0.引言

工业厂房的特点是空间大，一般有内热源存在，生产过程中有的还会产生一些有毒、有害气体，其中温度对操作的安全和精度有很大影响，据统计，在17~23℃的稳定环境里所产生的工伤事故和作业失误指数最低。随着GBZ1—2002《工业企业设计卫生标准》GBZ2—2002《工作场所有害因素职业接触限值》等相关标准的出台，采用自然通风降温的方法已很难达到相关标准的要求，采用传统机械制冷空调则存在投资大、运行费用高，空气质量差等缺点。而环保空调与传统压缩式空调机原理、结构都不同，在卫生、经济、环保、安装运行等方面都有显著的优点，自20世纪90年代末在我国兰州、呼和浩特、银川、乌鲁木齐和吐鲁番等西北地区以及江苏、浙江、福建和广东等沿海地区的企业作为厂房降温通风设备而推广使用，目前，国内环保空调生产厂家160家左右，蒸发冷却设备产品年产量40万台左右，应用广泛，节能效应非常显著。

1.蒸发冷却技术

蒸发冷却技术利用自然界可再生干空气中干球温度与湿球温度的温差作为驱动势，采用水作为制冷剂，通过水分蒸发吸热来制冷。其核心就是空气和水的热质交换，蒸发冷却过程中的热量、质量传递推动势相对较小，因此属于低品位能源利用技术，基本上不消耗或消耗极少一次能源，且对环境无破坏作用。

相关高校实验研究表明，室外平均温度为29℃，干湿球温度差为5℃时，干球温度可以下降4℃左右，蒸发冷却效率可达79.5％，相对湿度可以提高22％。室外平均温度为31.2，干湿球温度差为7℃时，干球温度可以下降6℃左右，蒸发冷却效率可达84.1％，相对湿度可以提高32％。干湿球温差越大，冷却的效果越显著。

表1久裕牌环保空调送风温度试验

室外干球温度（℃）	31.9	32	33.5	38.2
室外湿球温度（℃）	26.8	28	26.5	27.2
干湿球温度差（℃）	5.1	4	7	11
送风温度（℃）	27.8	28.8	27.9	29.4

表1是久裕牌环保空调在广州测得的几种实际试验情况。由表可知，在中国南部地区，以广州为例，夏季实际使用环境通常是室内温度30％，湿度85％，对这样较高温度和湿度条件下的环境舒适性，国内学者早已有了相关的研究，认为适当提高室内空气的流速(风速达到0.8m／s以上)，再加上每1～2分钟室内空气被更换一遍，可达到舒适、健康、节能的目的。

2.环保空调

采用水直接蒸发冷却方式接近于等焓加湿过程，室外室气经加湿降温后送入室内。这种方式结构非常简单，成本及耗电极低，目前99％的水蒸发环保空调是采用此原理。其中外挂式环保空调用于工厂有很大优势，环保空调外挂后对室内噪音影响小，且墙洞窗洞尺寸也小。图1为一种常用在工厂的四面湿帘、顶部或底部出风的方形正压式环保空调。主要由风机、水循环系统、滤网及外壳等部件组成，其过滤网(换热器)一般是由高纤维波纹片经交错叠合设计制成。水泵电机、风机是整个系统的运行动力，对于蒸发制冷空调的电机，最重要的就是要防潮效果好。

对环保空调一般有工作的基本条件、风量测试、蒸发效率试、制冷量的计算、蒸发量、能效比、噪声以及安全8个方面的要求。如使用条件，即周围环境空气相对湿度低于95％。规定一定的出口余压，既保证了环保空调冷却空气水分与空气热湿交换必需空气流速要求，又保证了被处理的空气的输送过程中克服阻力的需要。

环保空调风量的测量应在一定的机外余压下进行。标准配置为1.1kW上下、18000m／h左右风量，出风接风管或直接装电动百叶送风，主风管出口风速13m／s。

3.厂房采用环保空调通风降温的设计与安装

环保空调能够直接输送自然风及输送经降温后的凉风，将室内带有气味、粉尘和混浊闷热的空气排出室外，同时兼顾换气、降温及增加空气含氧量等多种效果，特别适用于高温及人群密集的场所，如塑胶包装车间、纺织车间及食品饮料车间等。下面结合工程实例就外挂式环保空调的设计安装进行分析归纳。

3.1系统设计

设计前关健的一环是需要了解车间的工作环境，如车间的属性，主要生产什么，生产中的产热量及降温范围，工位是如何布置，对风管及风咀的走向及安装有什么特别要求等。还需了解室外的环境，如空调机可安装位置的调查及客户对安装有什么特别要求等。选择参数主要有换风次数、工位送风量、排风率。

换风次数(次／小时)=每小时总送风量／目标空间体积，目的就是在特定空间里，保持供风与排风的体积相对平衡。工程实践经验当换气次数从40次增加到60次，设备台数及初投资将增加50％，但此时温度可能只低1oC，因此换气次数建议不超过40次。对于高大厂房设计时送风口一般尽量在2.5米以下，原则是冷空气在底层流动以满足人员及设备需要即可，尽量不去拢动车间上层热空气。此时高厂房按5米的高度计算换气次数即可。

如果采用了工位送风，需要考虑的因素就是要依据环境设计直接吹到某工人或一组工人身上的定点风量，也称工位送风量。

温度和湿度是影响人体舒适感的两大重要因素，表2为久裕牌环保空调在外界干球温度2837℃，相对湿度50％～85％的热带、亚热带气候条件下经验推荐的设计标准部分数据。

