清遠環(huán)保空調(diào)車間降溫,每年夏季來臨時,總有媒體宣傳一種節(jié)能型空調(diào)水空調(diào),說它的耗電量僅相當于一臺電風扇,但工作效果不比普通電空調(diào)差。水空調(diào)是如何實現(xiàn)制冷的?它真的節(jié)能么?在哪些場合適合使用?長期使用是否有損人的健康?本文將一一解決這些問題。
目前,人們使用的水空調(diào)主要有兩種形式:風機盤管水空調(diào)和直接蒸發(fā)水空調(diào)。
二、清遠環(huán)??照{(diào)車間降溫風機盤管水空調(diào)
風機盤管水空調(diào)是目前應用最多的也是應用最早的水空調(diào)。它主要是利用風機盤管將周圍環(huán)境的天然冷源所蘊含的冷量送到空調(diào)房間。天然冷源可以是井水,山澗水,江河湖水,海水等,因為它們的溫度在夏天都比較低。當它們的溫度比人們要求的室內(nèi)溫度低時,就可以通過不同的形式吸收室內(nèi)空氣的熱量,使室內(nèi)空氣降溫,所以稱它們?yōu)樘烊焕湓础?nbsp;
風機盤管的主要組成部分是風機和盤管。工作時用水泵將天然冷源水送入盤管,使盤管具有較低的表面溫度,而風機的任務是循環(huán)室內(nèi)空氣,強制空氣流經(jīng)并沖刷盤管表面,從而將天然冷源水所蘊含的冷量轉(zhuǎn)移至室內(nèi)空氣,實現(xiàn)對房間的空調(diào)降溫。其工作原理如下圖:
(一)清遠環(huán)??照{(diào)車間降溫天然冷源
如前所述,天然冷源可以是井水,山澗水,江河湖水,海水等。山澗水受到地理條件的限制,江河湖水以及海水的溫度大多隨環(huán)境氣溫改變較大,用得最多的還是井水,因為井水隨處可取。我國大部分地區(qū)地下水的水溫常年在20℃以下,江南地區(qū)的地下水水溫常年在18~20℃左右,再加上地下水位較高,井水可以輕易獲得,所以井水經(jīng)常被選做水空調(diào)的天然冷源。
當然也有特殊情況,如有些建筑物臨近水庫或深湖水,其水溫常年較低,也是很好的水空調(diào)天然冷源。另外,新疆吐魯番地區(qū)的坎兒井系統(tǒng),利用暗渠將天山上融化的雪水引至山腳下供人們生活、生產(chǎn)、灌溉農(nóng)作物使用。多數(shù)井水溫度常年在10℃以下,而當?shù)叵募練鉁赜趾芨撸苯邮褂玫蜏鼐畷懈鞣N負面影響,一般還要將井水提升至地面,讓太陽暴曬一段時間,水溫有所升高后再使用。其實這是對資源的浪費,10℃以下的井水是非常好的水空調(diào)冷源(中央空調(diào)的冷凍水溫度是7~12℃),井水經(jīng)過風機盤管機組后,水溫會升高幾度,然后再做生活、生產(chǎn)、灌溉農(nóng)田等使用是兩全其美的選擇。
(二)風機盤管機組
風機盤管機組的主要組成部分是風機和盤管。風機一般采用離心式風機,盤管大多是銅管,為了提高換熱效果,一般會采用銅管鋁翅片來加大換熱面積。目前國內(nèi)的風機盤管機組有兩排管、三排管和四排管等結(jié)構(gòu)形式,其中以三盤管居多。其實,盤管的外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、換熱原理等都和家用空調(diào)室內(nèi)機的蒸發(fā)器、室外機的冷凝器是一樣的。風機盤管的工作任務是將天然冷源帶來的冷量通過盤管表面換至空氣,從而對空調(diào)房間降溫。
除了兩大主要組成部分外,機組還有過濾網(wǎng)、集水盤、外殼等。
