蒸发冷却研究解析

处在实验阶段，尚未大规模应用；
多级间接蒸发冷却器 国内间接蒸发冷却器研究现状 -冷风装置
1 2
1 7 1 6
排 风
3 4 5 6
排 风
7 8 9
室 外 进 风
空 调 送 风
1 5
1 4
1 3
1 2
1 1
1 0
该装置目前配合本项目的间接
蒸发冷水机组，在部分项目中 为负责处理房间所需新风的间 接蒸发冷却新风机组。
蒸发冷却冷水装置
直接蒸发冷却冷水装置
50
排风 E 冷水回水
风机
t(° C)
40 30 20 10 (to,do) O
60%
t w, r
进风 冷水出水
室内环境
E
tw,r tw (twb,o,dwb,o) (tdp,o,do) 0.005 0.01
100％
P0=101.325 kPa
tw
水泵
0 0
0.015
Inspur group
蒸发冷却研究
浪潮数据中心研发部
王红卫
wanghongweibj@inspur.com
蒸发冷却式空调的适宜气候区研究
各蒸发冷却方式的原理、发 展现状与性能表征
各类蒸发冷却方式原理与发展现状
直接蒸发冷却 极限为湿球温度
喷淋装置
间接蒸发冷却 极限为露点温度
排风 排风
制备 冷风
冷水出水
制备出低于室外湿球 M 填料塔 t 温度的冷水；近5年 进风 O 进风 O 30表冷器 多 A t 内已在西北地区 ,d 出风 A 项工程中应用； 冷水
w1
o , db
o
tw,dec
水泵
用户换热器
tw,iec
水泵
蒸发冷却冷风装置
直接蒸发冷却冷风方式：
50
喷淋装置
t(° C)
40 30 20 10 (to,do) O 室内环境 (tsf,dsf)
30 20 10
(to,d o) O
室内环境
60%
E
新风
tsf ,i , do
100％
to , d o
间接蒸发冷却段 直接蒸发冷却段
tsf , dsf
送风
(tsf,i,do)
(twb,o,dwb,o) (tsf,dsf) (tdp,o,do)
P0=101.325 kPa
0 0
0.005
0.01
0.015
60%
填料 进风
出风
100％
to , d o
水泵
tsf , dsf
(twb,o,dwb,o) (tdp,o,do) 0.005 0.01
P0=101.325 kPa
0 0
0.015
0.02
0.025
d(kg/kg.air)
空气和水直接接触处理空气，实现热湿转换； 空气温度降低，湿度增加； 空气被降温的极限温度为室外空气的湿球温度。
0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 d(kg/kg.air)
一部分风被等湿降温、一部分排风被加热加湿排出； 空气温度降低，湿度不变； 二次排风来源、二次排风量决定了一次风被冷却的极限温度；
蒸发冷却冷风装置
间接、直接蒸发冷却结合的蒸发冷却器
50 40
排风E
t(° C)
室外含 湿量 室外湿球下 含湿量
送风含 湿量
热湿转换系数 加湿效率
d t r0 / cp,a
2.35~2.42 K/(g/kg.air)
d dec (1 dp )
直接蒸发冷却效率
间接蒸发冷却效率
I：直接蒸发冷却冷风：ηdp=0；0<ηd=ηdec≤1
II：间接蒸发冷却冷风：ηd=0；0<ηdp<1
0.02
0.025
0.03
d(kg/kg.air)
Байду номын сангаас
根据送风含湿量的要求，可在间接蒸发冷却模块后增加直接蒸发 冷却模块，调节送风的湿度； 新风被降温、并被适当加湿；
各种类型的间接蒸发冷却冷风装置
内冷式：板式、管式、热管式 外冷式：直接蒸发冷却模块＋表冷器
逆流式间接蒸发冷却器
多级逆流式间接蒸发冷却器-产品(2003年，Wicker, Ken) 逆流式间接蒸发冷却器-试验阶段(2007年,Gwi-Eun Song, et al.)
进风干球温度 进风湿球温度 送风干球温度 送风湿球温度
9 11 13 15 17
上图为 绿色使者的某间接蒸发冷却器的出风参数实测结果
蒸发冷却冷风方式
处理新风、承担房间湿负荷、部分显热——通过 直接或间接蒸发冷却过程处理系统的新风，承担 新风所有显热；新风温度降低；新风含湿量不变 或适当增加；
处理新风、承担房间湿负荷、所有显热——仅通 过蒸发冷却冷风装置的出风对房间既除湿、又降 温，则为全空气的蒸发冷却空调系统，一般为全 新风系统；此时装置除需处理所有房间的显热外， 还需处理所有进风的显热；系统所需风道空间大， 较大的循环风机电耗；
各类蒸发冷却冷风装置
蒸发冷却冷风装置性能的统一表征
送风 温度
室外干 球温度
室外露 点温度
热湿转 换系数
送风含 湿量
室外含 湿量
送风温度 送风含湿量
tsf to dp (to tdp,o ) d t (dsf do )
dsf do d (dwb,o do )
III：间接、直接相结合方式冷风：0<ηdp<1, 0<ηdec<1, ηd=ηdec· (1-ηdp)
蒸发冷却冷风的装置效率
目前直接蒸发冷却装置的加湿效率能达到90%，而间接蒸发冷却装置的降温
效率在40~70%之间。
40 35 30 25 20 15 10 5 0 1 3 5 7
测试工况点
温度(℃)
50年代起广泛应用， 不同工艺：管式、板式、 填料 出风 进风 纺织、农业、空调； 热管式、岩板蓄冷式等； tsf ,dec , dsf ,dec 进风 to,db , do 仅适于非常干燥地区 送风 不同流程：二次空气不 同来源
水泵
排风 冷水回水
排风 C
风机
tw,re
风机
tw,sp
制备 冷水
tw,re 过渡季冷却塔供冷； 干燥地区的直接蒸发 进风 冷水装置；
0.02
0.025
d(kg/kg.air)
通过空气和水直接接触的蒸发冷却过程制备冷水－传统的冷却塔； 冷水的极限温度为进口空气的湿球温度；
间接蒸发冷却冷水装置
蒸发冷却冷风装置
间接蒸发冷却冷风装置：
排风 E
to, do
进风
50 40
排风 E1
排风 E2
tsf, dsf
送风
(to,do) O 室内环境
100％
60%
to, do
进风
送风
t(° C)
tsf, dsf
30 20 10 0 0
E
(tsf,dsf)
(twb,o,dwb,o) (tdp,o,do) P0=101.325 kPa