節電，使得初投資和運行（háng）費用大幅下降。所以環保空（kōng）調應（yīng）用於大空間廠房、高溫車間（jiān）進行（háng）通風降溫有著（zhe）廣闊的（de）應用前（qián）景。