■ 蒸发冷却的种类

蒸发冷却有直接蒸发冷却和间接蒸发冷却之分。利用循环水直接冷却送风空气的叫直接蒸发冷却(direct evaporative cooling, DEC)。 对于DEC，虽然空气的温度会有所下降，但其湿球温度在冷却前后却是相同的，换言之，相对湿度有所增加。 以t db和t wb表示处理前空气的干球和湿球温度，以t db’’ 表示处理后空气的干球温度，则DEC的热交换效率ED可用下式计算： ED = ( t db - t db’’ )/(t db - t wb ) 图1是一种淋水填料式 DEC。 图1 直接蒸发冷却 由于空气经过DEC的状态变化是降温加湿过程，故它适用于低湿地区，如中国海拉尔-锡林浩特-呼和浩特-西宁-兰州-甘仔一线的以西地区。 为了克服DEC使空气湿度增加的问题，人们又开发出间接蒸发冷却(indirect evaporative cooling,IEC)技术。这是利用经直接蒸发冷却后的空气(称为二次空气，secondary air)或水，通过一换热器冷却另外一股空气(称为一次空气primary air)。一次空气温度会下降，然而由于它不与水接触，其含湿量不变。因此除了在低湿地区，在中等湿度地区，如中国的哈尔滨-太原-宝鸡-西昌-昆明一线以西地区，IEC也有应用的可能性。为了工程应用方便，有人将直接蒸发冷却和换热两个过程综合在一个设备内完成，该设备称为间接蒸发冷却器。它有板式和管式两种。 IEC的热交换效率EI可用下式计算： EI = ( t dbp1 - t dbp2 )/( t dbp1 - t wbs1 ) 式中：t dbp1 , t dbp2 ---- 一次空气在进口处和出口处的干球温度； t wbs1 -- 二次空气在进口处的湿球温度。 也有将两种蒸发冷却结合起来的做法(图4)。先使一次空气经过间接蒸发冷却器，被等湿冷却。然后再令它经过直接蒸发冷却器受到进一步冷却，同时受到加湿。这一方式称为双级式蒸发冷却(two-stage evaporative cooling)。它可以提供比间接蒸发冷却更大的降温效果。

