風冷

風冷是冷卻方式的一種，即用空氣作為媒介冷卻需要冷卻的物體。通常是加大需要冷卻的物體的表面積，或者是加快單位時間內空氣流過物體的速率，抑或是兩種方法共用。前者可依靠在物體表面加散熱片來實現，通常把散熱片掛在物體外，或是固定在物體上以使散熱更高效。後者可用風扇（風機）來加強通風、強化冷卻效果。大多數情況下，加入散熱片可以使冷卻效率大大提高。

基本介紹

• 中文名：風冷
• 外文名：air cooling
• 性質：冷卻方式的一種
• 原理：用空氣作為媒介冷卻物體
• 實現方式：風扇（風機）、散熱片
• 套用：機動車、電子元件、工業等

風冷與水冷比較

目前，城市中大型公共建築逐漸增多，集中空調的套用也越來越普遍，而做為集中空調系統運行部分中最核心的冷源生產部分——冷水機組的選擇，是決定集中空調投資運行費用及運行效果的最重要因素，按制冷機組冷凝器的冷卻方式來分，一般分為水冷式和風冷式兩種。

水冷式冷水機組

水冷式冷水機組是用水冷卻高壓氣態製冷劑，使之冷凝。採用水冷式冷凝器可以得到比較低的冷凝溫度，這對於製冷系統的製冷能力和運行經濟性均較為有利。因此，目前多採用此種製冷方式。而風冷式冷水機組是利用空氣使氣態製冷劑冷凝，無需冷卻塔、冷卻水循環管路，因此系統簡單，特別適用於水源缺乏，用水有限制的地方。因此，近幾年來，風冷式機組的選用在我國有增加的趨勢。

（1）製冷性能比較

風冷式冷水機組的冷凝溫度和冷凝壓力取決於室外幹球溫度；水冷式冷水機組的冷凝溫度和冷凝壓力取決於冷卻塔的出水溫度。根據暖通設計規範，冷水機組冷凝溫度一般取比冷卻水進、出口平均水溫高5℃～7℃。我國大部分地區設計冷卻水進、出口水溫取32℃～37℃，因此，水冷式冷凝器冷凝溫度可按40℃考慮。而風冷式冷凝器溫度應比夏季空調室外計算幹球溫度高15℃，我國大部分地區夏季空調室外計算幹球溫度都在30℃以上，京津地區夏季相當長的時間處於33℃以上，這樣其冷凝溫度在45℃～50℃之間，即風冷式機組冷凝溫度比水冷式高5℃～10℃，因而其製冷能力不如水冷式機組，加之空氣的導熱性和熱容量比水小得多，因此，風冷機組能耗指標一般都大於0.28(kW/kW)。經計算，福慧花園工程風冷式機組能耗約為0.33(kW/kW)。而水冷機組的能耗指標一般都在0.23(kW/kW)以下，離心式水冷機組的能耗指標多為0.20(kW/kW)左右。由此可以看出，風冷式機組較之水冷式機組其製冷效率是較低的。

風冷式冷水機組

（2）運行的經濟性比較

冷水機組在空調季節運行時，因水冷機組其冷卻水基本為循環水，因此主要費用差距將發生在耗電量上。在整個空調季節因制冷機組並未全部以滿負荷運行，在低負荷條件下，水冷與風冷機組的耗能量差距並不能達到80.7 kW。但是在最熱季節機組滿負荷運行時，工作時問又遠大於8 h，因此，兩種機組每個空調季節的耗電差按以上方法計算，應該基本反映實際情況。另外，由於風冷機組電機總功率增大，福慧花園小區配電室變壓器容量增大，各種控制櫃、接觸器、保護開關型號增大，城市用電配套費、增容費隨之增加。這樣計算，風冷式機組的初投資和運行費用還要增加。

（3）機組熱功比較

因風冷式冷水機組冷凝器是與空氣換熱，而空氣的蓄熱性、導熱性均較水小的多。為便於散熱，風冷式機組的冷凝器必須具備較大換熱面積，由此造成風冷機組體積龐大，約比相同製冷量的水冷機組體積大3～4倍，重量也較水冷機組重許多。這就意味著制冷機組的基礎做法、運輸、吊裝等更複雜、難度更大。且由於風冷機組製冷能力較之水冷機組低的多，以福慧花園為例：770 kW的製冷量，選擇風冷機組五台而選擇水冷機組一台即可滿足要求，一般以選擇兩台為最佳方案。雖需配屬冷卻塔、冷卻水循環泵和水管路系統等，但較之風冷機組其占地、設備投資費用都可節約40%以上。

