蒸发冷却空调原理与设备课件第10章

第10章

空气—水蒸发冷却空调系统

空气―水蒸发冷却空调系统原理10.1目录空气―水蒸发冷却空调系统流程10.2空气―水蒸发冷却空调系统运行模式10.3工程应用实例10.4

10.1空气―水蒸发冷却空调系统原理11.系统概述空调系统方案的确定与很多因素有关，在系统设计时，应与建筑、结构、工艺等专业密切配合，并与用户协商确定。系统确定前需要充分了解项目的外部环境：气象资料、周围环境；建筑物的特点：规模、用途、室内设计参数、负荷情况、能源情况等。概述蒸发冷却空调系统全空气蒸发冷却空调系统单元式蒸发冷却空调空气―水蒸发冷却空调系统传统空调系统全空气系统分散式系统水―空气系统1.1传统水―空气系统风机盘管加新风空调系统是水--空气系统中的一种主要形式，也是目前高层或多层建筑中采用最为普遍的一种空调方式。它以投资少、占用空间小和使用灵活等优点广泛应用于各类建筑中。风机盘管承担室内冷、热负荷，新风机组只承担新风负荷WXLXKXNXMX混合OXNX冷却减湿风机温升冷却减湿εx新风处理到室内状态点的等焓线1.1传统水―空气系统新风处理到室内状态的等含湿量线新风处理到低于室内状态的含湿量线1.1传统水―空气系统风机盘管加新风空调系统的优缺点1.1传统水―空气系统优点：1.与直流系统相比，节省能源。2.与集中式空调相比，可进行局部区域的温度控制。3.可部分节省整个大楼空调系统电气安装容量。4.风机盘管体积较小，结构紧凑，布置较为灵活。缺点：1.风机盘管数量较多，检修和日常维护工作量增加。2.水管进入室内，施工要求严格。3.系统风口较多，可能会与室内装修存在矛盾。4.需要考虑噪声影响。5.每个风机盘管必须连接凝水管，其排水坡度的要求可能会影响吊顶布置。6.相比于全空气系统，过渡季节很少能利用室外冷风直接降温，可能会延长机组运行时间。2.空气―水蒸发冷却空调系统全空气蒸发冷却空调系统是指空调区的热湿负荷全部由蒸发冷却空气处理机组处理后的空气承担的空调系统，主要由蒸发冷却空调机组和送排风系统组成。全空气蒸发冷却空调系统该系统全部采用空气作为承担室内负荷的介质，送风温度较高，送风焓差小，空气比热容小，因此为消除余热、余湿所需的送风量大，风机能耗较大，送风风道的断面尺寸大，需要占用较多的建筑空间。空气―水蒸发冷却空调系统空气―水蒸发冷却空调系统中新风经蒸发冷却新风机组集中处理后送入空调房间，高温冷水由蒸发冷却冷水机组制取后送入室内显热末端。对于适合采用地区，新风焓湿量低于室内焓湿量，新风承担室内全部潜热与部分显热负荷，室内显热末端承担剩余显热负荷。2.空气―水蒸发冷却空调系统2.空气―水蒸发冷却空调系统空气―水蒸发冷却空调系统同时利用空气和水作为承担室内热湿负荷的介质，如风机盘管加新风系统、辐射末端加新风系统等。显热末端通入冷水，对房间空气进行降温处理。冷水通过新风机组向房间送入新风来排除室内CO2等污染物，满足人员新鲜空气要求2.1蒸发冷却冷水机组分区及选用判定蒸发冷却冷水机组的供水温度应结合当地室外空气计算参数、室内负荷特性、末端设备的工作能力合理计算。设计供水温度如下所示：类型设计供水温度ts´（℃）直接蒸发冷却冷水机组3≤ts´-ts≤3.5间接蒸发冷却冷水机组ts´-ts≥5间接―直接蒸发冷却复合冷水机组tL≤ts´≤ts蒸发冷却冷水机组设计供回水温差通常有两种形式：1.大温差型冷水机组，其设计供回水温差为10℃。2.小温差型冷水机组，其设计供回水温差为5℃。针对不同的供回水温差，机组有不同水系统流程蒸发冷却冷水机组有不同的形式，根据室外空气计算参数选用适宜的蒸发冷却冷水机组形式。蒸发冷却冷水机组的判定条件应符合表10-1的规定。冷水机组形式直接/间接蒸发冷却冷水机组直接―间接蒸发冷却冷水机组判定条件（a）判定条件（b）18℃与21℃为蒸发冷却冷水机组出水温度设计值。判定条件（a）为根据蒸发冷却冷水机组出水温度与室外空气调节干湿球温度差值效率综合考虑判定；根据判定条件（a）效率计算推导可以得出判定条件（b），该条件已知室外空气调节干湿球温度值即可进行判定，主要判定依据为计算空气调节湿球温度是否满足判定条件。2.1蒸发冷却冷水机组分区及选用判定干式风机盘管主要应用于干燥地区的中央空调系统中及温湿度独立控制空调系统。采用干式风机盘管的显热末端装置，可进行局部区域的温度控制。各房间可以各自在不同的温度要求下使用，更为灵活；房间负荷变小时，其供冷量可自动控制。干式风机盘管用来向房间提供显冷量，冷冻水的供水温度一般高于使用环境空气露点温度，空气冷却无冷凝水产生，是典型干式冷却过程。实际工程使用中，为避免不可预见情况发生结露现象，干式风机盘管往往配置有凝水盘，防止极端工况下产生冷凝水影响房间使用。2.2显热末端---干式风机盘管干式风机盘管与风机盘管干工况是两个概念，性能指标也是不同的。干式风机盘管：风机盘管干工况：所谓干工况，是指空气冷却过程没有冷凝水产生时的空气工况以及相应的冷冻水工况。干工况下的空气冷却过程，称为干式冷却过程。干式风机盘管是专门针对空气干式冷却过程特点而设计的空调末端设备。2.2显热末端---干式风机盘管干式风机盘管的管程设计基于显热需求确定，盘管的过流能力必然不能适应湿工况时的需求，盘管的供冷能力也无法与普通风机盘管相比，干式风机盘管与普通风机盘管是两种不可互换的产品。干式风机盘管强调的是风机盘管的功能特征，其传热流程、结构参数、标准工况参数等与传统风机盘管不同。干式风机盘管与传统风机盘管有以下不同：1)冷冻水设计工况显著不同，前者供水温度16℃左右，而后者一般为7℃2.2显热末端---干式风机盘管c2）表冷器设计完全不同。干式风机盘管需要设计为逆流或准逆流，普通风机盘管为叉流换热。逆流顺流3）表冷器管程回路设计完全不同。干式风机盘管进水侧在气流的最下侧，出水侧在气流的最上游侧。2.2显热末端---干式风机盘管2.3显热末端---辐射板地板辐射供冷空气―水蒸发冷却空调系统与传统地板辐射供暖结合在非供暖期利用地板辐射供暖系统供暖管道来作为蒸发冷却空气―水系统的水系统末端，避免再次在房间中布置显热末端，节约空间，有利于其他设备的布置。辐射供冷水系统的相应参数，应同冷热源系统相匹配，冷热源系统应设置相应的控制装置。设置蒸发冷却冷源时需要考虑换热装置换热效率及冷损失。2.3.1地板辐射供冷空气―水蒸发冷却系统与辐射模块相结合，将辐射模块安装于吊顶或墙壁上，该类辐射板的结构形式多种多样。2.3显热末端---辐射板2.3.2辐射模块供冷2.3显热末端---辐射板2.3.3毛细管网式冷辐射末端冷媒通过特殊结构的系统末端装置―辐射板将能量传递到其表面。毛细管表面再通过对流和辐射并以辐射为主的方式直接与室内环境进行换热，极大简化了能量从冷源到终端用户室内环境的传递过程。2.3显热末端---辐射板2.3.3毛细管网式冷辐射末端冷辐射顶板系统冷辐射底板系统冷辐射墙壁系统2.3显热末端---辐射板