■ 蒸发冷却的应用

蒸发冷却过程是以水作为制冷剂的。同通常的机械制冷的原理一样，由于制冷剂的蒸发而提供冷量。但是对蒸发冷却来说，是利用水的蒸发取得冷量。但是它不必将蒸发后的水蒸气再行压缩、冷凝回到液态水后再进行蒸发。一般可以直接补充水分来维持蒸发过程的进行。因此与机械制冷相比，蒸发冷却法制冷不需要消耗压缩功，这使得它的COP值有时比机械制冷要大得多，从而取得节能的结果。一般，蒸发冷却技术可有以下的应用方式： (1) 在干燥地区替代常规的机械制冷方式。 (2) 用间接蒸发冷却来预冷新风，以减少机械制冷的容量。这样做有时会带来节能效果。 (3) 对风冷的传热设备(如风冷冷凝器)可用直接蒸发冷却来降低空气温度，以扩大传热温差，提高传热量，而空气湿度的提高对传热设备的工作则无甚影响。 (4) 除湿冷却 (desiccant cooling) 在非干燥地区不能用蒸发冷却来替代机械制冷的主要原因有： (a) 室外空气的湿球温度太高，由蒸发冷却获得的空气温度不足以满足送风要求； (b) 蒸发冷却自身没有除湿能力，无法降低室外空气的含湿量以满足送风要求； 如果将室外空气(或室外空气与室内空气的混合空气)用除湿剂经吸收或吸附处理成含湿量低的空气，接下来就同干燥地区一样，也可以用蒸发冷却来实现舒适性空调。这样的技术就是除湿冷却。 2. 夏季运行期双级式蒸发冷却系统的效果分析 作者曾研究了蒸发冷却技术在我国的适用性[1], 划分了在夏季空调室外设计条件下和最热月平均条件下有可能应用蒸发冷却技术的地区。为了了解双级式蒸发冷却系统（IEC+DEC系统）在供冷运行期中的使用效果，作者又做了进一步的研究分析。研究工作是以一幢两层楼的办公楼建筑作为计算对象。该建筑的每层面积为930 m2 ，层高 3.05 m。墙上有窗，窗墙比为0.27。室温设定值是24℃（对常规空调），控制方式为开关式。空调冷负荷来自：人体、灯光、围护结构和室内设备。常规系统的新风量按人数和每人新风量确定。根据给定的条件用DOE 2 .1E程序计算各区（内区及外区）的设计负荷和送风量,并且逐时计算每一小时的各种数据：各区的得热量、冷负荷、排热量、各区的送风量、各区的实际室温和各项能耗。双级式蒸发冷却系统的送风量（都是新风）可任选,为了便于比较，本文使之与常规系统基本相同。计算的时段：6月 到9月。计算的系统：常规的机械制冷空调机组（分定风量系统和变风量系统）和IEC+DEC系统。IEC的效率=0.65 ，DEC的效率 = 0.8。空调系统的工作制度是：工作日-上午8时开机，晚上 18时停机；非工作日-上午8时开机，中午 12时停机。计算地点：乌鲁木齐、西安、哈尔滨和北京。由于计算结果的数据非常庞大，现只将汇总数据列于表1中。 从表1可以看出： （1）在基本相同的风量下，蒸发冷却系统的需求功率仅为常规的定风量系统的14 %- 19 %，其总耗电量则为 60 % - 70 %。其中制冷部分的耗电量更低，约为定风量系统的四分之一。但是蒸发冷却系统的风机能耗要高，比定风量系统多用电 15 % - 75 %。主要原因是蒸发冷却系统的风机运行时间要长得多； （2） 从空调效果（室温值）来看，常规系统是不成问题的。不论是各月的平均室温，还是全夏季的平均室温都能满足设计要求，并且任何时刻都没有超过26.7 ℃。蒸发冷却系统的效果随地区而异,总体上要比常规系统差些。乌鲁木齐的效果最好，平均室温与常规系统基本相同，超过26.7 ℃的时数仅占空调总时数的 0.9 %。其他三地就要差一些。它们的夏季平均室温分别是27.1 ℃、23.9 ℃ 和 26.4 ℃。当要求不太高时，作为舒适性空调还能接受，不过有较多时刻室温会超出26.7 ℃。对西安、哈尔滨和北京三地，这些时刻占总时数的百分比分别是：52.7 %、23.2 % 和50.6 %。这里大体可看出，对办公楼建筑，在我国西北地区西部和东北地区北部采用双级式蒸发冷却系统，不论在效果上还是在节能上都是（或基本上是）可行的。对西北地区东部和华北地区，则在节能的前提下用双级式蒸发冷却系统能适当改善室温条件； （3） 从室内空气品质角度来看，蒸发冷却系统要优于常规系统，因它是按100 %新风运行的。 （4） 如果将本例中的双级式蒸发冷却系统的风量增加五分之一，则平均室温可 以下降 0.5 ℃左右，但是能耗也会有所增加。以定风量系统为基数的相对能耗增为 68 % ~ 81 %，相对需求功率增为 19 % ~ 25 %。 （5） 对常规系统，变风量系统的夏季总耗电量为定风量系统的 75 % ~ 83 %， 但是前者的平均室温要比后者高 0.7 ℃ ~ 1.6 ℃。

