蒸发冷却空调技术
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常用冷却工艺技术常用冷却工艺技术随着科技的不断进步和工业的发展,各行各业对冷却工艺技术的需求也越来越高。
冷却工艺技术的应用广泛,从机械制造到电子电器,从航空航天到汽车制造,都离不开冷却工艺技术的支持。
下面将介绍一些常用的冷却工艺技术。
1. 循环冷却系统:这是一种常见的冷却工艺技术,通过循环管路将冷却介质送至被冷却物体,然后经过冷却后返回冷却装置进行循环使用。
循环冷却系统一般通过水泵等设备提供动力,使冷却介质得以循环流动,有效地降低被冷却物体的温度。
2. 水冷却技术:水是一种理想的冷却介质,具有导热快、吸热大、成本低等优点。
利用水进行冷却的技术有水冷却器、水冷散热器等。
水冷却技术常用于电脑、汽车引擎等设备的散热。
3. 风冷却技术:与水冷却技术相比,风冷却技术更加灵活方便,不需要额外的管路和冷却装置。
风冷却主要是利用风扇将冷风送至被冷却物体表面,通过风与被冷却物体间的热交换,达到降低温度的效果。
风冷却技术广泛应用于电子设备、汽车等领域。
4. 冷冻技术:冷冻技术通过降低被冷却物体的温度来达到冷却的效果。
冷冻技术一般使用低温制冷剂,如液氮、液氧等。
冷冻技术主要用于一些对温度要求较低的设备,如科学实验室、医疗仪器等。
5. 热管技术:热管是一种新型的冷却技术,它利用液体在真空环境下进行自发循环,将热量从高温部分传导至低温部分,从而实现冷却的效果。
热管技术具有导热性能好、体积小、可靠性高等优点,广泛应用于航空航天、电子电器等领域。
6. 蒸发冷却技术:蒸发冷却技术是利用液体在蒸发时吸收热量来达到降低温度的效果。
蒸发冷却技术广泛应用于空调、冰箱等家用电器中,通过将制冷剂蒸发后再凝结,实现对空气或物体的降温。
以上是一些常用的冷却工艺技术。
随着科技的不断进步,冷却工艺技术也在不断创新和发展,将会有更多更高效的冷却技术被应用于各个行业,为人们的工作和生活带来更多便利。
2021年3月Cotton Textile Technology间接蒸发冷却技术在空调系统中的节能分析宋祥龙1黄翔2(1.西安航空学院,陕西西安,710077;2.西安工程大学,陕西西安,710048)摘要:探讨间接蒸发冷却技术在细纱车间空调系统的最佳应用形式及节能效果。
以西安地区为例,分析了不同室外气象参数条件下,在细纱车间空调系统中采用间接蒸发冷却技术的不同运行模式及运行时长,统计出每年机械制冷运行时长约857h (约36d ),分析计算在机械制冷开启时段中,间接蒸发冷却在不同应用形式下的预冷节能效果。
经对比,当预冷新风、新风作为二次空气时,间接蒸发冷却预冷效果较好,每10万m 3/h 送风量,每年可净节约机械制冷系统电耗9590kW·h 。
认为:在细纱车间空调系统中科学选用间接蒸发冷却技术的应用形式,可取得较好的节能效果。
关键词:纺织厂;细纱车间;空调系统;间接蒸发冷却;应用形式;节能效果中图分类号:TS108.6+1文献标志码:A文章编号:1000-7415(2021)03-0006-05Energy Saving Analyses of Indirect Evaporative Cooling Technology inAir Conditioning SystemSONG Xianglong 1HUANG Xiang 2(1.Xi'an Aeronautical University ,Xi'an ,710077,China ;2.Xi'an Polytechnic University ,Xi'an ,710048,China )AbstractThe optimal application form and energy saving effect of indirect evaporative cooling technology inair conditioning system of spinning workshop were discussed.Xi ’an area was taken as an example.Different running modes and running time of adopting indirect evaporative cooling technology in air conditioning system of spinning workshop under different out door climatic parameters were analyzed.It was counted that the annual mechanical refrigeration running time was around 857h (about 36d ).The precooling energy saving effects of indirect evaporative cooling in different application