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國內外蒸發冷卻空調技術標準概況及特點介紹

來源:蘇州諾華德環?照{ 發布時間:2012年06月01日 瀏覽量:3997

蒸發冷卻空調技術是一種采用水作為制冷劑通過水分蒸發吸熱的制冷技術。這項技術不僅具有節能、環保和經濟的特點,而且具有調節空氣干球溫度和相對濕度以滿足居住者舒適性要求和生產工藝性要求的特點,廣泛應用于工業和民用建筑中,收到了良好的社會效益和經濟效益。

節能、環保和經濟的特點使蒸發冷卻空調技術成為新世紀最具節能潛力和發展前景的空調技術之一。歐美、印度等國家都大力發展蒸發冷卻空調技術,尤其隨著能源的日益緊缺,蒸發冷卻空調技術得到了空前的發展,并形成了一定的產業規模。國內在上世紀60年代開始關注這項技術,上世紀80—90年代,同濟大學、哈爾濱建筑工程學院、天津大學、北京工業大學等國內高校對該技術投入了研發力度,開展了研究工作。21世紀以來,西安工程大學對蒸發冷卻技術開展了大量的研究和推廣應用工作,取得了可喜的成果。隨著企業項目的啟動和投人的增加,加快了該技術產業的發展,目前蒸發冷卻空調技術已廣泛應用于我國西北干燥地區和廣東、福建等沿海省市。

蒸發冷卻空調技術節能潛力的發掘和產業的快速發展對標準化工作提出了迫切需求。美國、澳大利亞、沙特阿拉伯、印度、加拿大等蒸發冷卻空調技術較發達的國家都大力開展相關標準的研制和推廣應用工作,促進該項技術健康快速發展,發揮節能潛力。近年來國內高校和標準化組織也開展了大量的標準化研究工作,取得了階段性的成果。

1國內外標準現狀

1.1國外標準現狀

目前,國際標準化組織(ISO)、國際電工委員會(IEC)和歐洲標準委員會(CEN)等國際相關標準化組織都沒有蒸發冷卻空調技術國際標準。美國、澳大利亞、沙特阿拉伯、印度、加拿大等國家對蒸發冷卻空調技術標準非常重視,制定了包括測試方法基礎標準和應用產品等方面的標準,大力推廣蒸發冷卻空調技術。

1)美國標準。

美國的蒸發冷卻空調技術標準工作比較成熟,美國采暖、制冷與空調工程師學會(ASHRAE)成立了蒸發冷卻空調技術委員會(TC5.7),TC5.設立了“直接蒸發空氣冷卻器測試方法”標準制定委員會(SPC133P)和“額定間接蒸發冷卻器測試方法”標準制定委員會(SPC143P),于1986年6月22日發布了ANSI/ASHRAEStandard133《直接蒸發空氣冷卻器測試方法》標準和1989年6月2日發布了ANSI/ASHRAEStandard143《額定間接蒸發冷卻器測試方法》標準。這2個標準分別于2002年2月4日和2000年10月6日被美國國家標準學會(ANSI)審核通過成為美國國家標準,并在1996年和1995年、2008年和2007年分別做了修訂。

ANSI/ASHRAEStandard133—2008《直接蒸發空氣冷卻器測試方法》標準確定了額定單元式和組合式直接蒸發空氣冷卻器的實驗室統一測試方法。范圍包括測定額定飽和效率、空氣流量和單元式及組合式直接蒸發空氣冷卻器總功率等方法。測試方法包括測量直接蒸發空氣冷卻器靜壓差、空氣密度和風機轉速的方法以及同時測定單元式和組合式直接蒸發空氣冷卻器的空氣流量、總功率及飽和效率的方法。

ANSI/ASHRAEStandard143—2007《額定間接蒸發冷卻器測試方法》標準為確定間接蒸發冷卻設備的制冷能力和所需要的動力匹配提供了標準的測試方法和計算程序。標準涵蓋了在穩定工況下測試一次空氣通過和水分蒸發進入到空氣中形成的二次空氣在換熱器中交換顯冷以及整體式系統中的單元式或組合式額定間接蒸發冷卻器的方法。標準不包括采用機械制冷或蓄熱來冷卻一次空氣,二次空氣或水分用于蒸發的設備以及干燥一次或二次空氣的設備的測試方法。