辐射末端是近年来发展较快的一种末端，可有效改善人体热舒适和热感觉。辐射供冷末端的冷媒水为高温冷水，在辐射供冷末端应用中必须防止任何一处出现结露的情况，供给末端的高温冷水温度必须高于室内空气的露点温度，确保辐射末端表面温度最低值高于房间设计参数下的露点温度。设置位置平均温度下限/℃地面人员经常停留19人员短暂停留19墙面17顶棚172.4显热末端―其他形式2.4.1被动式冷梁被动式冷梁与辐射末端相比增加了辐射换热面积和对流换热成分，典型冷负荷增大，主要用于排走室内大部分显热负荷。通常悬挂于天花板上方，通过自然对流供冷。被动式冷梁系统新风仅仅用来调节湿度，可节约大量的集中处理机组的电能，进一步达到节能的效果。经处理的新风喷嘴混合区房间空气2.4显热末端―其他形式2.4.2主动式冷梁主动式冷梁空气循环动力由外部循环供给，在冷梁内部形成空气诱导过程，利用强制对流造成空气与盘管间进行传热。其本质是一种干盘管，外部强制送风提供的高速气流与冷梁处理后的回风形成诱导气流，混合后送入室内，供冷量可大于500W/㎡。室外空气空气处理机组冷梁喷口混合区室内回风送入室内被吸入冷水盘管风机作用风机经处理的新风喷口混合区2.4显热末端―其他形式2.4.3地板诱导器地板诱导器适用于公共环境、大厅、办公环境、医院等，应用于玻璃幕墙或落地窗结构的建筑物。制冷范围为100至13000W。地板式诱导末端，带2管制或4管制热交换盘管，安装于架空地板。供热和制冷量大，一次风风量小，噪声低。人员停留区风速低，舒适性高。如有需要可以实现连续线性布置。2.4显热末端―其他形式2.4.4吊顶式诱导器吊顶式诱导器结合了吊顶散流器的气流分布特性和水媒冷却节能这两种技术特点，以吊顶送风作为基本应用形式，提供舒适的空调环境。适用于写字楼、宾馆、图书馆、体育馆等对空气品质及静音要求较高的场所，采用气、水作为换热媒介的空调应用设备。换热效率高，采用水为换热媒介，总冷量为510至2500W。3.对照比较空气―水蒸发冷却空调系统与传统半集中式空调系统的不同之处在于以下几个方面：1）空气―水蒸发冷却空调系统中，利用炎热干燥的气候环境使用蒸发冷却新风机组处理新风，选用蒸发冷却冷水机组提供末端所需高温冷水。房间湿负荷可完全依靠干燥的新风带走，依靠蒸发冷却冷水机组制备的高温冷水带走房间显热负荷。2）传统风机盘管进水温度较低，室内空气被冷却除湿，室内热湿负荷联合处理，末端工作处于湿工况；蒸发冷却冷水机组提供冷水温度较高，末端装置处于干工况，系统无回风，所有送风均通过渗透和排风排至建筑物外，可有效防止病毒与细菌。3）避免系统中冷热抵消及除湿加湿造成的能源浪费。传统半集中式空调，在一些情况下，需对降温除湿后的空气进行再加热，造成了不可避免的能源浪费。

