浅谈蒸发冷却

浅谈蒸发冷却

摘要：蒸发冷却具有节能经济环保等优点，在建筑热湿环境保障领域受到越来越多的关注。本文主要介绍蒸发冷却这一制冷方式的原理技术、构成、关键设备、空气处理过程等。并浅谈蒸发冷却技术在工程应用中的影响因素，以及国内外近来重点关注的研究方向情况。

关键词:接蒸发冷却、间接蒸发冷却、国内外发展情况、应用前景、优势等。Abstract: evaporative cooling has the advantages of energy saving economic environmental protection, in the field of building thermal wet environment protection is more and more attention. This paper mainly introduces the principle of evaporative cooling the refrigeration technology, structure, key equipment, air handling process, etc. And discuss the influence factors of evaporative cooling technology in engineering application, as well as the research direction of the recent focus on both at home and abroad.

Keywords: direct evaporative cooling and indirect evaporative cooling, the domestic and foreign development situation, application prospects, advantages and so on.

0 引言

蒸发冷却空调技术是利用自然环境中可再生能源干燥空气的干球温度与露点温度差,通过水与空气之间的热湿交换来获取冷量的一种环保高效而且经济的冷却方式,具有较低的冷却设备成本、能大幅度降低用电量和用电高峰期对电能的要求、能减少温室气体和CFC的排放量的特点[1-2],被称为零费用制冷技术、绿色空调!和仿生空调,是真正意义上的节能环保和可持续发展的制冷空调技术,在我国的实施减排中起着重要的作用[3]

1蒸发冷却的原理技术及应用

1.1蒸发冷却原理技术

循环水直接喷淋未饱和湿空气形成的增湿、降温、等焓过程称为直接蒸发冷却(direct evaporative cooling,简称DEC)。而利用DEC处理后的空气（二次空气secondary air）或水，通过换热器冷却另外一股空气（一次空气primary air），其中一次空气不与水接触，其含湿量不变，这种等湿冷却过程称为间接蒸发冷却（indirect evaporative cooling,简称IEC）。上面两种方法的联合即直接—间接蒸发冷却。这种蒸发冷却器由两级组成：第一级为间接蒸发冷却器，经间接蒸发冷却后的一次空气再送入直接蒸发冷却器进行等焓加湿冷却。另一种复合式蒸发冷却系统是与除湿装置组合在一起的蒸发冷却系统，亦称除湿蒸发冷却系统。

○1直接蒸发冷却

直接蒸发冷却(简称DEC)是指空气与水大面积的直接接触，由于水的蒸发使空气和水的温度都降低，此过程中而空气的含湿量有所增加，空气的显热转化为潜热，这是一个绝热加湿过程。整个蒸发冷却过程要在冷却塔、喷水室或其他绝热加湿设备内实现，其装置原理因式如图①所示，对应的蒸发冷却过程在i-d

图上可表示为图2。由图可知，状态1的室外空气在接触式换热器内与水进行热

湿交换后，温度下降，含湿量增加，沿绝热线变化到状态②，温度由T1下降到T2。

○2间接蒸发冷却

间接蒸发冷却(简称IEC)是指把直接蒸发冷却过程中降温后的空气和水通

过非接触式换热器冷却待处理的空气，那么就可以得到温度降低而含湿量不变的送风空气，此过程为等湿冷却过程。若把直接蒸发冷却中用的空气称二次空气，待处理的空气称一次空气，则可得到用间接蒸发冷却装置原理图，如图3所示。图中的一次空气表示室外空气，二次空气表示出口的一次空气。图4为过程焓湿图，可见温度为T1的空气由间接蒸发冷却设备处理后沿等湿线温度下降到T2，二次空气的进口温度也就等于一次空气的出口温度T2。利用间接蒸发冷却系统

处理空气，空气处理前后的温度差一般不会超过空气处理前干湿球温度差的80％。间接蒸发冷却可以用于很多地区。在集中空调系统中常用的一种形式就是在过渡季节，直接将冷却塔提供的冷却水送入空气处理机组在表冷器或房间内的风机盘管中处理空气，而停开制冷机组。

1.2实际应用：

空气处理焓湿图：

空气处理过程：

2关键设备：

蒸发冷却设备主要包括闭式冷却塔、蒸发式冷凝器以及传统的开式冷却塔。

2.1闭式冷却塔，英文叫做Closed Circuit Coolers，国内通常翻译成闭式冷却塔、蒸发冷却器，也有人翻译成蒸发空冷器。普遍应用于被冷却介质是水或者某些溶液的场所。

2.2蒸发式冷凝器，英文叫做Evaporative Condensers。主要应用于冷却氨、氟利昂等制冷介质、换热过程有相变的场所。

2.3开式冷却塔，英文叫做Cooling Towers。就是我们传统意义上的冷却塔，为了和闭式冷却塔区分开，通常我们称之为开式冷却塔。

3发展近况

3.1国外研究情况

Chker通过对美国122个地区的气象参数进行详细分析得到了这些地方使用直接蒸发冷却器的时间[3]。

Martinez等人设计了一个混合式空气能量回收系统,该系统由两个热管和间接蒸发换热器组成[4]。

Riffat等人介绍了热管作为换热设备的间接蒸发冷却器的原理[5]。

F.J.R.Martynez等人提出了一种半间接陶瓷蒸发冷却器。该装置可以阻止有害物质通过多孔结构,防止二次空气(回风)中污染物造成二次污染[6]。