forms were analyzed and calculated in the mechanical cooling open time frame.After comparison ,when precooling fresh air and fresh air were used as secondary air ,the precooling effect of the indirect evaporative cooling was better.For every 100000m 3/h air output ,the annual net saving of mechanical cooling system power consumption was 9590kW ·h.It is considered that better energy saving effect can be obtained by scientifically selecting the application form of air conditioning system indirect evaporative cooling technology in spinning workshop.Key Wordstextile mill ,spinning workshop ,air conditioning system ,indirect evaporative cooling ,applicationform ,energy saving effect间接蒸发冷却技术利用干空气能对空气进行降温,绿色低碳,已在工业及民用建筑中得到广泛应用,其中在纺织厂空调中也得到了一定程度的应用[1]。
利用蒸发原理的应用有哪些1. 蒸发冷却技术•蒸发冷却技术是一种利用蒸发原理来降低气温的技术。
通过将水蒸发转化为吸热的过程,可以达到降温的效果。
这种技术被广泛应用于空调、冷却系统以及一些降温设备中。
•在空调系统中,蒸发冷却技术被用于冷却空气。
空调设备中的蒸发器通过将冷凝器内的制冷剂蒸发转化为气体,吸收周围空气的热量,从而使空气温度下降。
•蒸发冷却技术还可以用于降低大型工厂或建筑物的温度。
通过将水雾喷洒到热空气中,利用水的蒸发吸热作用,使空气温度下降。
2. 蒸发浓缩技术•蒸发浓缩技术是一种利用蒸发原理来提高液体溶液中溶质浓度的技术。
通过将溶液加热,使液体蒸发转化为气体,而溶质则留在液体中,从而实现液体中溶质浓度的升高。
•蒸发浓缩技术广泛应用于海水淡化、废水处理以及化工生产中。
在海水淡化过程中,海水被加热,部分水分蒸发,从而得到淡水。
而溶质(如盐类)则留在残留的海水中,使得淡水的浓度提高。
•在废水处理过程中,也可以利用蒸发浓缩技术将废水中的溶质(如重金属离子)浓缩,从而减少处理过程中的溶质排放。
3. 蒸发器的应用•蒸发器是一种利用蒸发原理来实现传热的设备。
在蒸发器中,液体被加热,通过蒸发的过程将热量传递给周围环境。
•蒸发器广泛应用于制冷、空调、化工以及食品加工等各个领域。
在制冷和空调系统中,蒸发器用于吸收室内热量,从而实现降温的效果。
在化工生产中,蒸发器被用于蒸发液体中的溶质,从而实现浓缩效果。
在食品加工中,蒸发器被用于将液体食品中的水分蒸发,从而实现浓缩和干燥的效果。
4. 蒸发冷冻技术•蒸发冷冻技术利用蒸发原理来实现冷冻效果。
通过将制冷剂在低压条件下蒸发,吸收周围环境的热量,从而使周围环境温度下降。
•蒸发冷冻技术广泛应用于冷藏柜、冷冻室、冷库等冷却设备中。
在这些设备中,制冷剂通过蒸发器蒸发,吸收环境的热量,使设备内部的温度降低,从而实现冷藏和冷冻的效果。
5. 蒸发防冻技术•蒸发防冻技术利用蒸发原理来防止水管、水箱等设备在低温环境下结冰。
空调冰箱的制冷原理
空调和冰箱的制冷原理采用了相似的技术。
下面是它们的制冷原理:
1. 蒸发冷却:通过液体的蒸发可以吸收周围的热量。
空调和冰箱内部有一个叫做蒸发器的部件,把制冷剂(如氟利昂)加入蒸发器内,将制冷剂蒸发时,周围的热量被吸收,这就凉爽了空气或食品。
2. 压缩冷却:将气体压缩会使其升温,但当它们扩张时,就会降温。
压缩机将气体压缩成高压气体,然后将其送入冷凝器。
在冷凝器中,高压气体冷却并变成液体,释放出热量。
3. 放热:制冷剂在压缩冷却过程中会吸收热量,但在冷凝器中会释放出热量,可以通过散热器或冷凝器的冷却水线将热量释放到空气或水中。
4. 膨胀:制冷剂从冷凝器中获得了能量,然后被送入蒸发器,通过蒸发冷却降低温度。
总之,制冷系统利用制冷剂的循环和相变来加热和冷却,将热量从室内或冰箱内部排出,从而实现制冷效果。
