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一带一路上的蒸发冷却技术

访谈背景:

2016年10月20日,第一届“一带一路”可持续制冷与空调国际制冷研讨会在古城西安召开,本次会议旨在迎接“一带一路”建设为制冷空调行业发展带来的新机遇和新挑战,响应国际社会对“一带一路”建设的高度关注。会议邀请了“一带一路”沿线国家制冷空调学会和相关组织、国内相关对口部门、国际及国内高校和科研院所制冷空调领域专家、学者、企业代表等,共同研讨真正适合“一带一路”沿线国家的可持续制冷与空调技术及其工程应用成果等。

2016年10月20日“一带一路”蒸发冷可持续制冷与空调国际研讨会在西安隆重召开,暖通空调在线小编在现场对本次活动主办方西安工程大学副校长黄翔教授进行了深入访谈。

一带一路上的蒸发冷却技术


活动创意

据介绍,本次活动筹办的创意是由西安工程大学黄翔教授和英国赫尔大学的赵旭东教授在科研项目对接中产生的。在他们的交流中,分别对利用可再生能源降低建筑能耗和提高室内空气品质等方面都开展了相关的研究工作,而且在蒸发冷却技术理论与应用研究方面都做了长期的技术合作。

筹办会议初期主要是考虑在一带一路沿线的国家(如西北亚和中亚等地区)很多都属于气候干燥、夏季炎热的气象区域。伊朗、巴基斯坦这样的沿线地区干空气能都非常的富足,在这些地区都非常适合用蒸发冷却技术,恰恰这些国家也都是发展中国家,经济水平和对生活舒适度的要求也都在不断的提高,对建筑节能的需求也非常大。所以结合这两方面,在一带一路沿线国家将蒸发冷却可再生能源技术进行推广和普及,既适合当地的气候条件、因地制宜,同时也适合当地经济发展。

另外,中国正处在一个快速发展的时期,我们很多从事蒸发冷却的企业也发展到了一定的水平,国家也成立了相应的组织、制定了大量的相关规范标准,在经过十多年的磨练,拥有了许多实际工程应用的基础,一些产品大量出口亚洲、非洲和欧洲等国,这个时刻是我们应该走出去,利用国际的平台,将蒸发冷却技术走出国门,在一带一路国家中推广应用,因此,本次会议具有非常重要的意义。


一带一路蒸发冷却技术应用的核心

蒸发冷却技术从研究、应用到得到大家认可,在中国的发展过程将近20年。从之前非常简易、简单的一种通风降温方式,转变到一种利用干空气能可再生能源的节能、绿色的技术,这些特点在本次会议的技术报告中也得到体现,美国的麦索特森科教授和英国赫尔大学的赵旭东教授、我国西安工程大学黄翔教授蒸发冷却团队、澳蓝(福建)实业有限公司等,国内、国外的专家交流的重点技术就是露点间接蒸发冷却技术,这也是目前国际蒸发冷却技术研究领域重点的研究方向。而且可喜的是国内、外都已经实现了产品的产业化。

活动意义

本次会议的参会人员对此都非常感兴趣,认为这个是蒸发冷却中的技术含量体现,对未来建筑节能会产生很大影响;其次,香港理工大学的专家也是充分利用建筑中的热回收,因为夏天房间里面的空气温度很低,把温度和室外的新风进行热交换,同时把间接蒸发冷却技术复合其中,这样就可以实现对室外新风的降温和除湿,也就是说蒸发冷却技术除了可以实现降温、加湿等功能,还能实现除湿功能,这次交流也是开阔了大家的思路。

现在,已远不是最初大家对蒸发冷却理解的“土空调”、“沼泽空调”和一种普通的空气通风降温处理方式,实际上可以实现降温、加湿、除湿、净化等多功能。通过本次会议使得国内外对蒸发冷却的技术上升到一个全新的认识,而且本次会议还有个亮点,结合了政、产、学、研、用五方面组成的平台,围绕着蒸发冷却的技术,在“一带一路”沿线国家地区的建筑节能上有很好的对接。本次会议不单单是学术交流,更是搭建了建筑节能可持续发展技术应用的平台,具有里程碑式的意义。

