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1、暖通空调HV&AC2009年第39卷第9期蒸发冷却·55·基于湿能理论的空气能量转换方法和实践☆杭州艾硕科技开发有限公司袁一军摘要运用湿能理论探讨了利用自然空气,在无需外界能量输入的情况下实现制冷与制热,包括直接蒸发冷却、间接蒸发冷却、多级间接蒸发冷却、液体除湿蒸发冷却,以及利用自然空气的能量实现液体再生等。该方法突破了传统的蒸发冷却露点温度的限制,同时将自然空气的利用由制冷拓展到制热。关键词湿能蒸发冷却液体除湿制冷制热Methodandapplicationoftheairenergytransitionbasedonpsychrometricenergytheory★B
2、yYuanYijunAbstractDiscussesthecoolingandheatingmethodutilizingambientairwithoutexternalenergyinput,includingthedirectevaporativecooling,indirectevaporativecooling,multilevelindirectevaporativecoolingandliquiddesiccantevaporativecooling,andtheliquiddesiccantregenerationemployingambientairen
3、ergy.Thismethodbreaksthroughthedewpointtemperaturelimitfortheevaporativecoolingandalsoextendstheambientairutilizationfromcoolingtoheating.Keywordspsychrometicenergy,evaporativecooling,liquiddesiccant,cooling,heating★HangzhouISAWTechnologyDevelopmentCorporation,Hangzhou,China①1湿能理论简介2.1制冷原理
4、湿能理论就是研究空气与盐水(水)相互作用对于任意不饱和的状态为A的空气(以下简的理论,湿能即空气与盐水(水)以不同方式相互作称“空气A”),有4种不同的方式可获得不同的制用的过程中转移的能量。冷效果,如图2所示。湿能理论的基础是基于盐水(水)与空气作用的平衡线的焓湿图,如图1所示,不同浓度的盐水对应不同的平衡线,而水可理解为极稀的盐水,值得指出的是,上述平衡线与通用的焓湿图上的相对湿度线不是完全重合的。图24种制冷方式的焓湿图①☆袁一军,男,1965年11月生,大学,高级工程师图1盐水(水)与空气平衡线的焓湿图311202浙江省杭州市萧山区市心中路325号10幢604(0)
5、135675018882制冷E2mail:yuanyijunc@msn.com收稿日期:2009203219·56·蒸发冷却暖通空调HV&AC2009年第39卷第9期2.1.1直接蒸发冷却露点温度tdp。进入湿通道的空气,在理想情况下可直接蒸发冷却通过空气A与水直接接触,能达到B点,其温度为tdb,即A点的干球温度。够获得的最低温度为空气A的湿球温度,即图22.1.4液体除湿蒸发冷却中Awp点的温度twp。液体除湿蒸发冷却如图6所示。空气A分成2.1.2间接蒸发冷却+直接蒸发冷却两股,一股经过盐水通道状态变为A1,其温度降低间接蒸发冷却如图3所示,空气A分成两股,为twp,
6、含湿量也降低。温度的降低是由多级蒸发一股通过间接蒸发冷却器的湿通道,在该通道中空冷却过程所决定的,即另一股空气A先经过干通气与水直接接触,另一股通过间接蒸发冷却器的干道再经过湿通道;而湿度降低是由于空气A在盐通道,干通道与湿通道的空气逆向流动,干通道空水通道中与盐水直接接触,盐水吸收了空气中的水气的最低温度为空气A的湿球温度,再经过直接分,其含湿量取决于盐水的浓度和温度。蒸发冷却后获得的最低温度为介于湿球温度twp与露点温度tdp之间的温度tmp,如图2所示。图6液体除湿蒸发冷却示意如图1所示,A点代表了一定浓度的盐水与空图3间接蒸发冷却示意气相互作用的平衡点,因此对空气A
7、而言,与浓度C2.1.3多级间接蒸发冷却的盐水相对应也就意味着,使用A点的空气,不需多级间接蒸发冷却如图4,5所示。要外部热量的输入,即可再生得到浓度C的盐水。当然以上所说的均为理想状态,未考虑传热传质温差、浓度差等。得到状态为A1的空气后,再经过图4所示的多级间接蒸发冷却,即可得到如图2所示的温度为tlp的空气。2.2制冷应用2.2.1直接蒸发冷却直接蒸发冷却应用最广泛的是冷却塔,在此不再赘述。2.2.2间接蒸发冷却间接蒸发冷却利用图3所示的原理获得的冷[1]空气接近湿球温度但未加湿。另外一种方式是利用盘管与直接