風機盤管的外觀形式很多,有壁掛式、立柜式、天花板嵌入式、落地式等。作為水空調(diào)的主機,風機盤管一般以壁掛式和立柜式出現(xiàn)。
(三)水泵和管道
水泵選用離心式清水泵,管路選用鍍鋅鋼管或塑料管,有時候受條件限制甚至可以采用橡膠的軟管。工作是水泵推動水,把水經(jīng)管道送往室內(nèi)的盤管,也就是將天然冷源送達室內(nèi)。
(四)節(jié)能效果
綜上所述,風機盤管式的水空調(diào)在工作時,消耗電能的是水泵和風機,功率都不大,相當于1.5匹的水空調(diào)功率在300W以內(nèi)。而普通的1.5匹家用空調(diào)功率會在1000W左右,二者相比,水空調(diào)的節(jié)能效果是很明顯的。
(五)使用現(xiàn)狀
水空調(diào)的顯著節(jié)能效果是多數(shù)人選擇它的主要原因。地下水豐富的江南地區(qū),城市的小店鋪以及農(nóng)村有很多的水空調(diào)在運行。這些水空調(diào)大多采用地下井水,從水空調(diào)出來的水還可以做生活用水使用。
(六)局限性
水空調(diào)在使用過程中,也存在隱患:如空調(diào)房間的濕度過大;地下井水的使用受到限制。
1.濕度。人的舒適感是由溫度、濕度、二氧化碳含量、氧氣的含量、空氣清新程度等共同決定的。其中溫度和濕度是最基本的。也就是說,空調(diào)最基本的任務是保證房間空氣溫度和濕度,夏季舒適的室內(nèi)空氣溫度是24~28℃,相對濕度也應維持在40~60%。
風機盤管式的水空調(diào)和普通家用空調(diào)相比,除濕能力要弱很多,水空調(diào)創(chuàng)造的室內(nèi)空氣環(huán)境濕度比普通空調(diào)高,較高的濕度會讓人產(chǎn)生不舒適感,也會對健康有影響。
為什么水空調(diào)的除濕能力比較低呢?這要從除濕原理講起。水空調(diào)和普通家用空調(diào)的除濕原理是一樣的,即冷凍除濕,也就是讓空氣中的水蒸氣在盤管表面結(jié)露。從工程熱力學上講當盤管表面溫度低于空氣的露點溫度時,空氣流經(jīng)盤管表面時就會結(jié)露。這就相當于從冰箱里拿出的玻璃瓶在空氣中放置一段時間后,其表面就會有很多露水,而且從冷凍室拿出的玻璃瓶表面結(jié)出的露水會更多,因為它的表面溫度更低。
前面講過,水空調(diào)大多采用地下井水,水溫在18~20℃左右,家用空調(diào)的室內(nèi)機蒸發(fā)器內(nèi)流經(jīng)的不是水而是制冷劑,它的溫度在2~3℃左右。因此,水空調(diào)的盤管表面比家用空調(diào)機的盤管表面溫度高十幾度,由此造成結(jié)露現(xiàn)象相差很多,除濕能力的差別也就顯而易見了。
三、清遠環(huán)??照{(diào)車間降溫,直接蒸發(fā)水空調(diào)
直接蒸發(fā)水空調(diào)是利用蒸發(fā)冷卻技術(shù),蒸發(fā)冷卻技術(shù)是人類最古老的冷卻方法之一。蒸發(fā)冷卻從熱學原理上是利用水沸騰時所需的汽化潛熱帶走熱量。這類似于涂抹在皮膚表面的酒精揮發(fā)后,皮膚有較涼的感覺。水直接蒸發(fā)空調(diào)的工作原理是讓空氣通過水的表面,表面的水吸取空氣的熱量蒸發(fā)為水蒸氣,空氣失去熱量溫度降低,從而實現(xiàn)制冷。當然空氣在獲得冷量降溫的同時,也將蒸發(fā)的水蒸氣一起帶走,濕度增加。
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