一带一路上的蒸发冷却技术


国内、外蒸发冷却技术的对比

黄翔教授针对国内、外蒸发冷却技术的研究做了对比介绍,主要的区别体现在:国外在露点间接蒸发冷却技术方面,对空气的降温处理,现在如何加大干湿球的温差的驱动势,提高间接蒸发冷却器的效率,做了大量的工作,一方面从换热器结构上的优化,如采取各种纯逆流形式和波形换热板;另一方面是在换热材料方面,采用新的亲水性材料,如多孔陶瓷材料、膜材料和聚合物材料等,或对换热材料表面进行纳米等亲水性处理,使水很容易均匀的分布在换热材料表面,这样就大大的减少利用水泵、布水器进行布水带来的能耗,几乎可以直接去掉水泵,同时还可避免采用循环水所带来的水质处理等问题。蒸发冷却空调本身没有压缩机,如果再省去了水泵,能效比将会大大的提高。

国内的技术路线主要有两部分,第一,把间接蒸发冷却和直接蒸发冷却进行有机的结合,开发多级复(组)合式水蒸发冷却空调机组。因为蒸发冷却在全年的运行过程中,有些季节主要是降温,有些季节需要加湿的功能,这样的复合式蒸发冷却空调机组就既能加大蒸发冷却的的温降要求,同时也能满足降温或加湿等不同功能的要求。第二,通过蒸发冷却不仅能制取冷风,还能制取高温冷水,这个水的温度同样可以达到低于空气的湿球温度(亚湿球温度),也就是说高温冷水要低于常规冷水,因为采用了露点间接蒸发冷却的预冷,使水的温度比一般的间接蒸发冷温度降得更低,效率更高。

在“一带一路”沿线国家和地区,从分析、计算相关气象条件,可以看出利用露点间接蒸发冷却的降温范围基本可以保证建筑中的温湿度的基本要求。前一代的蒸发冷却空调,效率相对低一些,空气处理设备比较庞大,也影响了在建筑中的应用;另一个在沿线“一带一路”沿线国家和地区的住宅建筑中,完全就可以摒弃传统的机械制冷的通风空调设备,因为蒸发冷却空调完全可以随室外气象条件和室内冷热负荷的的变化,满足室内温湿度的要求。再加上现在露点式的间接蒸发冷却器,属于高效紧凑式换热器,可以将其体积做得更小,特别适合家用蒸发冷却空调,这个就更大的可满足“一带一路” 沿线国家和地区人们生活的需求。其初投资也比传统的空调要低,费用基本可以比传统的空调降低一半,运行费用约是传统空调的1/4左右。

一带一路上的蒸发冷却技术

一带一路上的蒸发冷却技术


蒸发冷却技术的分类及应用

从制冷空调的方式来说,一类是传统意义上的电驱动压缩式制冷,是主要的制冷方式,具有一百多年的历史;第二是利用热作为能源进行制冷的吸收式制冷的方式,也占有一定的份额;第三个就是利用蒸发冷却制冷的方式。从散热的角度上来说,有风冷式、水冷式和蒸发冷式。蒸发冷不论是从制冷降温还是从散热角度,都具有它的作用和市场。如果将这两部分统一考虑起来,相信未来蒸发冷的市场会越来越大。预计间接和直接蒸发冷的市场占有率在未来20年内可增至20%。

目前蒸发冷却技术在国内的应用比较广泛,例如在新疆的很多医院医疗系统备受认可,医院对温度、湿度、空气净化尤其是新风等都有需求,而蒸发冷却对此有很好的效果,所以蒸发冷却空调特别适合医疗建筑这样的场所,在新疆已有许多医院都应用了蒸发冷却空调系统。另外就是应用到公共建筑,如:体育馆、展览馆、候机楼、超市、商场及影剧院等,这些都是大空间的公共建筑,如果完全用传统中央空调的话,建筑能耗会非常的大。但是如果采用蒸发冷却空调,不仅可以降低能耗和满足室内温湿度的要求,同时还可以大大地改善室内空气品质,满足人体热舒适性的要求,所以在公共建筑当中应用的也较为广泛;第三是应用在工业建筑,如生产车间、工厂等,如果用传统中央空调,初投资和运行成本都比较高,目前许多企业为了降低成本,主要是利用自然通风或者使用风扇等方式来解决夏天温度较高时的通风降温,其效果较差。而蒸发冷主要则是将通风与降温相结合的方式,可大大改善工业车间的工作环境,现在的工人好多都是90后,因为工厂的工作环境较差,导致很多企业招工难,很多地方均出现用工荒,所以改善工厂的工作环境也是势在必行;第四是应用在通信机房和数据中心,大数据的时代,能耗也是不得不说的话题,数据中心一年365天是不间断的运行,机柜发热量极大,能耗非常高,如果在冬季或过渡季节利用蒸发冷却技术,完全可以代替机械制冷,到了夏季最热的时候,我们可以利用间接蒸发冷却预冷,与机械制冷联合运行,尽量减少机械制冷的使用时间,全年下来,整个能耗就能显著降低下来。

