蒸發(fā)冷卻技術(shù)原理

1、集團文件版本號：(M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988)蒸發(fā)冷卻技術(shù)原理、認識及誤區(qū)蒸發(fā)冷卻技術(shù)原理直接蒸發(fā)冷卻直接蒸發(fā)冷卻（簡稱DEC）是指空氣與水大面積的直接接觸，由于水的蒸發(fā)使空氣 和水的溫度都降低，此過程中而空氣的含濕量有所增加，空氣的顯熱轉(zhuǎn)化為潛 熱，這是一個絕熱加濕過程。整個蒸發(fā)冷卻過程要在冷卻塔、噴水室或其他絕熱 加濕設備內(nèi)實現(xiàn)，其裝置原理因式如圖1所示，對應的蒸發(fā)冷卻過程在I-d圖上 可表示為圖2。由圖可知，狀態(tài)1的室外空氣在接觸式換熱器內(nèi)與水進行熱濕交 換后，溫度下降，含濕量增加，沿絕熱線變化到狀態(tài)2,而水溫由tw2下降到 tw1。間

2、接蒸發(fā)冷卻間接蒸發(fā)冷卻（簡稱IEC）是指把直接蒸發(fā)冷卻過程中降溫后的空氣和水通過非接 觸式換熱器冷卻待處理的空氣，那么就可以得到溫度降低而含濕量不變的送風空 氣，此過程為等濕冷卻過程。若把直接蒸發(fā)冷卻中用的空氣稱二次空氣，待處理 的空氣稱一次空氣，則可得到用間接蒸發(fā)冷卻裝置原理圖，如圖3所示。間接蒸發(fā)冷卻過程在i-d圖上可表示為圖4,如果一次空氣和二次空氣都是室外 空氣，它們的初狀態(tài)點w則在圖中在同一位置上，當二次空氣流經(jīng)直接蒸發(fā)冷卻裝置HUM時，空氣狀態(tài)從w變?yōu)?, 一次空氣在換熱器HX內(nèi)與狀態(tài)1的二次空氣 進行顯熱交換，狀態(tài)從w變?yōu)?，二次空氣從狀態(tài)1變?yōu)闋顟B(tài)E，然后排出。從 HX1裝置內(nèi)

3、出來的一次空氣在換熱器HX2內(nèi)乂被從HUM裝置內(nèi)流出冷卻水（水溫 tw1）再次降溫，然后送往室內(nèi)；而換熱后冷卻水返回HUM裝置，再次進行直接蒸 發(fā)冷卻過程降溫，然后乂返回HX2裝置與二次空氣換熱，如此循環(huán)。所以在間接 蒸發(fā)冷卻過程中，一次空氣冷卻過程為等濕冷卻，溫度從tw降到to,含濕量不 變。蒸發(fā)型空調(diào)的優(yōu)點蒸發(fā)型空調(diào)與傳統(tǒng)的壓縮機型空調(diào)相比，具有以下優(yōu)點5，這也是促使我們不 斷深入研究蒸發(fā)型空調(diào)技術(shù)的主要原因所在。初投資的成本低；約為傳統(tǒng)機械制冷的1/2，機械制冷系統(tǒng)的造價為400元 /m2左右，而蒸發(fā)型制冷系統(tǒng)為250元/m2左右，一般三年即可收回初投資。耗電量為傳統(tǒng)空調(diào)的1/8,蒸發(fā)型

4、空調(diào)（蒸發(fā)式冷氣機）設備中所需的主要動 力為風機和水泵動，無制冷壓縮機，能效比COP值很高，通常機械制冷系統(tǒng)的耗 電為50W/m2左右，而蒸發(fā)型空調(diào)系統(tǒng)為10 W/m2左右，節(jié)電80%左右。蒸發(fā)型空調(diào)（蒸發(fā)式冷氣機）運行方式為全新風運行，且具有空氣過濾和加 濕功能，不斷輸入100%新鮮冷空氣，有效的正壓送風可使有害的空氣排出室外， 保持室內(nèi)潔凈；大大改善其室內(nèi)空氣品質(zhì)。保護環(huán)境，零污染；由于蒸發(fā)型空調(diào)（蒸發(fā)式冷氣機）設備以水為制冷劑（不氟里昂），對大氣無污染。維護簡單、保養(yǎng)費用低；傳統(tǒng)壓縮式空調(diào)機組一般需要冷水機組、冷卻塔、 冷卻水泵、末端裝置等復雜的成套設備，運行、維護都麻煩，且需專業(yè)人員操