浅析风侧间接蒸发冷却空调技术中核心的几个术语夏青;黄翔;殷清海【摘要】风侧间接蒸发冷却空调技术(冷风式间接蒸发冷却空调技术)是风侧蒸发冷却空调技术(冷风式蒸发冷却空调技术)中最重要、最核心的概念,本文对这一概念及一系列相关的几个核心术语进行了探讨,这些术语包括:一次空气(产出空气)、二次空气(工作空气)、湿球效率、露点效率.这种比较和归纳的目的是在更广阔的理论中掌握风侧间接蒸发冷却空调技术(冷风式间接蒸发冷却空调技术),并通过相关重点术语的探讨,加深对这一概念以及其他相关概念的理解和把握.【期刊名称】《制冷》【年(卷),期】2013(032)001【总页数】4页(P84-87)【关键词】风侧间接蒸发冷却空调技术(冷风式间接蒸发冷却空调技术);一次空气(产出空气);二次空气(工作空气);湿球效率;露点效率;术语【作者】夏青;黄翔;殷清海【作者单位】西安工程大学,环境与化学工程学院,陕西西安710048;西安工程大学,环境与化学工程学院,陕西西安710048;西安工程大学,环境与化学工程学院,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】T-65;TU8310 前言术语研究是标准化研究的最基本的对象,正确使用标准术语是实现有效交流的前提和保证[1]。
目前,我国在风侧间接蒸发冷却空调技术理论和应用方面已取得了巨大成就,因此,在未来一段时期内,风侧间接蒸发冷却空调技术术语标准化将逐步成为我国蒸发冷却空调技术发展的重点[2]。
风侧间接蒸发冷却空调设备一般有两股气流同时经过,分别是一次空气和二次空气,而“一次空气(产出空气)”、“二次空气(工作空气)”是构成描述风侧间接蒸发冷却空调设备工作原理的核心词汇。
此外,“湿球效率”和“露点效率”也是风侧间接蒸发冷却空调技术中经常使用的两个词,他们同时描述风侧蒸发冷却空调设备的工作效率。
本文对风侧间接蒸发冷却空调技术中的“一次空气(产出空气)”、“二次空气(工作空气)”、“湿球效率”、“露点效率”所表达的概念意义加以分析。
风侧间接蒸发冷却空调技术常用术语诠释夏青;黄翔;殷清海【摘要】针对风侧间接蒸发冷却空调技术中术语存在的使用混乱问题,按不同的工作介质“不同的冷却产出介质媒介,将风侧蒸发冷却空调机组分为两类,并分别介绍了冷却排风(内冷)式间接蒸发冷却空调机组如板翅式、管式、热管式、转轮式、露点式等5种结构形式,及冷却水(外冷)式间接蒸发冷却空调机组的冷却塔与表冷器联合供冷基本形式,即为风侧间接蒸发冷却空调技术在蒸发冷却空调技术中的使用提供基本的诠释,使蒸发冷却空调术语标准化、规范化.%Aiming the confusion that is existed in the terms used in the indirect evaporative air cooling conditioning technology, according to different working medium or the different cooling medium for product medium, indirect evaporative air conditioning units could be divided into two categories,five kind of structure forms about the evaporative cooling exhaust air (air-cooled) type in the indirect evaporative air conditioning units are introduced,such as plate-fin type, pipe type, heat pipe type, rotary type, dew point type, and a basic form of evaporative cooling water (water-cooled) type in the indirect evaporative air conditioning units, that is, a pattern of combining a cooling tower with a surface air cooler,some basic interpretation for indirect evaporative air cooling conditioning technology in the use of evaporative air conditioning technology are provided,and also hope to promote the development of the next.【期刊名称】《西安工程大学学报》【年(卷),期】2012(026)004【总页数】5页(P507-511)【关键词】风侧间接蒸发冷却;间接蒸发冷却空调机组;冷却排风(内冷)式;冷却水(外冷)式;蒸发冷却空调术语【作者】夏青;黄翔;殷清海【作者单位】西安工程大学环境与化学工程学院,陕西西安710048;西安工程大学环境与化学工程学院,陕西西安710048;西安工程大学环境与化学工程学院,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】T652.3从20世纪30年代国外就出现了间接蒸发冷却空调技术,最早的装置是将冷却塔中被冷却的水送至一表面式空气冷却器以冷却空调新风[1].