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1、直接蒸发冷却空调用热湿交换材料的性能试验方法专题研讨直接蒸发冷却空调用热湿交换材料的性能试验方法杨厚太,郝颖磊,陈玲,商允恒,姚勇,余俊杰(合肥通用机械研究院,安徽合肥230088)摘要:介绍了直接蒸发冷却空调的原理,并阐述了其核心部件热湿交换材料的性能考核参数和试验方法,解决了热湿交换材料性能测试的难题,可以定性的分析热湿交换材料的特性,得到的数据结论可以为空调厂家设计和研究该类材料提供参考.关键词:直接蒸发冷却;热湿交换材料;性能试验方法中图分类号:TK39文献标识码:A文章编号:1006—8449(2011J05—00
2、30—030引言随着现代化生产的发展,一些大空间工业厂房,高温生产车间,需要一个合适的环境温度,以改善生产环境.如果采用传统的冷媒制冷空调,初投入和运行成本会比较高.直接蒸发冷却空调通过热湿交换材料,将水与周围环境空气进行换热,能显着降低室内空气的温度.其主要运转部件是风机和布水泵,运行能耗低.该技术与常规冷媒制冷(热)技术相比,具有对大气环境无污染和低能耗等优点_l_.在全国电力紧张,国家要求节能减排的情况下,这种环保型空调技术越来越受到人们的关注.直接蒸发冷却式空调的关键核心是热湿交换材料,其性能的好坏直接影响到空调的效
3、果.因此要深入研究热湿交换材料的特性,改善换热效果,提高直接蒸发冷却空调的运行效率.本文介绍了直接蒸发冷却空调用热湿交换材料的性能测试方法,给出了一种实用的测试方案,可以对热湿交换材料的特性进行分析.1直接蒸发冷却式空调机的技术原理直接蒸发冷却是指环境中的空气与水直接接触,通过水的蒸发吸收周围空气中的热量,从而降低干空气温度.图1是直接蒸发冷却空调机的结构原理图.从图中可以看出,直接蒸发冷却式空调机组由风图1直接蒸发冷却空调机结构原理机,水循环系统,特殊材料制作的湿帘,机壳组成.最主要的核心是多孔结构的热湿交换材料(即湿帘)
4、,其利用水作为制冷剂,通过风机抽风在机内产生负压,使得空气穿过湿帘,同时布水泵把水输送到热湿交换材料上的布水管,水均匀地湿润整个湿帘的接触面,而且湿帘的特殊角度使水流直接流向空气进风的一侧,通过水的蒸发,吸收空气中大量的热量,使通过湿帘的空气降温,室外高温能减少(4～12%),可以通过直接补水来维持蒸发的过程.依靠气流速度和湿帘厚度,有效的浸透(冷却效率)范围能达到58%～90%.适用于我国低湿度地区,如甘肃,新疆,内蒙古和宁夏等省区圆.在南方的一些小型的纺织,服装,皮革,冶金等工厂也采用这种空调机来改善厂房的工作环境_3J
5、.直接蒸发冷却式空调一般安装于室外或者屋顶,通过风管把降温处理后的空气输送到室内,流经空调机的空气得到了过滤,增加了空气含湿量,并且采用大3._N总.第.5/1240l期11第32卷专题研讨新风量(使用这种空调的地方一般门窗是全开的),可有效改善室内空气品质.由此可见,蒸发冷却技术是一种应用非常广泛的空调技术.2热湿交换材料的性能考核参数热湿交换材料是一种特殊加工制作的材料,常用的有无机材料和有机材料.使用最多的有机材料是多孔结构的纸帘,吸湿性好,生产成本较低,但防腐耐久性较差,防火性也相对弱一点,并且换热材料受水质的影响也
6、比较大,容易变质.目前仍存在使用时间短,冷却能力差等方面的问题l5_.评价热湿交换材料的性能指标主要有:比表面积(单位体积的外表面积),蒸发效率(水在其表面的蒸发能力),过流阻力,强度,密度,挺湿度(吸湿后的结构刚度),防腐性,阻燃性,吸湿性,热工性能和使用寿命等[61.影响空调机性能最主要的是其中的过流阻力和蒸发效率两个参数.过流阻力指风经过交换材料所产生的压力损失,过流阻力越大,风循环的时候需要克服的阻力就越大,选用的风机功耗就越大,甚至还有出风带水的可能.蒸发效率越高,表明空调机的能效比越高,就越节能.蒸发效率用下式表
7、示:试验用空气处理机组风量测量装置图2热湿交换材料测试原理图究,是个比较可行的做法,图2是一个测试原理图.主要测试流程是通过风量测量装置构成的闭式系统进行测试.热湿交换材料的进口干,湿球的调节通过空气处理机的加热,加湿以及制冷盘管共同完成.通过风量测量装置可以准确地测出流经喷嘴处的风量,风量计算公式:p=1.414CA(只V0.5(2)式中一空气流量,m3/s;C一流量系数;4一喷嘴面积,m;…叼tl-t2×10式中r7—薷发鍪I,'…喷晶前若传感直接测量,代人一口兰三竺,;上述以至赫嘴;换成z一出口亨,℃;流热混,的ts-
8、-:~.字度:..……以帘*~I~风A速JA.'试I/I"验1-1之/H孬不高:…圭警查鍪兰是喜,空气的干钡出蕃赢空薮',)v…L~lo～'一球温度降到湿球温度.在实际运用中,干空…….～.…～…一…3热湿交换材料的试验方法为了能够强化换热效果,降低使用成本,需要深入研究换热材料.换热材料