10.2空气-水蒸发冷却空调系统流程210.2.1

水系统流程对于空气-水蒸发冷却空调系统，蒸发冷却新风机组产生的新风消除室内全部的潜热负荷(湿负荷)，其机组有各种不同的结构形式，根据不同结构的新风机组及水系统不同的连接方式，其对应的水系统流程通常有3种方式。概述水系统流程串联式并联式独立式10.2.1

水系统流程冷水机组供给显热末端的冷水经显热末端利用后再通过新风机组的空气冷却器预冷新风，然后回至冷水机组循环。蒸发冷却冷水机组采用大温差（设计供回水温差为10℃）供水方式时，空调末端宜串联，且冷水先流经末端再流经新风机组。1.串联式水系统串联式10.2.1

水系统流程在串联式系统中，由于流经末端的冷水需要再次进入新风机组预冷室外新风，因此在系统运行中须保证末端承担负荷与新风表冷器承担负荷接近，从而保证水系统供回水流量不变的情况下依次进入末端及表冷器。若两者负荷不相匹配或者相差太大，就需要设置旁通调节，系统管路较复杂。因此在使用串联式系统时，往往考虑新风机组在承担室内潜热负荷的同时需要承担约一半室内的显热负荷。1.串联式串联式系统负荷承担示意图10.2.1

水系统流程冷水机组制取的冷水分别单独供给显热末端与新风机组，然后显热末端与新风机组的回水混合后回到冷水机组。蒸发冷却冷水机组采用小温差（设计供回水温差为5℃）供水方式时，空调末端宜并联。2.并联式水系统并联式10.2.1