最早制定蒸发冷却空调标准的国家是印度,其于20世纪70年代就制定了《蒸发式空气冷却器》.目前,国际标准化组织(ISO)、国际电工委员会(IEC)和欧洲标准委员会(CEN)都没有蒸发冷却空调国际标准,而国外如美国、加拿大、澳大利亚、沙特阿拉伯、印度等国家,在20世纪90年代就开始制定了蒸发冷却空调产品和技术标准,大力推广蒸发冷却空调技术[2-6].术语标准是制定其他标准的基础,开展任何一项新领域的标准化工作,首先就应从制定该领域的术语标准开始.同样对蒸发冷却空调标准化来说也不例外,蒸发冷却空调术语标准化是整个蒸发冷却空调标准化工作的基础.在空调行业,国家已于1992年10月1日发布了GB50155—1992《采暖通风与空气调节术语标准》,但目前为止,对于蒸发冷却空调技术来说,国内外只有一些相关的产品标准,蒸发冷却空调术语标准化发展还是一片空白.术语标准化是为蒸发冷却空调技术提供在语言上和概念上一致的术语,对于稳定市场,提高蒸发冷却空调的形象,维护消费者权益,帮助国内蒸发冷却空调技术的改进、推广及设备的维修有着极其重要的作用[7].“间接蒸发冷却术语”是“蒸发冷却术语”中的常用术语.随着能源短缺和环境问题的日趋突出,间接蒸发冷却空调技术愈加引起很多学者的关注,但由于蒸发冷却空调技术侧重于工程,在理论上不作深入探究,故对其未加详细说明或深入探讨,致使学习蒸发冷却空调技术的人,甚至研究者都感到困惑,所以有必要对间接蒸发冷却术语做进一步的阐述.在尚无统一术语标准的前提下,本文对间接蒸发冷却空调技术中两种形式之一的风侧间接蒸发冷却空调技术术语提供一些诠释.(1)分类间接蒸发冷却空调技术按照产出介质(获得冷量)形式分为:风侧间接蒸发冷却空调技术和水侧间接蒸发冷却空调技术,相应的设备称为:间接蒸发冷却空调机组和间接蒸发冷却冷水机组.其中间接蒸发冷却空调机组按不同的工作介质或不同的冷却产出介质媒介,可分为冷却排风(内冷)式间接蒸发冷却空调机组和冷却水(外冷)式间接蒸发冷却空调机组两大类型.(2)相关术语诠释间接蒸发冷却空调技术indirect evaporative air conditioning(简称IEC)是指产出介质(空气或水)与工作介质(空气和水)间接接触进行热湿交换,产出介质与工作介质之间不存在质的交换,仅是显热的交换,以获取冷风或冷水的技术.其中产出介质为空气时,可以称为冷风或一次空气,英文表达为product air(简称PA)或primary air(简称PA),产出介质为水时,称为冷水,英文表达为product water(简称PW);而对于工作介质来说,当工作介质为空气时,可以称为冷却排风或二次空气,英文表达为working air(简称WA)或secondary air(简称SA),工作介质为水时,称为冷却水,英文表达为working water(简称WW).所谓风侧蒸发冷却(evaporative air cooling)空调技术,即根据水蒸发冷却原理,采用直接蒸发冷却或间接蒸发冷却方式或加以机械制冷辅助获取冷风的空调技术.例如,间接蒸发冷却空调机组就是利用该空调技术制备冷风的设备,即根据水蒸发冷却原理,采用间接蒸发冷却方式,获取冷风的设备.水侧蒸发冷却(evaporative water cooling)空调技术,即根据水蒸发冷却原理,采用直接蒸发冷却或间接蒸发冷却方式或加以机械制冷辅助获得冷水的空调技术.例如,间接蒸发冷却冷水机组就是利用该空调技术制备冷水的设备,即根据水蒸发冷却原理,采用间接蒸发冷却方式,获取冷风的设备.间接蒸发冷却空调机组根据不同的工作介质或不同的冷却产出介质媒介,可分为冷却排风(内冷)式和冷却水(外冷)式两种基本的形式.而冷却排风(内冷)式间接蒸发冷却空调机组,目前有板翅式、管式、热管式、转轮式及露点式等形式;冷却水(外冷)式间接蒸发冷却空调机组主要是空调用冷却塔与表冷器联合供冷的形式.2.1 冷却排风(内冷)式间接蒸发冷却空调机组图1为冷却排风(内冷)式间接蒸发冷却空调机组示意图.图1中冷却排风(内冷)式间接蒸发冷却空调机组即指产出介质(冷风或一次空气)的热量主要由工作介质(冷却排风或二次空气)带走的等湿降温过程的空调机组.而某些企业的产品样本中对内冷式间接蒸发冷却空调机组解释为将产出介质(空气)的降温设备整合为一体,构成整体式间接蒸发冷却换热器,由于在同一核心模块内部提供冷源的过程和产出介质的降温过程同时进行,即为内冷式.目前,按照间接蒸发冷却段不同结构形式的换热器,间接蒸发冷却换热器主要有板翅式、管式、热管式、转轮式、露点等5种[8].(1)板翅式间接蒸发冷却“板翅式间接蒸发冷却”目前是“风侧间接蒸发冷却”应用最多的一种形式.利用直接蒸发冷却处理后的工作介质(冷却排风或二次空气),通过板翅式换热器间壁间接冷却被处理的空气(产出介质),其中产出介质(冷风或一次空气)不与工作介质(冷却排风或二次空气)直接接触,仅是显热的交换,这种等湿冷却过程称为板翅式间接蒸发冷却.