2)澳大利亞標準

為了使用于測定產品信息數據的測試方法符合標準化的要求,澳大利亞蒸發式空氣冷卻器協會(ACE)應澳大利亞空調和制冷設備制造協會(ACREMAA)邀請制定了蒸發冷卻空調技術標準AS2913—2000《蒸發式空調設備》,歸口澳大利亞標準委員會ME/62(SAC)通風和空調委員會。該標準于1987年4月頒布,2000年做了修訂。

該標準規定了蒸發式空調設備基本特性的額定值和測試產品及設備各種適用形式的額定值,也規定了必要的基本結構。標準適用于利用水分蒸發獲得冷空氣的蒸發式空調設備。蒸發式空調設備的性能通過空氣流量、蒸發效率、內外部噪聲等級以及耗電量來表示。標準還對產品性能和測試方法以及其他相關結構的設備、標記、公布的數據都做了規定。

該標準修訂的目的是確保公布的涉及任何特定設備的數據足夠精確,為設備應用選擇提供準確依據。修訂內容對合理選擇機組涉及到的流量、蒸發效率、電能消耗、名義額定值和實際輸出功率以及每個測定方法需要的信息做了描述。

澳大利亞溫室辦公室通過對蒸發冷卻空調和機械制冷空調作比較,分析了澳大利亞蒸發冷卻空調最低能源效率標準的推廣潛力,得出了澳大利亞當前最緊要的不是制定蒸發冷卻空調最低能源效率標準而是推廣蒸發冷卻空調技術和產品。

澳大利亞自然資源和礦業資源部門介紹了澳大利亞蒸發冷卻空調標準情況,并分析了昆士蘭地區蒸發冷卻空調的節能情況以及用水情況。在不考慮地區經濟水平下,通過比較節水潛力,機組耗水成本較高。蒸發式空調器預計將繼續在新住宅中使用,不過目前趨向于向機械制冷空調系統轉變。由于采用了機械制冷空調系統代替蒸發式空調系統,用戶每年用水量得到了降低,但能耗隨之增加了。

3)印度標準

印度的蒸發冷卻空調標準IS3315—1994《蒸發式空氣冷卻器》。這個標準是由印度標準局(BIS)于1974頒布的,并在1991年開始做了修訂。

4)沙特阿拉伯標準[1。

沙特阿拉伯沙漠干燥氣候為蒸發冷卻空調提供了得天獨厚的應用地域。沙特阿拉伯將蒸發冷卻空調稱為“沙漠冷卻器”,在蒸發冷卻空調標準方面非常完善。沙特阿拉伯標準組織(SASO)在1997年10月10日同時頒布了SASO35《蒸發式空氣冷卻器》和SASO36《蒸發式空氣冷卻器測試方法》2項蒸發冷卻空調標準。

5)加拿大標準

加拿大蒸發冷卻空調標準是1983年加拿大標準協會(CSA)頒布的C22.2No104《加濕器和蒸發式冷卻器》,并在1989年進行了修訂。

1.2國內標準現狀

國內涉及蒸發冷卻空調技術標準制定的組織主要有:住房和城鄉建設部、SAC/TC238全國冷凍空調設備標準化技術委員會、SAC/TC143/SC4全國暖通空調及凈化設備標準化技術委員會供暖分技術委員會、SAC/TC46全國家用電器標準化技術委員會、SAC/TC201全國農業機械標準化技術委員會。

1)住房和城鄉建設部

住房和城鄉建設部標準定額研究所制定的涉及蒸發冷卻空調技術的標準主要有GB50189—2005《公共建筑節能設計標準》和GB50019—2003《采暖通風與空氣調節設計規范》。

GB50189—2005《公共建筑節能設計標準》l1中5.3.24條明確指出,在滿足使用要求的前提下,對于夏季空氣調節室外計算濕球溫度較低、日溫度差較大的地區,空氣的冷卻過程宜采用直接蒸發冷卻、間接蒸發冷卻或直接蒸發冷卻與間接蒸發冷卻相結合的二級或三級冷卻方式。