表2久裕牌推荐给不同工业厂房的设计标准(部分数据)

工业厂房类型		生产中产热量			换风次数（次/h）	工位送风量(m3/h)
		少	中	多
制衣类	裁缝、缝纫		●		30	1000
	蒸慰			●	40	1000
	干洗	●			25	1000
食品类	蒸、煮			●	40	1800
	消毒杀菌			●	40	1800
	包装、罐头		●		40	1000

环保空调在厂房中应用是整体通风降温系统，必须全面考虑的因素还包括冷风效果、风咀位置和型号，与供风系统配套的排风方式等。

传统中央空调使用场合必须紧闭门窗，隔绝冷气的流失才能达到降温效果。而环保空调是将室外的新鲜空气经过降温、过滤后送人车间，使车间产生一定的正压将热空气和浑浊有害气体排出室外。因此使用环保空调必须敞开门窗，或加装负压排风扇才能达到使用效果。排风率=总排风量／总供风量，一般推荐值为90％。

设计步骤：确定换风次数一计算空间体积?计算总换风量一选择环保空调型号及台数一确定工位送风量一确定排风量。

3.2系统布置及安装方式

为最大限度地保证正常作业时有充裕的清新空气送人送风区域，环保空调应安装在室外，用全新风运行。安装环境要有通畅的清新空气供应，不要让空调机在封闭区域内送风工作，如果没有足够敞开的门或窗，就要加装百叶窗，建造新风阁安装。常见的室外安装方式有外墙、窗外安装和穿屋顶安装。环境是决定环保空调的安装方式基本因素，而工厂的特性则是重点。因环保空调是针对性的区域降温，在基本环境特许的情况下，优先从厂房内不同工位布置选择其安装方式。图2为某纺织厂环保空调安装示意，须安装冷气的纺织车间处于三楼，为尽量不破坏楼层结构，为最大限度地使每工位送风到位，因此环保空调机应选择如图所示墙位安装效果最佳。图3为某食品车间环保空调安装示意，须安装空调机的区域为食品凉放间，单层锌瓦棚结构，工位布局不规则，须送风区域约110平方米，使送风区域风量均匀到位，选择穿锌瓦顶安装，采用六面送风，送风距离可达1O米特制风咀，该安装方式不仅安装施工方便缩短工期且降低造价。

3.3存在问题分析

对上述2个工程进行了跟踪调研，存在问题主要有两点：

(1)环保空调采取不同的安装方式的影响

食品车间屋顶安装，不利的是在空气不流动的夏季里，空气温度有时超出57℃，这样使进口空气温度急剧升高。纺织厂采取了墙位安装，相较屋顶安装降低了进风温度，然而牺牲了部分自然采光，需用梯子来维护，增加了费用。

(2)出风分布目标设计对舒适、节能的影响环保空调安装在室外，不需回风管，风管系统比

机械制冷方式的要简单得多。风管(含出风口)的设计主要影响出风分布目标，这与空调效果(舒适性)密切相关，也是空调节能的关键所在。

广东属于湿度较高的地区，在工人岗位周围形成较高的空气流速是受欢迎的，夏季纺织厂室内送风采用了定点供冷模式，以较高的速度吹过人体。将空气吹向人体在2个条件下可以得到降温，一是低于人体皮肤的温度34.4℃，二是足够干燥可除去皮肤表面的湿气。当然第一条更重要，第二条也不容忽视。我们在纺织厂送风管末端进行了改进实验，当时室内平均温度30℃左右，从环保空调出来的空气28℃左右，改进的末端凉风首先吹向车间墙壁吸收热量，此时凉风温度比室内平均温度低约10C，然后再以较高速度吹向工人，反映舒适性提高。分析认为冲刷得热面吸收显热降低了相对湿度，然后再吹向人体，提高了空气除去人体皮肤潜热的能力。

经环保空调处理后的空气流过室内，吸收室内热量，设计推荐温升3.9～5~C之间(比室外空气温度约低2℃)排向室外，同时带走没有被利用的冷量。用于空间的净供冷量小于环保空调的输出冷量，造成了能源的浪费。为了节能，空调与通风互相协调特别重要，整体通风与局部通风并用，对操作者则提供定点供冷的模式较有成效。

该纺织厂的纺织车间原在四周的外墙离地面1米高处安装了一定数量自然通风窗和机械排风机，初始安装环保空调时没有按环保空调工程公司提出的排风配置方案，空调运行测定排气温度较出口温度上升3.5℃左右。考虑到：①排气温度还有上升空间；②纺织车间工艺特殊性——高湿度使棉线强度更高，不易拽断；③车间除日照得热、围护结构渗热外，车间内还有电动机散发的热量，内部空气相对湿度较低，提出了改进方案：建议原自然通风窗用于采光，增加1倍数量的机械排风量，排风机穿墙尽高安装。方案采纳并实施后，排风温升上升到5~C左右，工人也无不舒适感。

4.结束语

蒸发冷却技术集通风、换气、防尘、除味、降温于一身，用水作为制冷剂，不产生任何有害人体和污染环境的气体，初投资运行费均比传统空调系统低，统计表明初投成本仅为传统空调的1／3，使用成本仅为传统空调的1／8，非常符合国家乃至世界节能减排政策。随着技术的进步，与通风降温工程设计、安装等环节结合，必成为应用广泛的空调系统。