板翅式间接蒸发冷却器的核心部件是板翅式换热器,其换热器由很多很薄的金属薄板(铝箔)或是高分子材料(塑料等)薄板构成,在每一薄板的两侧形成两组通道(干通道和湿通道),干通道流过被处理空气(产出介质),此通道中的产出介质(冷风或一次空气)不与工作介质(冷却排风或二次空气)相接触,通过薄板向温度较低的另一侧传热,而湿度不变(在不发生冷凝的情况下);工作介质流过湿通道(工作介质可以100%来自于室外,也可来自于室内排风),湿通道中的工作介质与循环水相接触,借助水蒸发形成冷却的湿表面,发生热质交换,工作介质湿度增加,温度降低,这一过程为等焓降温过程,而板翅式间接蒸发冷却空气状态变化焓湿图如图2所示,温度由t g1沿等湿线降到t g2,室外空气状态点由1点变为2点.(2)管式间接蒸发冷却“风侧间接蒸发冷却”的另一种形式是“管式间接蒸发冷却”.利用直接蒸发冷却处理后的工作介质(冷却排风或二次空气),通过换热管间壁间接冷却被处理的空气(产出介质),其中产出介质(冷风或一次空气)不与工作介质(冷却排风或二次空气)直接接触,仅是显热的交换,这种等湿冷却过程称为管式间接蒸发冷却.管式间接蒸发冷却器的核心部件是换热管,换热管可以是聚氯乙烯等高分子材料或铝箔的圆管或椭圆管.管式间接蒸发冷却器由一组按一定方式排列的管束组成,产出介质(冷风或一次空气)和工作介质(冷却排风或二次空气)被换热管隔开,产出介质在管内流过,经过热湿交换后温度降低,再由送风机送到所需的场合.而在换热管束上方设置布水器,对管束淋水,在管外壁形成水膜,工作介质(冷却排风或二次空气)掠过换热管束,与换热管外水膜发生热、湿交换,产出介质通过换热管、水膜,把热量传送给工作介质,从而达到降温的目的,在此过程中,工作介质侧的情况和直接蒸发冷却相同,产出介质温度降低,含湿量保持不变(图2).(3)热管式间接蒸发冷却“热管式间接蒸发冷却”是另一种新型的“风侧间接蒸发冷却”.利用热管内蒸发段和冷凝段工质相变原理,产出介质(冷风或一次空气)横掠过蒸发段,将自身热量传递给蒸发段,蒸发段内的工质蒸发后流到冷凝段,而冷凝段利用直接蒸发冷却喷淋循环水,通过管壁吸收热量冷却冷凝段,工质在冷凝段放出热量变成液体,如此不断循环,产出介质(冷风或一次空气)温度降低,其含湿量不变,这种等湿冷却过程称为热管式间接蒸发冷却.热管式间接蒸发冷却器的核心部件是热管换热器.热管是依靠自身内部工作液体的相变来实现传热的元件[9],它通过内部传热工质在一个高真空的封闭壳体内不断的循环相变来实现热量传递,具有很高的导热性,其导热能力是一般金属的几百倍.而热管换热器则是由许多根这样的热管组成,中间用隔板将蒸发段与冷凝段分开,就形成了热管换热器.热管换热器无需外部动力来促使流体循环,较常规换热器更安全、可靠,可长期连续运行,且冷热段结构位置布置灵活,具有传热效率高,结构紧凑,流动阻力小,节能效果显著的特点[10].热管式间接蒸发冷却器一般分为蒸发段(冷端)和冷凝段(热端),吸收热量的一端为蒸发段,放出热量的一端为冷凝段.蒸发段和冷凝段被隔板分开,产出介质(冷风或一次空气)从蒸发段换热管表面横掠管束流过,与热管内的工质进行热交换,为等湿冷却过程;冷凝段发生的空气处理过程同直接蒸发冷却一样,即在冷凝段的顶部设置布水器,循环水在热管表面形成一层水膜,水膜与热管内的工质进行显热和潜热交换,水膜吸收热量蒸发,工作介质(冷却排风或二次空气)将水膜蒸发的潜热和显热带出室外.热管式间接蒸发冷却空气状态变化焓湿图如图2所示. (4)转轮式间接蒸发冷却“转轮式间接蒸发冷却”是近年来发展起来的一种“风侧间接蒸发冷却”.室外空气(产出介质)进入以一定的速度不转转动的蓄冷/蓄热转轮材料(芯体)的半圆,由于转轮材料与空气之间的温差而进行热交换,而冷却排风或二次空气作为工作介质同时逆向通过转轮的另一个半圆,对产出介质进行预冷却,仅是显热的交换,这种等湿冷却过程称为转轮式间接蒸发冷却.转轮式间接蒸发冷却器的核心部件是转轮式空气-空气换热器.转轮式间接蒸发冷却器主要由转轮、驱动电动机、机壳和控制部分组成.圆形截面的转轮被均匀分成工作介质侧和产出介质侧两部分,当温度低的室内冷却排风或二次空气通过工作介质侧时,芯材受到冷却(等湿冷却),等到下一瞬间,刚与冷却排风或二次空气相接触,被冷却后的芯材便转到产出介质区,与进入的室外空气(产出介质)相接触.于是,高温的室外空气(产出介质)便得以冷却,即在进行其他热湿处理之前先进行预冷却[11].(5)露点式间接蒸发冷却“露点式间接蒸发冷却”是在原有“风侧间接蒸发冷却”基础上发展起来的一种新技术.利用湿空气通道中直接蒸发冷却处理后的工作介质(冷却排风或二次空气),通过换热间壁间接冷却干空气通道中的被处理空气(产出介质),其中干空气通道中的产出介质(冷风或一次空气)经预冷后部分可以经过换热面上的穿孔进入湿空气通道,与原有工作介质(冷却排风或二次空气)一起作为湿空气通道中的工作介质(冷却排风或二次空气)来冷却干空气通道中的产出介质(冷风或一次空气),其中产出介质(冷风或一次空气)不与工作介质(冷却排风或二次空气)直接接触,仅是显热的交换,这种等湿冷却过程称为露点式间接蒸发冷却[12].