GB50019—2003《采暖通風與空氣調節設計規范》中6.6.2條規定:空氣的冷卻應根據不同條件和要求,分別采用以下處理方式:①循環水蒸發冷卻;②江水、湖水、地下水等天然冷源冷卻;③采用蒸發冷卻和天然冷源等自然冷卻方式達不到要求時,應采用人工冷源冷卻。6.6.3條規定:空氣的蒸發冷卻采用江水、湖水、地下水等天然冷源時,應符合下列要求:①水質符合衛生要求;②水的溫度、硬度等符合使用要求;③使用過后的回水予以再利用;④地下水使用過后的回水全部回灌并不得造成污染。住房和城鄉建設部提出了編制《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》標準計劃,由中國建筑科學研究院主編,會同國內有關設計、科研和高等院校等單位組成編制組共同編制,標準中多處條文涉及蒸發冷卻空調技術。該標準目前已完成了送審稿。

2)SAC/TC238全國冷凍空調設備標準化技術委員會

GB/T25860-2010《蒸發式冷氣機》(蒸發式冷氣機即環?照{)經國家標準化技術委員會批準作為2008年國家標準化管理委員會第三批國家標準制修訂計劃項目,進行了立項編制。該標準由全國冷凍空調設備標準化技術委員會歸口,由由澳藍(福建)實業有限公司、合肥通用機械研究院以及西安工程大學等單位編制,將于2011年10月1日正式實施。該標準的制定是通過國家標準來規范蒸發式冷氣機行業名稱、型式和技術要求,為蒸發式冷氣機提供統一的試驗、檢驗依據,并通過對性能指標的規定評價蒸發式冷氣機產品質量,規范行業競爭秩序,提高行業整體技術水平,為我國的節能減排發揮積極作用。標準規定了蒸發式冷氣機的術語和定義、型式、要求、試驗、檢驗規則、標志、包裝、運輸和貯存等,適用于工業、商業或其他公共建筑的蒸發式冷氣機。

3)SAC/TC143/SC4全國暖通空調及凈化設備標準化技術委員會供暖分技術委員會根據國標委綜合[2008]154號《關于下達2008年第三批國家標準制修訂計劃的通知》,國家標準《水蒸發冷卻空調機組》的制定計劃已經通過國家標準化管理委員會審查批準,由中國建筑科學研究院、西安工程大學等單位編寫,由全國暖通空調及凈化設備標準化技術委員會歸口。該標準將對水蒸發冷卻空調機組的術語和定義、分類與標記、要求、試驗方法、檢驗規則、標志、包裝、運輸和貯存等進行規定,并將適用于以水蒸發冷卻器為空氣冷卻段,能夠完成空氣輸送、混合、加熱、冷卻、過濾、消聲等一種或幾種處理功能的機組。

根據中華人民共和國住房和建設部建標[2010]77號《關于印發(2010年工程建設標準規范制訂、修訂計劃(第一批))的通知》,《水蒸發冷卻工程技術規程》已被列入國家建筑工程標準制訂項目計劃,由中國建筑科學研究院、北京市建筑設計研究院、上海機電設計研究院有限公司、新疆建筑設計研究院、西安工程大學等單位編寫,由全國暖通空調及凈化設備標準化技術委員會歸口。標準將對蒸發冷卻空調工程技術設計、要求、施工安裝、調試運轉、檢驗、驗收和維護保養等進行規定,并將適用于新建和改、擴建的工業與民用建筑中采用蒸發冷卻空調技術的空調工程系統的設計、施工及驗收。

4)SAC/TC46全國家用電器標準化技術委員會

GB/T23333—2009《蒸發式冷風扇》由中國輕工業聯合會提出,寧波市產品質量監督檢驗所、東莞科達機電設備有限公司、深圳市聯創實業有限公司等負責編制,并已獲得國家質量監督檢驗檢疫總局和國家標準化管理委員會審核通過,已于2010年11月1日頒布實施。

該標準規定了家用和類似用途蒸發式冷風扇的術語和定義、分類和型號命名、要求、試驗方法、檢驗規則、標志、包裝、運輸與貯存,適用于單相器具額定電壓不超過250V,其他器具額定電壓不超過480V,通過水的蒸發吸熱原理來冷卻空氣,在家庭和類似場所使用的冷風扇。

5)SAC/TC201全國農業機械標準化技術委員會

JB/T10294-2001《濕簾降溫裝置》標準由中國機械工業聯合會發布,全國農業機械標準化技術委員會提出并歸口,并由中國農業機械化科學研究院環境工程設備研究開發中心、中國農業大學設施農業生物環境工程重點實驗室、陜西楊凌秦川節水灌溉設備工程有限公司等負責編制,已于2001年10月1日實施。