一带一路上的蒸发冷却技术


一带一路中蒸发冷却的新使命

我们从事的行业是制冷空调,作为国家建筑能耗的大户,恰逢国家“一带一路”发展战略的提出,对于我们整个制冷空调行业来说是一个难得的契机,在适合采用蒸发冷却的“一带一路”沿线国家和地区推广应用和发展蒸发冷却技术,是制冷空调行业今后的重要发展方向。

首先我们要对所在地区的气象条件和建筑能源的结构充分的了解和分析。大家都知道我们这个行业是与建筑环境和建筑能源打交道的。我们真正要做到的是对“一带一路”沿线国家和地区的气候特征、能源形式做更深入的了解,才能将蒸发冷却技术更合理的有效应用;第二,暖通方面的一些人才也应该有所选择的针对当地的气候特征和能源结构,也要做一些这方面的符合当地的实际情况的产品开发以及技术输出,不要千篇一律地照搬照套其他地区的模式,一定要紧密结合当地的气候,与能源的特点;第三,加强对这些地区的制冷空调应用人才方面的培养,因为再好的技术、设备,没有很好的人来应用和管理,也不会达到预期的效果。总之,应该做到“把传统技术用好,把新技术用对”。

一带一路上的蒸发冷却技术


黄翔教授简介

一带一路上的蒸发冷却技术

男,1962年7月生,研究生学历。西安工程大学(原西北纺织工学院)副校长,二级教授,供热、供燃气、通风及空调工程学科带头人。西安建筑科技大学兼职博士生导师。陕西省有突出贡献专家,陕西省三五人才。我国纺织空调除尘和蒸发冷却空调技术领域学科技术带头人。

现任中国制冷学会理事,学术工作委员会委员,空调热泵专业委员会委员;中国制冷空调工业协会技术委员会委员,蒸发冷却空调工作委员会秘书长;中国纺织工程学会常务理事,空调除尘专业委员会主任;陕西省制冷学会副理事长;陕西省纺织工程学会环保空调专业委员会主任;陕西省土木建筑学会常务理事;西安制冷学会名誉理事长;西安市科学技术协会副主席;《暖通空调》、《流体机械》、《纺织学报》、《建筑热能通风空调》及《制冷与空调》等学术刊物编委。

近20年来,结合我国西北地区气候条件的特征,率领其研究团队开展了利用干空气可再生能源的蒸发冷却空调技术的研究,取得了一系列理论与应用成果。近年来获得国家发明专利授权100余项,实用新型专利授权400余项。发表论文500余篇。主持和承担国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目、地方政府项目、企事业单位委托科研项目50余项。获省部级科技奖近20项。获2007年桑麻纺织科技二等奖。获2012年中国纺织学术带头人奖。获2014年陕西省科学技术一等奖。主编普通高等教育“十一五”国家级规划教材《空调工程》(机械工业出版社2006,第2版2013)、主编大型工具书《纺织空调除尘手册》(中国纺织出版社2003)、主译《蒸发冷却空调技术手册》(机械工业出版社2008)、编著《蒸发冷却空调理论与应用》(中国建筑工业出版社2010)、主编《蒸发冷却通风空调系统设计指南》(中国建筑工业出版社2016)。参与国家标准《蒸发式冷气机》(GB/T 25860—2010)、《水蒸发冷却空调机组》、《家用和类似用途电器的安全蒸发式冷风扇和蒸发式空调器的特殊要求》、国家标准图集《蒸发冷却通风空调系统设计与安装》、国家设计规范《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》及行业标准《蒸发冷却制冷空调系统工程技术规程》、《蒸发冷却用填料》、《发电厂蒸发冷却通风空调系统设计规程》、《蒸发式冷气机安装与使用要求》、《蒸发式冷风扇用填料》等10余项。并多次在国内外进行学术交流。使这一节能、低碳、经济、健康的绿色空调技术在我国西北等地区的工业、农业及民用等建筑中得到了推广与应用。

至今已培养博士研究生和硕士研究生近100人。

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