①露点式间接蒸发冷却器的结构.目前所用的露点式间接蒸发冷却器一般是板翅式的,其结构由纵向干空气通道和横向湿空气通道组成,干湿通道分别由若干个互不相混的小流道组成.产出介质通过纵向干空气通道,温度降低,湿度不变,实现等湿冷却过程;纵向干空气通道的一部分小流道中有小孔,流经此处的产出介质可以穿过小孔进入横向湿空气通道中,作为工作介质,工作介质侧淋水,发生绝热、降温、加湿过程,进而对纵向干空气通道中的产出介质进行等湿冷却,直至其接近露点温度.②露点式间接蒸发冷却器的工作原理.一般间接蒸发冷却器的驱动势为空气干湿球温差,而露点式间接蒸发冷却技术的驱动势是空气干球温度与露点温度之差,最终能提供干球温度比室外湿球温度低且接近露点温度的空气,如图3所示,可实现的温降差为Δt.因此采用该技术可以得到比一般间接蒸发冷却更大的降温幅度[13].当气流被风机吹入冷却器纵向干空气通道时,首先被其湿侧进行初步冷却,状态从A变化到B,如图4所示.由于干空气通道的一部分小流道中有小孔,所以一部分被冷却的产出介质通过穿孔进入到湿空气通道,与原有冷却排风或二次空气一起作为工作介质,工作介质侧淋水,这些空气与水膜发生热湿交换,自身温度降低,达到状态B的湿球温度B′.同时湿空气通道中的工作介质吸收显热,状态从B′到B″,而干空气通道中的产出介质仅发生显热冷却,状态从B到C,随着干空气通道中的产出介质不断流入湿空气通道中,干空气通道中的产出介质进一步得到显热冷却,状态从C变化到D,而湿空气通道中的工作介质继续加湿、升温,状态从C′变到C″.如此下去,直到干空气通道中的产出介质被等湿冷却到初始状态A的湿球温度以下且接近其露点温度状态n,并保持湿度不变,而湿空气通道中的工作介质则从两侧排出[14].2.2 冷却水(外冷)式间接蒸发冷却空调机组图5为冷却水(外冷)式间接蒸发冷却空调机组示意图.图5中冷却水(外冷)式间接蒸发冷却空调机组即指产出介质(冷风)的热量主要由工作介质(冷却水)带走的等湿降温过程的空调机组.而某些企业的产品样本中外冷式是指利用两个设备空调用冷却塔与产出介质的降温设备联合完成的等湿降温过程.在表冷器中,被处理的室外空气(产出介质)和送入表冷器的冷却水通过冷却表面进行显热冷却,由于表冷器中产出介质和冷却表面的工作介质(冷却水)不直接接触,完成的是产出介质等湿降温的过程(图2).间接蒸发冷却空调技术按产出介质的形式分为风侧间接蒸发冷却空调技术和水侧间接蒸发冷却空调技术,利用间接蒸发冷却空调技术制备冷风的设备称为间接蒸发冷却空调机组,利用间接蒸发冷却空调技术制备冷水的设备称为间接蒸发冷却冷水机组.本文介绍了风侧间接蒸发冷却空调技术的两大类形式,即冷却排风(内冷)式和冷却水(外冷)式,通过对各自的阐述,明确区分间接蒸发冷却空调机组的形式,并进一步界定了风侧间接蒸发冷却空调技术,避免与水侧间接蒸发冷却空调技术混淆,使大家更加规范地使用蒸发冷却空调的有关术语.随着间接蒸发冷却器产品的迅速发展,产品更新换代的时间越来越短.因此,新的术语层出不穷,不断地探讨这些新术语,对于阅读和理解相关的国内外文献,具有至关重要的作用,在各国研究者的共同努力下,蒸发冷却空调术语将会朝着标准化、规范化、统一化的方向发展.【相关文献】[1]陈沛霖.现代空调研究文集[M].上海:同济大学出版社,2008.[2]黄翔,汪超,吴志湘.国内外蒸发冷却空调标准初探[J].暖通空调,2008,38(12):71-75.[3] ASHRAE Standards Committee.ANSI/ASHRAE Standard 143-2007,Method oftest for rating indirect evaporative coolers[S].Washington:American Standards Committee Press,2007.[4] ASHRAE Standards Committee.ANSI/ASHRAE Standard 143-2000,Method oftest for rating indirect evaporative coolers[S].Washington:American Standards Committee Press,2007.[5] Standards Australia International Ltd.AS 2913-2000,Evaporative air conditioning equipment[S].Washington:American Standards Committee Press,2000.[6] Canadian Standards Association International.C22.2 No 104,Humidifiers and evaporative coolers[S].Washington:A-merican Standards Committee Press,1983. [7]夏青,黄翔,殷清海.蒸发冷却空调术语标准化的必要性及意义的探讨[J].