水系统流程并联方式可以使新风机组承担室内全部潜热负荷及部分显热负荷，剩余显热负荷由室内显热末端承担。若室内显热负荷为,则通过新风机组承担了部分负荷，剩余负荷由室内显热末端承担。串联式系统同样可以采用并联式承担室内负荷的方式运行，只是此时新风机组配置相对需要增大，对应冷水机组由于是小温差型需要大流量运行，亦需要增加容量。2.并联式10.2.1

水系统流程冷水机组供给显热末端的冷水直接回到冷水机组，新风机组中不利用末端的回水。该系统中新风机组的风量往往都是按照空调系统要求计算的最小新风量。3.独立式水系统独立式10.2.1

水系统流程4.三种方式优缺点对比串联式串联式系统能更好的利用干空气能“自然冷却”从而减少显热末端需处理的显热负荷，相比独立式空气-水系统进一步降低冷水机组的装机容量，减小管道输送系统及末端设备。冷水经过风机盘管和新风空气处理机组两次温升，供回水温差更大，系统的冷能利用更合理，更符合热力学中能量梯级利用的原则。但这种系统流程要求蒸发冷水机组的出水温度较低，否则，进入新风机组的水温太高，使得新风的出风温度太高。并联式并联式系统相比于串联式，冷水机组的供回水温差较小但冷水流量较大。该系统进一步提高了新风机组的降温能力，但是对建筑物的占用空间较大。独立式独立式系统中，蒸发冷却冷水机组与蒸发冷却新风机组独立运行。且新风机组的风量往往都是按照空调系统要求计算的最小新风量，适用于对于建筑物层高有限制，无法布置较大送风风管的建筑。10.2.1

水系统流程5.实际案例分析10.2.1

水系统流程新疆地区具有丰富的干空气能，因此，常采用蒸发冷却空调系统。蒸发冷却空调系统一般可分为空气-水系统、全空气、全水系统，所以判断该建筑物是否可以采用蒸发冷却空调系统的决定性因素就是：在当地气候条件下，蒸发冷却冷水机组的出水温度是否满足高温冷水16～18℃的要求及蒸发冷空调机组(新风机组)出风温度是否满足送风要求，经计算同时参照新疆大量的实际工程案例，该建筑空调系统可采用蒸发冷却空调系统。基于当地炎热干燥的气候特点，结合该建筑的负荷特性，空气-水蒸发冷却空调系统水系统设计为串联式系统(大温差小流量)。5.实际案例分析10.2.2.空气系统流程空气-水系统中送入新风的目的是为了满足室内人员卫生需求和排除室内湿负荷同时承担部分室内显热负荷。因此要求送入室内的送风含湿量低于室内设计状态的含湿量。空调系统设计新风量要满足最小新风量的要求。蒸发冷却空气-水系统往往利用室外干空气能来处理新风，新风量加大且不增加室内负荷的同时还可以去除室内部分显热负荷，从而减小末端设备容量及输送系统管道管径，因此蒸发冷却空气-水系统中设计的新风量往往较大甚至远远大于规范要求的最小新风量要求。概述通过系统确定的新风量及室内湿负荷就可以通过下式确定送风状态含湿量值。采用空气-水蒸发冷却空调系统时，若使用蒸发冷却新风机组，则要求时可以通过蒸发冷却的方式达到设计要求。对于单独使用蒸发冷却新风机组达不到排除室内余湿的要求，单独使用纯蒸发冷却空气-水系统满足不了实际需求时，需要结合机械制冷联合运行。当使用蒸发冷却空气处理机组可以排除室内湿负荷及部分显热负荷时，空气系统流程分为间接-直接蒸发冷却新风机组-显热末端、直接蒸发冷却新风机组-显热末端、间接蒸发冷却新风机组-显热末端三种工况。概述10.2.2.空气系统流程10.2.2.空气系统流程1.间接-直接蒸发冷却新风机组-显热末端1.1理论情况所示的送风状态点点并不是实际送风状态点。此点只是为了表示空气处理流程要达到室内状态点理论送风状态点。需要注意的是：所示的送风状态点点并不是实际送风状态点。此点只是为了表示空气处理流程要达到室内状态点理论送风状态点。蒸发冷却新风机组可以排除室内湿负荷及部分显热负荷。风机盘管承担室内冷、热负荷，新风机组只承担新风负荷。空气-水系统空气处理过程焓湿图（1）风机盘管加新风系统空气处理过程焓湿图10.2.2.空气系统流程1.间接-直接蒸发冷却新风机组-显热末端1.2实际情况实际上，在空气-水系统中新风是直接送入室内空调区，在空调区经处理后的新风与经过风机盘管处理后的回风混合后经热湿比线使得空调区状态维持在点。新风带走的室内湿负荷为新风带走的室内显热负荷为风机盘管带走的室内显热负荷为空气-水系统空气处理过程焓湿图（2）1.间接-直接蒸发冷却新风机组-显热末端1.3对比分析新风处理后直接送入空调区是空气-水蒸发冷却空调系统设计中的一个基本原则。如果新风送入风机盘管，可能出现以下问题：（1）风机盘管运行与不运行时（或者在不同转速下运行）时的新风量会发生较大的变化，由于新风量的需求与室温控制并没有严格的对应关系，因此有可能造成新风量不足。（2）夏季经过处理的新风温度已经很低，送入风机盘管后，由于传热温差的减小，降低了风机盘管的制冷能力。（3）这种方式与新风直接送入室内相比将导致室内换气次数下降。因此采用新风直接送入各空调区域，可保证各个空调区得到所需的新风量，符合以最少的新风能耗，达到人员要求的卫生条件原则。10.2.2.空气系统流程10.2.2.空气系统流程2.直接蒸发冷却新风机组-显热末端空气处理综合流程：空气处理综合流程通常的表示方式在焓湿图上如图10-17所示，即新风经过直接蒸发冷却新风机组处理后的状态点与经过显热末端处理后的点混合后再经过热湿比线维持室内状态点空气处理综合流程：室外新风经过直接蒸发冷却新风机组降温至后经过热湿比线至点，室内回风经显热末端降温至点再送入室内，两者混合至室内状态点。