说明：系统1是指定风量系统、系统2是指变风量系统、系统3是指双级式蒸发冷却系统 3. 用间接蒸发冷却系统预冷新风的节能效果 在常规空调中可以加设间接蒸发冷却装置用来预冷新风，以减少新风负荷，从而降低机械制冷设备的容量。这是有利方面。不利方面是：间接蒸发冷却装置自身也要耗能；当室外空气干湿球温差不够大，或新风量占总风量的百分比没有到达一定值时，新风预冷量可能小于耗能量。这时间接蒸发冷却非但不能减少、反而要增加机械制冷设备的容量，即得不偿失。根据研究每一地区都存在着一个临界新风百分比， 当实际新风比大于此临界值时，用间接蒸发冷却预冷新风是节能的；小于临界值，则是不节能的。 现以西安为例，仍以第2节中提到的办公楼作为研究对象，计算了单纯的定风量系统和具有三种新风预冷方式的定风量系统的夏季总能耗（制冷耗电和风机耗电之和）。这三种新风预冷方式用的都是间接蒸发冷却（冷却效率为 0.65），不同之处是： 新风预冷方式 1 2 3 一次风量 全部送风量 新风量 新风量 二次风 室外空气 室外空气 室内排风 分别采用了以下五种新风百分比：5.9 %、11.4 %、21.2 %、34.5 % 和49.5 %。 计算结果汇总表达于图5中。图的横坐标是新风百分比，纵坐标是相对能耗（以无预冷的定风量系统的能耗为基数）。图中曲线1、2和3即为这三种有预冷的定风量系统的能耗。水平直线4为单纯定风量系统的能耗。显而易见的是，只有相对能耗小于1时采用新风预冷是节能的。等于1的点，其横坐标即为临界值。从图上可以看出，三种新风预冷方式的临界新风百分比是： 新风预冷方式 1 2 3 临界新风百分比 34.4 % 36.3 % 26.3 % 要注意的是，这一临界值随建筑物的负荷特性而变。气候条件有非常重要的影响。如果将该办公楼放在乌鲁木齐，对新风预冷方式2，临界新风百分比只有5.9 %。 4. 非空调设备中蒸发冷却技术的应用 蒸发冷却技术在非空调领域也有广泛的应用前景。有些工艺设备需要通风冷却，以维持正常的运行（如大型电机）。另有些设备，其工作过程需要补充空气，而空气温度的高低对运行效果很有影响（如燃气轮机）。对这些设备就有可能采用蒸发冷却技术以提高设备的性能。现以燃气轮机为例。其特性是补给空气的温度对其输出功率与耗热率（单位输出功率的燃料耗量）有明显影响。图6所示是一典型的燃气轮机的特性曲线[2]。横坐标是进入（燃烧所需）空气的温度，纵坐标是输出功率或耗热率的相对值（以ISO额定进入空气温度 = 15 ℃的值为基数）。从该图可以看出，随着进入空气温度的下降，输出功率有明显上升，耗热率则有所下降。举例来看，空气的干球温度为 t db = 35 ℃，湿球温度为t wb = 25 ℃。以此空气作为补给空气，则输出功率为0.85，耗热率为1.06。现用蒸发冷却装置降低其干球温度，设冷却效率为0.8,则冷却后干球温度为 t db，= 35 - 0.8(35 - 25) = 27 ℃。以此空气作为补充空气，则输出功率提高至0.91，耗热率降低至1.03。这样，输出功率增长7 %，燃料耗量减少2.8 %。 图6 燃气轮机的特性曲线 用蒸发冷却设备预冷补给空气的做法，其好处还在于：设备在较低温度下运行，可延长工作寿命和减少维护工作量；如果用的是直接蒸发冷却，空气能获得一定的净化效果；对燃气轮机而言，由于燃料耗量下降，废气排放量也下降。 5. 结论 (1) 双级式蒸发冷却系统较之常规空调系统有明显的节能效果，但其维持室温的能力则随地区而异。 (2) 用间接蒸发冷却来预冷新风不是在所有情况下都是节能的，工程中应按运行期能耗分析的结果来做出决定是否采用。

谢谢!

呵呵
这个东西我正好用
谢谢了
对了还有
关于蒸发冷却的其他论文没有啊 ??