制冷,2011,30(2):85-88.[8]黄翔.国内外蒸发冷却空调技术研究进展(2)[J].暖通空调,2007,37(3):32-37.[9]吴生,黄翔,武俊梅.热管式间接蒸发冷却空调机组的性能分析[J].西安工程大学学报,2009,23(1):79-83.[10]郑久军,黄翔,王晓杰,等.热管式间接蒸发冷却空调系统的探讨[J].制冷空调与电力机械,2006,27(5):14-17.[11]罗绒,黄翔,靳贵铭.转轮式热回收型蒸发冷却空调研究初探[J].制冷空调与电力机械,2010,32(4):6-10.[12]刘小文,黄翔,吴志湘.露点间接-直接蒸发冷却空调特性及换热分析[J].纺织高校基础科学学报,2010,23(4):524-528.[13]陈俊萍,黄翔,宣永梅.露点间接蒸发冷却器设计探讨[J].制冷与空调,2006,6(6):35-38.[14]丁胜华,袁一军,沈永年.机械压缩和蒸发冷却复合新风空调器的研究[J].流体机械,2005,33(4):53-55.。
间接蒸发冷却技术在数据中心项目中的应用分析摘要从数据中心项目工艺特点、目前传统的空调制冷形式存在的问题、间接蒸发冷却技术引领数据中心空调发展趋势等角度分析间接蒸发冷却技术在数据中心实际工程项目中的应用。
关键词工艺传统制冷模式间接蒸发冷却经济节能0引言随着云计算,大数据的快速发展,国家对数据中心等新基建格外重视。
数据中心因其特殊的工艺特点,单位面积热负荷较高,空调系统能耗较大。
传统的制冷模式难以做到1.3甚至更低的PUE值,蒸发冷却技术的应用在这时就显得尤为重要。
1工艺特点数据中心用来在网络基础设施上传递、加速、展示、计算、存储数据信息。
无论是BAT等互联网企业,还是银行等金融性单位,均对数据中心的可靠性提供了很高的要求。
此外,IT设备功能越来越强劲,数据机房内单机功率也快速上涨,6~8kW已经司空见惯,并且在互联网行业的数据中心和超算中心正在朝着20~50kW 快速迈进。
并且,在一些特定行业,如电商等,其负载波动范围很大,这对数据中的制冷系统的模块化设计提出了更高更迫切的要求。
最后,数据中心的工艺能耗很高,于是国家目前提出:到2022年,新建大型数据中心的电能使用效率值达到1.4以下。
2传统制冷模式分析传统大型数据中心采用离心式水冷机组供冷,末端采用水冷型精密空调送风。
整个系统包括2个循环:(1)冷冻水系统:制冷机组内的冷媒经压缩蒸气制冷循环完成相变,在数据中心项目中,常规制出15℃冷冻水,流经蓄冷罐,蓄冷罐一般需一直处于在线状态,有效容量需满足15分钟不间断制冷,之后冷冻水进入末端精密空调,室内空气与精密空调的冷却盘管进行换热,冷冻水变为21℃,经冷冻水泵回到冷水机组中重新参与制冷循环;(2)冷却水系统:数据中心项目中,冷水机组出来的常规为38℃的冷却水回水进入冷却塔,通过与室外空气换热并蒸发,变为32℃冷却水重新进入冷水机组。
在一些地区的过渡季节和冬季,可以采取一部分的冷却塔免费供冷,此时冷机关闭或者低负荷运行,冷冻水回水部分或全部进入板式换热器中与冷却塔下塔冷水进行热交换,并根据冷却塔下塔温度来决定冷机的开启程度,实现节能的目的。
蒸发制冷空调系统方案设计要点摘要:现如今,我国经济快速发展,人们生活水平有很大提升,蒸发制冷空调被广泛应用在日常生活中。
本文从蒸发冷却空调的研究现状入手,阐述了蒸发冷却空调的技术原理、适用区域、设计要点等,并对其优点进行了分析总结。
关键词:蒸发制冷;空调系统;方案设计引言当今社会,人们越来越离不开空调所带给人们的舒适感,无论是家庭、商场还是公司部门一般都会配备空调。
在炎炎夏日中,缓解了酷暑,在瑟瑟寒风中,给予了温暖。
因此对于空调制冷系统的研究至关重要,在空调制冷系统的设计过程中,我们不仅要注意空调的制冷效果,还要注意节能效果以及外在美观等。
本文针对空调制冷系统设计的注意要点进行简单分析。
1蒸发冷却空调技术原理及冷却形式蒸发冷却是一项利用水蒸发吸热的制冷技术。
在没有其他热源的条件下,水与空气的热湿交换过程是空气将显热传递给水,空气的温度下降,同时水蒸发将汽化潜热带入空气,空气的焓湿量增加,这两种热量相等时,水温达到空气的湿球温度。
只要空气未饱和,通过循环水或者填料层喷淋空气,即可到达降温的效果。
蒸发冷却的基本形式有直接蒸发冷却和间接蒸发冷却两种。
直接蒸发冷却是空气与水直接接触的等焓冷却过程。
喷淋循环水的初始温度高于空气的湿球温度,空气传热给水,当空气传给水的显热量正好等于水蒸发所需的热量时,水的蒸发量稳定,此时的水温为空气的湿球温度,冷却过程为绝热过程。
间接蒸发冷却是依靠空气与间壁墙之间接触,在间壁墙表面进行热湿交换,其结果取决于间壁墙表面的温度,间接蒸发冷却器通过间壁墙将被冷却空气和淋水侧的空气隔开,在湿道中喷淋循环水,水与空气二次接触,蒸发产生冷却效果,干通道中的空气只被冷却而不被加湿。
2空调制冷系统的作用2.1在家庭中的应用随着经济的快速发展,人们的生活水平得到很大提高,家家户户都配备了空调这一基本家电,在面对酷暑时,可以给家庭成员带来凉爽,一方面是提高了家庭的生活质量,另一方面,增加用电量,也促进了我国电力行业的发展和繁荣。
