水蒸发冷却空调技术和其二次空气回收利用

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1、水蒸发冷却空调技术和其二次空气回收利用　　摘要：本文介绍水蒸发冷却的原理、种类、适用范围和蒸发冷却器的结构，并分析间接蒸发冷却器二次空气的能量回收技术。关键词：水蒸发冷却直冷器间冷器二次空气回收中图分类号：TU831.6文献标识码：A文章编号：1672-3791（2013）07（b）-0113-02在我国西北部干燥地区特别是新疆地区，由于水蒸发冷却空调具有节能、环保、经济、空气品质高的优点，其应用越来越广泛。近年来，对蒸发冷却的研究也越来越深入，并不断推出新技术新产品。但蒸发冷却在国内毕竟还是一种新技术，人们对其了解不多。本文从原理、分类、应用、结构等方面对其做介绍，并分析间接蒸发的二次

2、空气的回收利用方法，为从事蒸发冷却研发的技术人员提供一些参考。1水蒸发冷却的原理6空气中含有水份，水由液态变为气态时需吸收热量。当空气温度高于水表面温度时，水在空气中就具有蒸发能力，不需外界热源，利用循环水直接（或通过填料层）喷淋空气就可以使空气温度降低，当空气湿度越低时，这种传热过程就越显著。所以，蒸发冷却是以干空气能为驱动势，以空气的干、湿球温度差为动力，以水做制冷剂对空气进行冷却处理的技术。2水蒸发冷却的种类及适用范围按照被处理空气是否与水直接接触，水蒸发冷却分直接蒸发冷却和间接蒸发冷却。利用循环水直接冷却被处理空气的叫直接蒸发冷却（DirectEvaporativeCooling

3、，DEC）。对于DEC，空气温度下降，但其焓值不变，而湿度增加。所以适用于低湿地区，如海拉尔-锡林浩特-呼和浩特-西宁-兰州-甘孜一线以西的地区。由于DEC使空气湿度增加，限制了它在中湿地区的使用，为此开发出间接蒸发冷却技术（IndirectEvaporativeCooling，IEC）。利用经直接蒸发冷却后的空气（二次空气）或水，通过换热器来冷却被处理空气（一次空气），由于一次空气不与水接触，其含湿量不变。因此IEC可适用于中等湿度地区，如哈尔滨-太原-宝鸡-西昌-昆明一线以西的地区。衡量蒸发冷却的性能用热交换效率（冷却效率），DEC和IEC的效率分别用E和ε表示，如下式：E=（t1-

4、t2）/（t1-tw）；ε=（t1-t2）/（t1-tw2）式中：t1和t2为处理前、后的空气干球温度；tw为处理前的空气湿球温度；tw2为二次空气进口处的湿球温度。63水蒸发冷却空调机组应用上述蒸发冷却原理设计开发的直接蒸发冷却器段（直冷器段）和间接蒸发冷却器段（间冷器段），与空气处理设备的混合、过滤、加热、送风机等功能段组合起来，就构成水蒸发冷却机组，可实现空气的混合、过滤、制冷、加热、加湿、空气输送等处理过程。3.1直冷器段直冷段由直冷器、水泵及布水系统、循环水箱组成。直冷器有金属型直冷器、喷雾冷却器、高压微雾冷却器、喷淋室等，常用的是金属型直冷器。金属型直冷器采用经钝化及亲水处理

5、的高耐腐蚀铝箔为原料。铝箔表面先经冲孔、刺孔、轧制存水波纹和导流大波纹，再按斜交叉叠压装配成型，组件比表面积大，并能实现三维布水功能。直冷器通过水泵及循环水系统将水送到顶部布水器，从上面将直冷器均匀湿润，与空气进行热湿交换，实现对空气的等焓降温，其冷却效率E可高达90%以上。直冷器具有阻燃、耐腐、高效、低噪、节能、绿色、环保、寿命长等优点，并对空气有清洁作用。直冷器段的结构及处理过程如图1。3.2间冷器段间6冷器段由板式（或管式）间冷器、挡水板、水泵及布水系统、循环水箱以及二次风机组成。间冷器上部为布水系统、挡水板和二次风机；下部为水箱、水泵及管路配件。板式间冷器由许多很薄的平板组成，这

6、些平板交叉分一次风通道和二次风通道，风通道均以防锈铝箔为材料，通过轧型、翻边、辊压等工艺加工成型，一次风通道和二次风通道垂直交叉叠压，两个通道中均夹放着铝箔波纹片，一次空气和二次空气其中交错流动。二次空气先与水直接进行等焓热湿交换，再与平板一面的淋水膜发生热湿交换，吸收了二次空气和薄板另一侧的一次空气的热量后，水份从膜表面再次蒸发；薄板另一面的一次空气隔着板向水膜传热，属显热交换，送入室内的一次空气呈等湿变化；排出室外的二次空气呈增焓变化。间冷器的冷却效率ε为60～80%，当二次风量设计为一次风量的50%时，效率可达60%。如需更高的间冷效率，可在一次风不变的情况下加大二次风量即可。间冷

7、器段的结构及处理过程如图2。3.3多级蒸发冷却6在一些湿球温度较高的地区或室内舒适标准要求较高的场合，为扩大机组的使用范围，将间冷器段和直冷器段串联使用。先让被处理空气经过间冷器进行等湿冷却，再经直冷器等焓冷却，可获得比单级更低的送风温度，这一方式称为双级式蒸发冷却。为使送风温度再进一步降低，在双级蒸发冷却之前再加一级表冷器进行冷却，表冷器本身虽然不是蒸发冷却过程，但其供冷源采用冷却塔的冷却水，实际上也是间接蒸发冷却技术，故称为三级