空气-水系统空气处理过程焓湿图（3）3.间接蒸发冷却新风机组-显热末端空气-水系统空气处理过程焓湿图（4）图10为理想状态下的空气处理过程焓湿图，实际运行中当只开启间接蒸发冷却段时，由于间接蒸发冷却效率的限制，很难使被处理的空气达到机器露点Lx，以此不能保证空气沿热湿比线回到室内状态点Nx1。通常在间接段前加一个直接段即采用直接、间接相复合的方式。其空气处理过程如图8所示。

空气-水系统空气处理过程焓湿图（2）10.2.2.空气系统流程3.综合分析①②当室外空气状态点落在Lx等焓线以下时，通过蒸发冷却新风机组处理后的室外新风温度将低于点温度，此时减小新风机组风量可达到要求。当室外空气状态点落在等焓线以上等含湿量线以左时，通过合理配置间接蒸发冷却段及直接蒸发冷却段使得新风出风温度维持在点就可以满足要求。③当室外空气状态点落在等含湿量线以右，点等含湿量以左时，必须加大新风机组风量可以满足要求，同时配置蒸发冷却新风机组通过调试确保出风状态点的含湿量值小于室内状态点点的含湿量值。③①②实际运行中通常只开启间接蒸发冷却段来运行，即必须保证，否则室内湿负荷将无法去除反而增加室内湿负荷。

空气-水系统空气处理过程焓湿图（5）10.2.2.空气系统流程

10.3空气-水蒸发冷却空调系统运行模式310.3空气-水蒸发冷却空调系统运行模式

空气-水蒸发冷却空调系统，即空调房间的热湿负荷由集中处理设备处理过的水和空气共同承担的蒸发冷却空调系统。如图下所示，整个系统分为蒸发冷却空调水系统和风系统。与传统的水—空气系统相比不同之处在于，水系统循环的冷水是利用水侧蒸发冷却冷水机组制取;风系统输送的冷风是利用风侧蒸发冷却空调技术制取。水-空气蒸发冷却空调系统10.3.1全负荷季节运行模式空气-水系统空气处理过程焓湿图空气-水系统处理流程图

在空调区域处于全负荷时，空调区域具有显热负荷Q及湿负荷W。此时空调系统蒸发冷却新风机组及蒸发冷却冷水机组全部开启。系统运行焓湿图如图6所示，其空气处理过程如图7所示。10.3.1全负荷季节运行模式

全负荷季节系统运行流程图显热末端通入冷水，对房间空气进行降温处理冷水给新风机组进行预冷10.3.2过渡季节运行模式1.空调区域只存在全部显热负荷（Q）过渡季节（Q）系统运行焓湿图过渡季节（Q）系统空气处理流程图

