对于蒸发冷却技术的浅要分析

对于蒸发冷却技术的浅要分析

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摘要：本文章从蒸发冷却技术的原理为基础，从应用，存在的问题以及未来前景等方面

初步分析了蒸发冷却技术。

关键词：原理、分类、应用、影响因素、问题、前景

1引言

21世纪的今天，可持续发展已成为世界发展的方向，对暖通空调业来说，自然也必须走可持续发展之路。也就是要以最少的能耗创造健康和舒适的室内环境，同时保护我们的地球环境，真正达到与资源、环境和社会的协调发展。而蒸发冷却技术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。所以身为暖通建环专业的一名大三学生，应该积极的去了解技术原理、应用、以及前沿成果。

2蒸发冷却系统的原理技术

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。3蒸发冷却技术的分类

3.1直接蒸发冷却

利用循环水在填料中直接与空气充分接触,

由于填料中水膜表面的水蒸汽分压力高于空

气中的水蒸气分压力,这种自然的压力差成为水蒸发的动力。水的蒸发使得空气和水的温度都降低,而空气的含湿量增加,空气的显热转

化为潜热,是等焓降温过程。DEC在炎热干燥的气候条件下,效果很好,但是当室外空气湿度增加后,室内的湿度就会变得很高,让人感到不舒服

,且降温的幅度有限。

3.2间接蒸发冷却

为了克服DEC使空气湿度增加的问题,可以利用直接蒸发冷却后的空气(称为二次空气)或水,通过换热器间接冷却室外空气。而间接蒸发冷却有两种方式：(1)二次空气去冷却一次空气,一次空气送入房中,二次空气排出(减湿冷却)。(2)将水直接喷淋在间壁式换热器的二次空气侧,使之直接蒸发吸热,需要处理的一次空气流经间壁式换热器的另一侧,实现等湿降温。相似于过度季节,直接将冷却塔中

水输入换热器,而制冷机停机。

3.3再循环蒸发冷却

经过单级间接蒸发冷却,降温有限,需更进一步改进,利用一部分送风空气作为二次空气直接

蒸发制取冷水,用冷水反过来冷却室外空气,这种蒸发冷却的方法,就是再循环蒸发冷却。4、蒸发冷却技术的应用现状概述蒸发型空调与传统的压缩机型空调相比，具有以下优点，这也是促使我们不断深入研究蒸发型空调技术的主要原因所在。

○1·初投资的成本低；约为传统机械制冷的1/2，机械制冷系统的造价为400元/m2左右，而蒸发型制冷系统为250元/m2左右，一般三年即可收回初投资。

○2·耗电量为传统空调的1/8，蒸发型空调（蒸发式冷气机）设备中所需的主要动力为风机和水泵动，无制冷压缩机，能效比COP

值很高，通常机械制冷系统的耗电为50W/m2左右，而蒸发型空调系统为10W/m2左右，节电80%左右。

○3蒸发型空调（蒸发式冷气机）运行方式为全新风运行，且具有空气过滤和加湿功能，不断输入100%新鲜冷空气，有效的正压送风可使有害的空气排出室外，保持室内洁净；大大改善其室内空气品质。

○4·保护环境，零污染；由于蒸发型空调（蒸发式冷气机）设备以水为制冷剂（不氟里昂），对大气无污染。

○5·维护简单、保养费用低；传统压缩式空调机组一般需要冷水机组、冷却塔、冷却水泵、末端装置等复杂的成套设备，运行、维护都麻烦，且需专业人员操作，耗资很大，而蒸发型空调系统运行管理方便，一般无须专业人员。

5对于蒸发冷却技术的影响因素○1与相对湿度有关。只要空气的相对湿度没有到达100%的饱和状态，暴露在空气中的液体或者固体的水分子就会飞出液面变成

汽分子，就会发生水分蒸发的过程。但是，如果空气中的水分已经达到了它的最大的容量，相对湿度已经到了100%，处于饱和状态，水分就不蒸发了。其它参数相同的情况下，相对湿度越低，蒸发的水分就越多；

○2与露点温度有关。露点越低，表示气体中的含水量越少，气体越干燥。由于直接冷却和水接触，含湿量变大，直接饱和了，达到湿球温度。露点温度指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。间接冷却正是不改变水含湿量，所以是露点温度。下面以针对露点间接蒸发冷却系统来说,这里

可以分为4种情况:

1）当露点温度低于室内设定状态点的温度时,焓值低于室内设定状态点的焓值,湿度也低于

室内的湿度,系统处理后的空气可以作为送风,来消除室内的热负荷。对于我国的绝大

部分地区,此时的湿度是满足要求的。

2)当露点温度低于室内设定状态点的温度,焓

值低于室内设定状态点的焓值,湿度高于室内

的湿度时,系统处理后的空气也可以考虑作为

送风,来消除室内的热负荷,只是这样又增加了室内的潜热负荷对于这种情况要仔细计算,综

合考虑,根据实际情况做出合理选择。

3)当露点温度低于室内设定状态点的温度,焓

值高于室内设定状态点的焓值,湿度低于室内

的湿度时,系统处理后的空气也可以考虑作

为送风,来消除室内的热负荷,只是这样增加了室内的显热负荷,一般这部分显热负荷不大。

遇见这种情况也要仔细计算,综合考虑,根据实际情况做出理的选择。

4)当露点温度低于室内设定状态点的温度,焓

值高于室内设定状态点的焓值,湿度也高于室

内的湿度时,露点间接蒸发冷却系统几乎是无

效的。

○3与液面面积大小有关。如果液体表面面积增大，处于液体表面附近的分子数目就会增加，在相同的时间里，从液面飞出的分子数就增多。所以液面面积增大，蒸发就加快；

○4与空气流动有关。当飞入空气里的汽分子和空气分子或其他汽分子发生碰撞时，有可能被碰回到液体中来。如果液面空气流动快，通风好，分子重新返回液体的机会越小，蒸发就越快。

6蒸发冷却技术存在的问题

蒸发冷却技术虽然具有节能、环保、健康等优点,但存在应用范围不广、空气湿度大、

温降有限等问题。

(1)应用范围不广:蒸发冷却技术虽然能够

大大降低能耗,但由于其自身基理,其应用范围