（4）對機房要求的比較

水冷式方案中的冷卻塔，冷卻水循環泵等可設定於屋頂露天，制冷機系統一般要求設定於設備層的機房內，以福慧花園I期工程為例：製冷量為770 kW的機組其占地面積約7 m²，計人冷凍水泵、管路系統等共占地面積約20 m²。機房要求有安裝與檢修空間，因此需要設定面積約30 m²的空調機房即可。

冷卻塔

機組及冷凍水泵基礎要有隔聲、隔震處理，該機房可設定於地下室或屋頂任意位置。風冷式方案中無冷卻塔、無冷卻水循環泵，僅包括制冷機組與冷凍水泵及管道系統。以上設備完全可以設定在建築物屋頂，設備基礎僅採取隔聲隔震措施即可，不需專門的機房，不占建築面積，只需冬季放淨存水，完全露天放置，這也是該種空調方案最大的優點。但因其選用的冷水機組台數較多，自重及運行重量較大，福慧花園工程冷水機組每台淨重約3.8 t，放置於屋頂必然使建築物結構增加設計強度，況且因機組露天放置，四季風吹雨打，使用壽命較之機房放置的水冷機組短得多，尤其是在塘沽這樣的濱海地區，海風大鹼性強，機組運行數個空調季節後質量難以保證。

風冷熱回收特點

（1）一機多用，既能為室內提供製冷/熱空調，又能不受氣候變化全天候供應生活熱水，既節省了熱水鍋爐的投資和運行費用，又避免了太陽能熱水器對氣候的依賴性。

風冷熱回收

（2）節能環保，採用熱回收裝置能將機組冷凝熱回收製取熱水，既節約了能源的消耗，同時避免了冷凝廢熱排放到空氣中的熱污染及鍋爐燃燒產生的二氧化碳造成的溫室效應。

（3）節省空間，熱回收機組的熱水供應裝置一般都是內置在機組中的，無須為供熱設備提供任何額外的安裝空間。

（4）穩定可靠，由於熱回收裝置內無運轉件，設備運行平穩可靠，無需投入大量的運行維修人員，同時由於不需要增加其他大負荷電器控制設備，裝置啟停時對系統的電網衝擊小，既節約了電路裝置費用又減少了安全隱患。

（5）改善性能，使用熱回收裝置有利於改善空調系統性能，提高機組的能效比，並能延長機組的使用壽命。

套用

機動車

風冷被用於冷卻內燃機，尤其是航空器的內燃機，因為冷卻液要隨時可用並且溫度合適，以保證高效冷卻。當很多內燃機在一起時就被稱為水冷內燃機，通常是用通過散熱器或換熱器的空氣來冷卻其冷卻液。

冷卻內燃機

直接使用風冷發動機的汽車比較少見，最常見的例子之一是水平對臥式引擎，曾被保時捷大量使用。著名的舊車型包括大眾甲殼蟲及相關車型雪鐵龍2CV、雪佛蘭Corvair和保時捷911。

渦輪發動機

燃氣渦輪發動機（如渦輪扇葉發動機、渦輪噴氣發動機等）包含渦輪機，可以使燃燒室內的熱氣排出。當必要時，會從壓縮系統通入溫度較低的空氣冷卻渦輪轉子葉片，以防其熔化。

電子元件

風冷技術在CPU冷卻中廣泛套用，因為電腦的CPU處理器會產生大量熱，如果不及時散熱會損壞CPU和其他電子元件。這種下，空氣作為絕緣體也是其優勢之一。不過到了將來，如果半導體CPU處理器發熱量太大，那么風冷能力就顯得吃力了，隨之這種方法就會被廢棄，或者有新型CPU的出現。

CPU冷卻

工業

很多產業過程中都需要將空氣作為直接或間接的冷卻媒介。空調是一種常用的空氣處理過程，用於一間房屋或是整棟建築中，可以冷卻空氣以便使居住者處於舒適的環境中。通常空氣用急冷水或鹽水冷卻，然後以媒介將熱量傳到室外，通常用風扇驅動的水氣換熱器將熱排放到大氣中。身邊也有常見的例子，如部分高塔式建築發電站就大規模地使用了風冷技術。