10.3.2过渡季节运行模式

部分负荷系统运行流程示意图此系统类似于全空气蒸发冷却空调系统。当空调区只存在少部分显热负荷及湿负荷时，此时蒸发冷却冷水机组和显热末端可以停止运行，通过蒸发冷却新风机组来承担室内的热湿负荷。此时系统运行流程示意图如图11所示。10.3.2过渡季节运行模式

系统运行焓湿图如图12所示。此工况时空调区域显热负荷需小于新风机组所能带走显热负荷的能力，否则需要开启显热末端。当空调区域负荷能够通过新风机组全部带走时，系统运行空气处理流程如图13所示：过渡季节（Q1+W）焓湿图过渡季节（Q1+W）空气处理流程图10.3.2过渡季节运行模式

过渡季节（Q2+W）理论焓湿图过渡季节（Q2+W）空气处理流程图10.3.3部分负荷季运行模式

部分负荷（Q1）焓湿图10.3.3部分负荷季运行模式

部分负荷（Q1）空气处理流程图10.3.3部分负荷季运行模式

10.3.3部分负荷季运行模式

部分负荷（Q2）焓湿图部分负荷（Q2）空气处理流程图10.3.3部分负荷季运行模式3.空调区只存在全部湿负荷（W）空调区只存在湿负荷的工况实际空调系统中很少出现，只要有人的活动区必然带来的是全热负荷。考虑此工况主要是在某些特定场所、特定条件下才会出现，出现时空调区散湿量较大而显热负荷不明显或者显热负荷小到可以忽略不计，此时维持室内工况点的首要保证是排除室内余湿量，所以此工况时显热末端可以停止运行，通过运行新风机组来满足排除湿负荷的任务。此时新风机组送风温度只需要与室内状态点相同即可。3.空调区只存在全部湿负荷（W）10.3.3部分负荷季运行模式部分负荷（W）理论焓湿图

部分负荷（W）空气处理流程图

10.4工程应用实例410.4.2示例1——新疆某大厦《新疆某公共建筑蒸发冷却空调系统应用研究》中对新疆某大厦工程应用案例进行了系统的阐述，从蒸发冷却空调系统设计方法、步骤入手，立足于整个系统的节能最优化，对该系统的设计及设备选型进行了分析说明。对该系统的实际应用情况进行了调研，并对该系统的效益和节能型进行了分析。

新疆某公共建筑蒸发冷却空调系统应用研究10.4.2示例1——新疆某大厦新疆立昂技术大厦(见图2)位于乌鲁木齐新市区。该大厦共11层，其中地下一层为车库，一层为公司大堂展厅，二层为健身区，三层为会议培训区，四层为住宿区，五至九层为办公区，十层为餐厅，总建筑面积为15529㎡，空调面积为10956㎡。建筑概况

新疆某大厦—层及十层为大堂及餐厅，空调区布局为大空间，大堂高大空间负荷主要由围护结构引起，负荷趋于稳定，空调区温湿度要求—致，因此布置全空气系统进行集中调节。十层餐厅空调区，集中负荷主要出现在人员就餐时间段，且人员较多，需要新鲜空气量较大，湿负荷较大;餐厅需求补风量较大，甚至大于人员要求的最小新风量;空调区要求参数一致，要求集中控制，因此在十层设置全空气系统集中送风，满足空调区大风量需求和集中控制要求。二至九层分别为隔间办公建筑、住宿、培训区域等各种小空间空调区域。由于各个空调区域要求的温湿度参数不同，不同空调区域各自的负荷不是同时出现最大值，如住宿等部分空调区域有部分时间段不需要调节室内参数，处于非工作状态，对于培训区，只有在集中培训时间段负荷较大，平时处于非工作状态，负荷很小;办公区域不同使用功能的办公室负荷不同，不同人员使用的办公空间对室内温湿度的要求不同。因此负荷也不相同，需要各自房间可以独立调节。再者，办公区域在非办公期间，空调可以关闭以利于节能，而在非办公时间段，住宿空调区域负荷往往较大，需要全负荷开启。因此不同功能段不同空调区域的布局设置，需要空调区域温湿度参数可以灵活调节，就地控制，且不希望空调系统占用较大空间，因此在二至九层空调区域设置了空气-水蒸发冷却空调系统。建筑物负荷特性10.4.1示例1——新疆某大厦该项目针对不同空调区分别采用了全空气蒸发冷却空调系统及空气—水蒸发冷却空调系统。其中一层和十层采用全空气蒸发冷却空调系统，三级蒸发冷却空气处理机组。二至九层采用空气—水蒸发冷却空调系统，冷源为蒸发冷却冷水机组，新风采用两级蒸发冷却空气处理机组，显热末端采用干式风机盘管，部分末端采用地板辐射版。一层与十层全空气蒸发冷却空调系统:采用了三级蒸发冷却空调机组，其中第一级采用外冷式，冷水来自蒸发冷却冷水机组，第二级采用内冷式，第三级为直接蒸发冷却段。二至九层空气-水蒸发冷却空调系统:每层单独布置两级蒸发冷却新风机组，其中第一级采用外冷式，冷水来自蒸发冷却冷水机组提供给末端的回水，第二级为直接蒸发冷却段。每层布置干式风机盘管/辐射板显热末端。空调方式10.4.1示例1——新疆某大厦2-9层空气-水系统空气处理过程焓湿图2-9层空气-水系统处理流程图空调系统布置示意图10.4.1示例1——新疆某大厦