該標準規定了濕簾降溫裝置的術語、規格型號、技術要求、試驗方法、檢驗規則、標志、包裝、運輸和貯存。適用于農業建筑物(溫室、畜禽舍)的夏季通風降溫所用的濕簾降溫(濕簾材質為紙基質)裝置,其他材質的濕簾降溫裝置可參照執行該標準。

6)其他

《全國民用建筑工程設計技術措施——節能專篇》《暖通空調·動力》第5.7節對蒸發冷卻空調系統做了一般規定:①在滿足使用要求的前提下,對于夏季空氣調節室外計算濕球溫

度較低、日溫度差較大的地區,空氣的冷卻過程宜采用直接蒸發冷卻、間接蒸發冷卻或直接蒸發冷卻與間接蒸發冷卻相結合的二級或三級冷卻方式;②在氣候比較干燥的西部地區和北部地區,如新疆、青海、西藏、甘肅、寧夏、內蒙古、黑龍江的全部、吉林的大部分地區、陜西、山西的北部、四川、云南的西部等地,空氣的冷卻過程應優先采用直接蒸發冷卻、間接蒸發冷卻或直接蒸發冷卻與間接蒸發冷卻相結合的二級或三級冷卻方式;③在不同的夏季室外空氣設計干球、濕球溫度下,應采用不同的蒸發冷卻機組的功能段。技術措施還對蒸發冷卻空調系統的設計原則做了規定。在工程實例中介紹了新疆烏魯木齊市某辦公樓的三級蒸發冷卻空氣調節系統。

目前國內蒸發冷卻空調專著主要涉及的內容有蒸發冷卻空調的基礎理論、熱工計算、性能評價、氣候適應區及室內熱舒適性、直接和間接蒸發冷卻空調器、集中式和半集中式蒸發冷卻空調系統、蒸發冷卻與其他空調新技術的結合、建筑表面被動蒸發冷卻、蒸發冷卻空調技術的應用及標準等方面內容。

1.3國內外標準化工作特點

國外蒸發冷卻空調技術標準化工作特點:

1)國外蒸發冷卻空調技術產業發展較快,標準化工作起步早,比較完善。印度于1974年、加拿大于1983年、澳大利亞于1987年、美國于1986年和1989年分別制定了蒸發冷卻空調標準,并在隨后的修訂中逐步完善,如美國的ANSI/ASHRAEStandard143《額定間接蒸發冷卻器測試方法》于2007年進行了修訂,修訂后最主要的2大變化是:①一次空氣干球溫度與二次空氣濕球溫度的溫差由14℃修改為11℃,在不降低測試的準確性的前提下,干濕球溫差的減小將增加采用非標準工況空氣完成試驗的次數;②修訂后的條款8.1.1規定了更加靈活的溫度測量方法,只要能滿足ANSI/ASHRAEStandard41.1《溫度測量方法》的要求,將不再限制特殊性的儀器。

2)國外標準制定側重多樣化,側重點不同。美國ANSI/ASHRAEStandard143—2007《額定間接蒸發冷卻器測試方法》和ANSI/ASHRAEStandard133—2008《直接蒸發空氣冷卻器測試方法》屬于測試標準,澳大利亞AS2913-2000《蒸發式空調設備》、印度IS3315—1994《蒸發式空氣冷卻器》、加拿大C22.2No104《加濕器和蒸發式冷卻器》均屬產品標準,沙特阿拉伯SASO35《蒸發式空氣冷卻器》為產品標準,而SASO36《蒸發式空氣冷卻器測試方法》為測試方法標準。

3)國外標準更新較快,部分標準經歷過一次或多次修訂。如美國ANSI/ASHRAEStandard

133先后經歷了1986年、1996年、2()02年和2008年制定和修訂過程,ANSI/ASHRAEStandard143先后經歷了1989年、1990年、2000年、2007年制定和修訂過程。通過產業的發展推動標準的修訂工作,再通過修訂的標準規范產業的發展,形成一個良性循環。

國內蒸發冷卻空調技術標準化工作特點:

1)標準化工作近幾年才起步,大部分標準還在制定中,標準化現狀與我國的國情和產業發展情況相符。國內企業1998年從國外引進了蒸發冷卻空調設備,于2003年開始陸續生產我國的蒸發冷卻空調設備,由于國產設備結構簡單,配置低端,價格低廉,從而促進了蒸發式冷氣機在國內應用的快速發展。目前國內銷量從幾千臺迅速發展到現在的數十萬臺?焖俚漠a業發展推動了蒸發冷卻空調技術標準化工作,制定標準成為產業的熱點。

2)受產業化的快速發展,國內更側重于制定產品標準,相應的測試標準缺失。目前國內已制定和在制定的標準主要有《蒸發式冷氣機》、《蒸發式冷風扇》、《濕簾降溫裝置》、《水蒸發冷卻空調機組》,主要是產品標準,這種現狀與我國蒸發冷卻空調產業化的快速發展相關。

3)在全國層面缺乏對蒸發冷卻空調標準的規劃。由于蒸發冷卻空調應用在不同的領域,國內

制定蒸發冷卻空調技術標準的組織趨于多元化,各組織間缺乏交流與合作,在全國層面缺乏對標準的規劃,各組織制定的標準水平不一,限制了標準化工作整體發展。

2蒸發冷卻空調技術標準體系構建及標準制定趨勢

2.1標準體系構建

標準是一個行業發展的基礎,標準背后則是強大的核心競爭力和自覺為社會、人民利益嚴格要求的決心和毅力。構建完善的蒸發冷卻空調標準體系能有效地維護行業秩序,保證和促進產業的快速發展、提高產品質量,有利于總結鞏固和推進技術發展,發揮更大的社會效益。各標準化組織、各單位既要明確分工又要協調發展,從制造、應用、基礎和認證方面構建完善的蒸發冷卻空調技術標準體系。

1)制造方面的產品標準:①規定產品范圍、統一的型式與基本參數、制造、結構、材料、組成、外觀和安裝等要求以及性能、安全和可靠性要求,試驗、檢驗、標志、包裝、運輸和貯存等方面,控制產品質量,規范制造方生產和運輸程序的標準;②規定蒸發冷卻空調技術核心部件和重要部件的質量、性能、安全等要求以及特殊要求的標準。

2)應用方面的標準:①對上游產品在應用中的設計、要求、施工安裝、調試運轉、檢驗、驗收和維護保養等進行規范,產品性能、要求等的標準②指導上游產品在應用中的調試、運行和監測的標準;③指導上游產品在特殊行業應用的標準。

3)基礎方面的標準:①對行業通用產品和技術核心部件的測試方法和試驗方法進行規定的基

礎測試標準;②對行業產品特殊技術參數進行規定和統一的基礎參數標準;③對技術應用進行指導和基本規范的基礎應用標準。

4)認證方面的標準:對流通環節產品進行安全、能效、環保和3C等方面認證的標準。

2.2標準制定趨勢

隨著蒸發冷卻空調產業化的快速發展以及節能減排戰略的實施,我國蒸發冷卻空調技術標準

化工作也將迎來新的發展:

1)蒸發冷卻空調產品標準更將趨于完善,產業化的快速發展必將推動產品標準化的發展,新產品標準和產品新標準將陸續出臺,蒸發冷卻空調產品質量、性能、安全等將得到進一步規范和提高;

2)除了通用應用標準的發展,產品在通信、核電等行業的成功快速應用將推動我國蒸發冷卻空調技術特定行業應用標準的快速發展;

3)蒸發冷卻空調產品測試方法和試驗方法以及特殊技術參數標準與內容將是我國蒸發冷卻空調技術標準化工作的重要內容;

4)蒸發冷卻空調產品能效區別于其他空調產品能效,相應的能效標識和認證標準將是蒸發冷卻空調標準化工作的重要部分;

5)蒸發冷卻空調技術標準化工作將是我國蒸發冷卻空調行業充分落實國家“走可持續發展道路”的戰略思想的重要體現,將真正實現蒸發冷卻空調行業節約、綠色、環保、可持續發展的理念。

3結束語

國內蒸發冷卻空調產業化、規;难杆侔l展,標準制定將成為產業的熱點,標準化工作也將呈現多元化趨勢,并將得到快速發展,逐步縮小與國外標準化工作的差距,為產品推廣應用和節能減排發揮積極作用。

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