5、 作，耗資很大，而蒸發(fā)型空調(diào)系統(tǒng)運行管理方便，一般無須專業(yè)人員。蒸發(fā)冷卻技術(shù)上尚存在認識的誤區(qū)6誤區(qū)之一：蒸發(fā)冷卻技術(shù)僅限于干旱氣候環(huán)境使用蒸發(fā)冷卻技術(shù)早期應用于一些干旱氣候環(huán)境地區(qū)，并在美國的西南部、澳大利 亞、印度、巴基斯坦、南非、以色列和我國的西北地區(qū)等炎熱干燥地帶得到推 廣。但是，這并不意味著蒸發(fā)冷卻技術(shù)僅限于干旱氣候環(huán)境使用。蒸發(fā)冷卻系統(tǒng) 有直接蒸發(fā)冷卻（DEC）與間接蒸發(fā)冷卻（IEC）及兩者所復合而成的多種蒸發(fā)冷 卻系統(tǒng)幾乎可以在所有氣候條件下應用；另外，由除濕技術(shù)與蒸發(fā)冷卻技術(shù)相結(jié) 合的除濕冷卻系統(tǒng)，是在蒸發(fā)冷卻研究的基礎上提出的一種不受環(huán)境影響的制冷 方式，除濕冷卻空調(diào)通常由除

6、濕劑吸濕、除濕劑再生、蒸發(fā)冷卻及換熱等過程組成。被處理空氣的潛熱處理由除濕劑吸濕來完成，而顯熱處理由蒸發(fā)冷卻來完 成。誤區(qū)之二：-蒸發(fā)冷卻技術(shù)將取代機械制冷與機械制冷相比，蒸發(fā)冷卻存在著很多不足之處。如缺乏除濕功能，冷卻空氣 的能力受外界氣候環(huán)境的影響嚴重，多級蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)控制較復雜等。當僅靠蒸 發(fā)冷卻不能達到制冷要求時，可啟動機械制冷進行補償；想要提高室內(nèi)空氣品 質(zhì)，只能加大新風量，但機械制冷能耗會大大增加，而蒸發(fā)冷卻空調(diào)卻可以實現(xiàn) 全新風節(jié)能運行。因此，將機械制冷與蒸發(fā)冷卻相結(jié)合，既能滿足多種不同需 求，乂減少了能耗。所以，蒸發(fā)冷卻技術(shù)與機械制冷各有所長，結(jié)合使用可以發(fā) 揮出意想不到的效果

7、。目前，在舒適性空調(diào)系統(tǒng)中，由除濕技術(shù)、蒸發(fā)冷卻技 術(shù)、機械制冷技術(shù)三者結(jié)合組成的除濕法空調(diào)系統(tǒng)已受到國內(nèi)外普遍關(guān)注。蒸發(fā)型空調(diào)技術(shù)的特點及其技術(shù)難點技術(shù)特點5蒸發(fā)型空調(diào)的主要功能就是對空氣進行熱濕處理，使空氣達到送風的要求，滿 足空氣調(diào)節(jié)空間的溫濕度、風速和潔凈度等要求；其核心問題就是空氣和水的熱 質(zhì)交換。從熱力學角度分析，無論是在直接蒸發(fā)冷卻還是間接蒸發(fā)冷卻，它都是 一個流動、傳熱、傳質(zhì)同時發(fā)生，并且多個傳熱過程相互耦合、相互交又影響的復雜不可逆過程。蒸發(fā)冷卻過程中的熱量、質(zhì)量傳遞推動勢相對較小，因此蒸發(fā) 型空調(diào)技術(shù)屬于低品位能源利用技術(shù)。直接蒸發(fā)型空調(diào)可以直接利用空氣的干濕 球溫度差獲取冷量，這也是蒸發(fā)型空調(diào)得冷量的主要手段，只消耗極少的一次能 源且對環(huán)境無破壞作用。技術(shù)難點蒸發(fā)型空調(diào)系統(tǒng)中的熱和質(zhì)的交換問題，是傳熱界的一個主要研究方向。近年 來國內(nèi)外仍有許多學者正對此問題進行