由于发电厂集中的西北地区严重缺水，电厂作为工业建筑采用的湿冷冷却塔耗水量较大，国家已出台相关政策禁止西北地区火力发电厂采用湿冷冷却塔，以减少工业用水，提高水资源利用率。在这种背景下，火力发电厂空气冷却凝气系统开始大面积推广使用。

但在夏季室外气温较高时，空气冷却换热器换热性能减弱，空气冷却效果不佳，发电机组出力不足，降负荷运行，发电煤耗较高。为了保证发电机组在夏季高温时段安全运行，达到发电厂节能降耗的目的，结合西北地区得天独厚的干空气能资源，在发电厂空气冷却系统中引入蒸发冷却降温技术。目前，不同的蒸发冷却技术形式已经在电厂空气冷却系统中获得了实际的应用。

2 蒸发冷却通风空调在通信机房（基站）、数据中心的应用

通信设备全年不间断高负荷运行，空调负荷最显著的特点就是高显热，为了保证通信设备的稳定运行，要求机房空调全年可靠稳定运行，空调用电占总用电量的40％以上，采用有效的空调方式，降低空调耗电量是节能节支的一项重要措施。

GB 50174—2008《电子信息系统机房设计规范》以及YD 5184—2009《通信局（站）节能设计规范》均对通信机房（基站）、数据中心厂房建筑的通风降温和空调作了如下规定：新建通信机房空调系统设计应考虑所在地区气象条件、能源状态等因素，在过渡季节及冬季采用室外空气作为自然冷源，减少冷水主机的运行时间。

根据ASHRAE 2008对机房热环境扩展热舒适区的要求，干球温度允许值15～32 ℃，相对湿度允许值20％～80％，能够保证正常运行的允许区有所扩大，这为天然冷源的应用提供了条件。西安工程大学蒸发冷却团队研究了蒸发式冷气机的全年运行模式，在焓湿图上分成4个区域。

以ASHRAE TC 9.9推荐的运行区域为控制目标，采用《中国建筑热环境分析专用气象数据集》，对我国31个省会城市进行节能潜力分析。结果表明，广州、南宁、海口等城市的节能潜力较低，不足全年时长的30％，其中海口的节能潜力最低，只达到10.6％；节能潜力最高的城市为拉萨，高达82.3％；其他省会城市除郑州、昆明、西宁、兰州可达到60％以上之外，节能潜力均在40％～60％之间。

2.1 蒸发式冷气机＋机房精密空调联动控制，切换运行模式（详见原文）

2.2 蒸发冷却与机械制冷联合一体化空调机组的应用（详见原文）

3 蒸发冷却通风空调在纺织厂的应用

纺织厂车间具有设备发热量大、散发的纤尘多等特点，同时生产工艺要求具有较高的相对湿度，如纺织厂细纱车间允许的温度一般为30～32 ℃，相对湿度约55％～60％。GB 50481—2009《棉纺织工厂设计规范》规定纺织厂生产车间通风宜采用空调系统机械通风；空调宜采用喷淋洗涤室处理空气的方式。

纺织厂特殊的生产工艺要求降温的同时又要加湿的空气处理过程以及纺织厂节能减排的要求，使得蒸发冷却技术在纺织厂空调系统中应用更加广泛。目前，蒸发冷却技术在纺织厂的应用形式主要有蒸发式冷气机通风降温系统、间接蒸发冷却＋喷水室空调系统，后者大大增加了空气处理温降，减少了机械制冷的运行时间。

间接蒸发冷却＋喷水室空调系统中间接蒸发冷却主要包括卧管式和立管式间接蒸发冷却2种方式，针对卧管式间接蒸发冷却器在纺织厂长期运行出现换热器堵塞问题，笔者所在团队开发出立管间接蒸发冷却器，其结构如图1所示，与传统卧管式间接蒸发冷却器不同，其一次空气流经换热管外侧，二次空气与循环水流经换热管内。

由于立管式间接蒸发冷却器其管外为一次空气流道，流道较宽易于清扫维护，管内为二次空气及循环水流道，由于循环水自上而下的自冲刷作用，换热管内的堵塞问题大大缓解。同时，换热器采用立式结构可缩小设备在水平方向尺寸，减小机组占地面积。该热湿交换方式在纺织厂收到了良好的应用效果。

图1 立管间接蒸发冷却结构图

4 结语

本文结合蒸发冷却技术在发电厂、通信机房（基站）、数据中心、纺织厂的应用案例，详细分析了蒸发冷却技术在该类工业建筑中通风降温的适用性及其应用形式。由此可以看出蒸发冷却技术在高发热量的工业建筑中是适用的，应与工业厂房的通风降温技术有效结合起来，扩大应用空间，延长自然冷源的使用时间，达到节能减排的目的。

通过以上案例分析可以看出，蒸发冷却技术满足GB/T 50878—2013《绿色工业建筑评价标准》的要求，主要表现在以下3个方面：

1）蒸发冷却技术充分利用可再生能源，节能显著，有利于降低工业建筑的综合能耗，满足现行标准中关于“节能与能源利用”的相关条款要求。

2）蒸发冷却技术绿色环保，不产生CFC和温室气体，满足现行标准中关于“室外环境与污染物控制”的相关条款要求。

3）采用蒸发冷却技术对工业厂房进行通风降温，不仅可以创造良好的工作环境，而且直接蒸发冷却具有一定的湿式过滤功能，有助于维持厂房内良好的空气品质，有利于满足标准关于“室内环境与职业健康”的相关条款要求。

全文刊登于《暖通空调》2016年第9期

作者：西安工程大学 黄翔 吕伟华 董恺

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