空调系统布置示意图十一进风进风进风进风排风排风排风进风蒸发冷却冷水机组制备的冷水分为三路，一路冷水送入二至九层房间的干式风机盘管末端，吸收室内显热负荷，从干式风机盘管的回水回至二至九层布置的两级蒸发冷却新风机组中设置的间接蒸发冷却段，通过间接蒸发冷却段对室外新风进行等湿降温预冷，从蒸发冷却新风机组的回水回至蒸发冷却冷水机组。另外一路冷水送至布置在一层及十层的两台三级蒸发冷却空调机组，通过空调机组设置的表冷器对室外空气进行预冷，然后回至冷水机组。此时这部分冷水充当了一层及十层蒸发冷却空气处理机组间接段的外部冷源。最后一路冷水送至一层至十层电梯间的显热末端冷辐射板，经过辐射末端的回水回至蒸发冷却冷水机组。此路水系统所提供的冷量主要用来由显热末端辐射板处理电梯间部分显热负荷，与干式风机盘管末端类似，只是设备形式不同。设备选型该大厦共选用冷源为蒸发冷却冷水机组4台，冷水机组组合示意图如图所示，实物所示。蒸发冷却冷水机组由设置的表冷段-管式间接段-填料段组成，单台制冷量为232kW，流量为40m³/h，单台机组功率为18.3kW，机组理论能效比为12.7。蒸发冷却冷水机组实物冷水机组组合示意图10.4.1示例1——新疆某大厦设备选型10.4.1示例1——新疆某大厦蒸发冷却空调机组组合示意图及其处理过程焓湿图三级蒸发冷却空调机组（1）一层及十层全空气系统设置2台三级蒸发冷却空调机组，机组组合示意图如图所示，机组实物如图所示。单台风量为40000m³/h。二至九层蒸发冷却空气-水系统设置8台两级蒸发冷却新风机组，单台风量为8000m³/h。10.4.2示例2——新疆某数据中心该工程位于新疆乌鲁木齐市，建筑外观如图所示。该数据中心共5层，建筑高度为23m，建筑面积为10738㎡，空调系统主要服务于二层通信机房，传输机房及四层IDC（互联网数据中心）机房。建筑概况数据中心建筑外观该数据中心负荷主要为显热负荷，主要为设备散热量，计算机系统的主机在运行过程中大量散热，如不能及时排除，将导致机柜或机房内温度迅速升高。过高的温度将使电子元器件性能劣化，降低使用寿命，加速绝缘材料老化、变形、脱裂，从而降低绝缘性能。机房负荷全年基本稳定，因此系统需要全年运行。空调系统负荷为2767kW，由于数据机房独特的负荷特性，显热负荷为主要负荷，空调区基本无须除湿，结合新疆特有的气候条件，一年四季采用蒸发冷却空调方式可以满足机房对环境温湿度的要求。高负荷一年四季运行采用传统机械制冷带来的将是高能耗、高维护费用、高运行成本。结合气象条件采用蒸发冷却技术结合乙二醇自然冷却技术，将替代机械制冷系统，通过合理的切换运行，可以使数据中心负荷得到有效去除。由于数据中心设备对环境中粉尘颗粒等污染物的的限制，无法通过大风量全空气直流系统带走热负荷，全空气直流系统将使设备增加投资，运行维护成本提高，且大风量系统带来室内空气洁净度不良等问题的发生。因此有效地使用机房用冷水机组通过高温冷水带走显热负荷的同时，系统循环可以采用闭式循环，满足机房对环境空气质量的要求，同时充分发挥蒸发冷却空气-水系统的优势。建筑物负荷特性10.4.2示例2——新疆某数据中心该工程对数据中心负荷特点，在机房内布置了机房专用高温冷水空调机组，机组高温冷水由蒸发冷却冷水机组提供。机房外部设置有蒸发冷却冷水机组，空调区外侧布置有两级蒸发冷却新风机组，其中第一级为外冷式表冷器，第二级为填料式直接蒸发冷却器。蒸发冷却冷水机组制备高温冷水与数据中心专用空调机组冷水系统通过中间设置板式换热器换热运行，以保证数据中心空调机组处于闭式运行状态。蒸发冷却新风机组与室内机房专用高温冷水空调机组使用同一台风机循环送风，不同工况时切换水路运行。为了进一步充分利用干空气能并确保在室外低温度时蒸发冷却冷水机组能够有效带走室内热负荷，冷水机组冬季循环过程闭式循环设计采用乙二醇溶液循环冷却。系统针对不同工况主要有三种运行方式:冷水机组—机房空调的闭式循环，冷水机组—新风机组的直流式循环冷水机组，表冷段—机房空调的闭式乙二醇循环。

