“风 VS 水” 散热器之战

风冷是冷却方式的一种，即用空气作为媒介冷却需要冷却的物体。通常是加大需要冷却的物体的表面积，或者是加快单位时间内空气流过物体的速率

　　风冷是冷却方式的一种，即用空气作为媒介冷却需要冷却的物体。通常是加大需要冷却的物体的表面积，或者是加快单位时间内空气流过物体的速率，抑或是两种方法共用。前者可依靠在物体表面加散热片来实现，通常把散热片挂在物体外，或是固定在物体上以使散热更高效。后者可用风扇（风机）来加强通风、强化冷却效果。大多数情况下，加入散热片可以使冷却效率大大提高。

　　水冷则是另一种常用的冷却方式。水冷散热器有一个进水口及出水口，散热器内部有多条水道，这样可以充分发挥水冷的优势，能带走更多的热量。这就是水冷散热器的基本原理。从水冷的安装方式来看，又可以分为内置水冷和外置水冷两种。对于内置水冷而言，主要由散热器、水管、水泵、足够的水源组成，这就注定了大部分水冷散热系统“体积”较大，而且要求机箱内部空间足够宽余。外置水冷散热器方面，由于其散热水箱以及水泵等工作元件全部安排在机箱之外，不仅减少了机箱内空间的占用，而且能够获得更好的散热效果。

　　水冷散热器和风冷散热器各有优缺点，水冷散热冷却效果好，无噪音；而风冷系统价格便宜，空间占用小，可靠性更高，还没有漏水的风险。因此，实际中风冷和水冷都取得了一定的应用。下面，以集中空调系统运行部分中最核心的冷源生产部分——冷水机组为例，比较水冷和风冷的性能。

　　（1）制冷性能比较

　　风冷式冷水机组的冷凝温度和冷凝压力取决于室外干球温度；水冷式冷水机组的冷凝温度和冷凝压力取决于冷却塔的出水温度。根据暖通设计规范，冷水机组冷凝温度一般取比冷却水进、出口平均水温高5℃～7℃。我国大部分地区设计冷却水进、出口水温取32℃～37℃，因此，水冷式冷凝器冷凝温度可按40℃考虑。而风冷式冷凝器温度应比夏季空调室外计算干球温度高15℃，我国大部分地区夏季空调室外计算干球温度都在30℃以上，京津地区夏季相当长的时间处于33℃以上，这样其冷凝温度在45℃～50℃之间，即风冷式机组冷凝温度比水冷式高5℃～10℃，因而其制冷能力不如水冷式机组，加之空气的导热性和热容量比水小得多，因此，风冷机组能耗指标一般都大于0.28(kW/kW)。经计算，福慧花园工程风冷式机组能耗约为0.33(kW/kW)。而水冷机组的能耗指标一般都在0.23(kW/kW)以下，离心式水冷机组的能耗指标多为0.20(kW/kW)左右。由此可以看出，风冷式机组较之水冷式机组其制冷效率是较低的。

　　（2）运行的经济性比较

　　冷水机组在空调季节运行时，因水冷机组其冷却水基本为循环水，因此主要费用差距将发生在耗电量上。在整个空调季节因制冷机组并未全部以满负荷运行，在低负荷条件下，水冷与风冷机组的耗能量差距并不能达到80.7 kW。但是在最热季节机组满负荷运行时，工作时问又远大于8 h，因此，两种机组每个空调季节的耗电差按以上方法计算，应该基本反映实际情况。另外，由于风冷机组电机总功率增大，福慧花园小区配电室变压器容量增大，各种控制柜、接触器、保护开关型号增大，城市用电配套费、增容费随之增加。这样计算，风冷式机组的初投资和运行费用还要增加。

　　（3）机组热功比较

　　因风冷式冷水机组冷凝器是与空气换热，而空气的蓄热性、导热性均较水小的多。为便于散热，风冷式机组的冷凝器必须具备较大换热面积，由此造成风冷机组体积庞大，约比相同制冷量的水冷机组体积大3～4倍，重量也较水冷机组重许多。这就意味着制冷机组的基础做法、运输、吊装等更复杂、难度更大。且由于风冷机组制冷能力较之水冷机组低的多，以福慧花园为例：770 kW的制冷量，选择风冷机组五台而选择水冷机组一台即可满足要求，一般以选择两台为最佳方案。虽需配属冷却塔、冷却水循环泵和水管路系统等，但较之风冷机组其占地、设备投资费用都可节约40%以上。

　　（4）对机房要求的比较

　　水冷式方案中的冷却塔，冷却水循环泵等可设置于屋顶露天，制冷机系统一般要求设置于设备层的机房内，以福慧花园I期工程为例：制冷量为770 kW的机组其占地面积约7 m2，计人冷冻水泵、管路系统等共占地面积约20 m2。机房要求有安装与检修空间，因此需要设置面积约30 m2的空调机房即可。

　　机组及冷冻水泵基础要有隔声、隔震处理，该机房可设置于地下室或屋顶任意位置。风冷式方案中无冷却塔、无冷却水循环泵，仅包括制冷机组与冷冻水泵及管道系统。以上设备完全可以设置在建筑物屋顶，设备基础仅采取隔声隔震措施即可，不需专门的机房，不占建筑面积，只需冬季放净存水，完全露天放置，这也是该种空调方案最大的优点。但因其选用的冷水机组台数较多，自重及运行重量较大，福慧花园工程冷水机组每台净重约3.8 t，放置于屋顶必然使建筑物结构增加设计强度，况且因机组露天放置，四季风吹雨打，使用寿命较之机房放置的水冷机组短得多，尤其是在塘沽这样的滨海地区，海风大碱性强，机组运行数个空调季节后质量难以保证

关键词:

风冷,媒介,冷却