崗亭用蒸發冷卻空調的開發及應用研究

　　隨著全球變暖和“城市熱島效應”問題的日益加重，近幾年全國大部分地區的平均氣溫均達到了35 ℃，部分地區的溫度甚至達到40 ℃以上。有資料顯示，全球變暖會將進一步加強，然而中國未來氣候變暖幅度明顯更大，就整體而言，中國區域平均地表氣溫將上升 2.7～2.9 ℃［1］，對于戶外工作者而言，伴隨高溫天氣而來的是對人們身體健康甚至是生命安全的威脅，這給我國所提倡以人為本的可持續發展理念相駁，因此，不管是從戶外工作者個人，還是整個社會發展而言，戶外工作者的降溫問題亟待解決。

　　隨著“十三五”計劃的推進，我國制冷空調行業在此期間以及未來要朝著節能、環保、安全的制冷方向發展［2］，蒸發冷卻就是符合其發展方向的一種制冷空調技術，它不使用壓縮機，僅有舒配系統耗能，且用水作為制冷劑，因此蒸發冷卻空調是一種環保且經濟的冷卻方式；它還具有較低的冷卻設備成本，能大幅度降低用電量和用電高峰期對電能的要求，且投資、運維費用的節省程度都是傳統的機械制冷無法比擬的［3］。蒸發冷卻技術可廣泛應用于居住建筑和公共建筑中的舒適性冷卻中并可在傳統的工業領域提高工人的舒適性［4］。目前，蒸發冷卻設備在戶外已經有了實際應用。

　　重慶崗亭廠家對于保障我們出行與安全的交警會長時間地在戶外工作，他們急需一種適用于夏季戶外的降溫空調產品。我校與澳藍實業有限公司聯合開發了國內首臺崗亭用蒸發冷卻空調，旨在為執勤交警在炎炎夏日營造一個相對舒適的工作環境。本文對國內實際應用的崗亭用蒸發冷卻空調樣機的開發及測試做簡要介紹，并對改進前后的崗亭用蒸發冷卻空調做了對比分析。

　　2 崗亭用蒸發冷卻空調的開發

　　2.1 崗亭用蒸發冷卻空調冷卻方式的選擇

　　目前直接蒸發冷卻形式分為高壓微霧式和滴水填料式2種。筆者在如圖1所示的崗亭上進行試驗了高壓微霧式與滴水填料式的降溫效果，測試結果如表1所示。交警站臺是由2個大小不一的六面柱組成。下面的大柱體的邊長為1.5 m，小的柱體邊長為1.2 m，從站臺底面到頂棚低處的高為2.55 m。

　　經過試驗對比研究2種直接蒸發冷卻的降溫效果，從表1中可以看出，采用高壓微霧式能達到溫降幅度為2.3 ℃，而采用滴水填料式能達到的溫降幅度為11.2 ℃。一方面采用滴水填料式的冷卻方式的降溫效果明顯好于采用高壓微霧式所能達到的降溫效果；另一方面由于采用高壓微霧式的直接蒸發冷卻相較于滴水填料式的直接蒸發冷卻更易受橫向氣流的影響，加之由于高壓微霧的噴嘴需要較好的霧化特性才能有利于空氣與水的熱濕交換［5］，且噴嘴長期暴露在戶外環境中容易被堵塞等問題。因此，終選取滴水填料式作為崗亭用蒸發冷卻空調的冷卻方式。

　　2.2 崗亭用蒸發冷卻空調的原理

　　崗亭用蒸發冷卻空調采用的是滴水填料式的直接蒸發冷卻，利用噴淋水（循環水）的噴淋霧化或淋水填料層直接與待處理的室外空氣接觸，由于噴淋水的溫度一般都低于待處理空氣（即新風）的溫度，空氣不斷將自身顯熱傳遞給水而得以降溫；與此同時，部分噴淋水（循環水）也會不斷吸收空氣中的熱量而蒸發，蒸發后的水蒸汽隨后被帶入室內，于是新風即得以降溫，又實現了加濕，所以這種利用空氣的顯熱換得潛熱的處理過程，既可稱為空氣的直接蒸發冷卻，又可稱為空氣的絕熱加濕。待處理空氣通過直接蒸發冷卻所實現的空氣處理過程為加濕降溫過程，其溫度是空氣的濕球溫度。

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