空调方式10.4.2示例2——新疆某数据中心当蒸发冷却冷水机组提供高温冷水换热后，可以满足室内机房专用空调机组排除室内负荷时，关闭蒸发冷却新风机组，开启蒸发冷却冷水机组及机房专用高温冷水空调机组。系统流程图如图所示。蒸发冷却冷水机组制备的高温冷水通往板式换热器，与机房空调回水间接换热后返回机组循环喷淋。机房空调回水一部分通往蒸发冷却冷水机组第一级表冷器预冷室外空气，之后与剩余部分混合后通过中间板式换热器降温后回至空调机组循环。此时系统运行中冷水系统为闭式循环，机房空气也为闭式循环。运行方式1:冷水机组—机房空调的闭式循环10.4.2示例2——新疆某数据中心

系统流程图(1)当室内机房专用空调机组不能排除室内负荷，通过开启蒸发冷却新风机组可以满足要求时，开启蒸发冷却冷水机组及蒸发冷却新风机组运行，使空气系统为直流式系统。系统流程图如图所示。蒸发冷却制备的高温冷水通往板式换热器，与新风机组回水间接换热后返回机组循环喷淋。新风机组回水一部分通往蒸发冷却冷水机组第一级表冷器预冷室外空气，与剩余部分混合通过中间板式换热器降温后回至空调机组循环。此时系统运行中冷水系统为闭式循环，机房空气为直流式系统。运行方式2:冷水机组—新风机组的直流式循环10.4.2示例2——新疆某数据中心

系统流程图(2)在室外空气干球温度低于3°C时，蒸发冷却新风机组及蒸发冷却冷水机组的循环喷淋段停止运行。通过冷水机组表冷器与机房专用空调机组管路循环乙二醇水溶液带走机房负荷。乙二醇水溶液吸收室内负荷温度升高后通往冷水机组表冷器，表冷器通过室外空气与乙二醇溶液换热降低溶液温度后继续通往机房空调机组循环降温。系统原理图如图所示。运行方式3:冷水机组表冷段—机房空调的闭式乙二醇循环10.4.2示例2——新疆某数据中心

系统流程图(3)设备选型该数据中心共选用冷源为蒸发冷却冷水机组16台(N+3冗余)，冷水机组实物如图所示。蒸发冷却冷水机组由设置的表冷段管式间接段填料段组成，单台制冷量为232kW,流量为40m³/h,单台机组功率为19kW,额定出水温度为16°C。系统共设计44台外冷式蒸发冷却新风机组。二楼通信机房、四楼IDC机房各自设计18台外冷式蒸发冷却新风机组(N+4

冗余);二楼传输机房设计8台外冷式蒸发冷却新风机组(N+2