蒸发冷却空调技术
标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]
蒸发冷却空调技术
一原理介绍
蒸发冷却空调技术是一项利用水蒸发吸热制冷的技术。水在空气中具有蒸
发能力。在没有别的热源的条件下,水与空气间的热湿交换过程是空气将显热
传递给水,使空气的温度下降。而由于水的蒸发,空气的含湿量不但要增加,
而且进入空气的水蒸气带回一些汽化潜热。当这两种热量相等时,水温达到空
气的湿球温度。只要空气不是饱和的,利用循环水直接(或通过填料层)喷淋
空气就可获得降温的效果。在条件允许时,可以将降温后的空气作为送风以降
低室温,这种处理空气的方法称为蒸发冷却空调。蒸发冷却空调技术是一种环
保、高效、经济的冷却方式。
二形式分类
蒸发冷却空调系统的形式,可分为全空气式和空气-水式蒸发冷却空调系统
两种形式,当通过蒸发冷切处理后的空气,能承担空调区的全部显热负荷和散
湿量时,系统应选全空气式系统;当通过蒸发冷却处理后的空气仅承担空调区
的全部散湿量和部分显热负荷,而剩余部分显热负荷由冷水系统承担时,系统
应选空气-水式系统。空气-水式系统中,水系统的末端设备可选用辐射板、干
式风机盘管机组等。
全空气蒸发冷却空调系统,根据空气的处理方式,可采用直接蒸发冷却、
间接蒸发冷却和组合式蒸发冷却(直接蒸发冷却与间接蒸发冷却混合的蒸发冷
却方式)。
三技术分析
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。
目前,直接蒸发冷却器主要有两种类型:一类是将直接蒸发冷却装置与风
机组合在一起,成为单元式空气蒸发冷却器;另一类是将直接蒸发冷却装置设
在组合式空气处理机组内作为直接蒸发冷却段。
填料或介质是直接蒸发冷却器的核心部件。目前,填料主要有木丝填料、
刚性填料和合成填料三种。适宜的填料不仅能提高冷却效果,还具有过滤功
能。黄翔[1]总结了国内外直接蒸发冷却技术研究进展,从填料的传热传质性
能、填料的净化性能、直接蒸发冷却器的应用三个方面作了叙述。
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。
间接蒸发冷却器的核心部件是空气-空气换热器,目前间接蒸发冷却器主要
有板翅式、管式和热管式三种,不论是哪种换热器都具有两个互不相通的空气
通道。循环水和二次空气接触产生蒸发冷却的是湿通道(湿侧),一次空气通
过的是干通道(干侧)。借助两个通道的间壁,一次空气得到冷却。黄翔[2]简
单的介绍了国内外板翅式间接蒸发冷却器、管式间接蒸发冷却器、热管式间接
蒸发冷却器和露点式间接蒸发冷却器的发展现状。
3组合式蒸发冷却
组合式蒸发冷却系统是直接蒸发冷却与间接蒸发冷却相结合的二级或三级
甚至四级冷却方式,即组合式蒸发冷却方式的二级蒸发冷却是指在一个间接蒸
发冷却器后,再串联一个直接蒸发冷却器;三级蒸发冷却是指在两个间接蒸发
冷却器串联后,再串联一个直接蒸发冷却器。黄翔[3]介绍多级蒸发冷却空调系
统、除湿与蒸发冷却相结合的空调系统、半集中式蒸发冷却空调系统、建筑物
被动蒸发冷却技术、蒸发冷却自动控制系统及蒸发冷却水质处理的研究情况,
给出了一些成功案例。
四优缺点分析
1蒸发冷却空调与传统的压缩机型空调相比,具有以下优点:
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,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10?W/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,不含氟里昂,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。
2蒸发冷却空调同样也有自己的弊端,具体表现在:如缺乏除湿功能,冷
却空气的能力受外界气候环境的影响严重,多级蒸发冷却系统控制较复杂
等。当仅靠蒸发冷却不能达到制冷要求时,可启动机械制冷进行补偿;想
要提高室内空气品质,只能加大新风量,但机械制冷能耗会大大增加,而
蒸发冷却空调却可以实现全新风节能运行。因此,将机械制冷与蒸发冷却
相结合,既能满足多种不同需求,又减少了能耗。
五适应性分析
我国幅员辽阔,地形地貌复杂多样,气候南北差异大。受海上风及地理位
置等因素的影响,形成湿热、温湿、干旱及半干旱等多样的气候条件,而蒸发
冷却空调的使用效果主要受气候条件限制。多种多样的气候条件加上蒸发冷却
技术独特的特点决定了蒸发冷却空调在不同的地区有不同的适用性。
狄育慧等人[4]提出采用气候分区来研究蒸发冷却空调技术的应用,选择了
我国177个国家地面气象观测站作为气象数据的来源台站,气象台站的挑选尽
量覆盖全国各重要城市,同时兼顾气象环境的代表性。因影响蒸发冷却效果的
主要因素是室外湿球温度,空气温降主要取决于湿球温度,因此狄育慧等人提
出一种简单的划分方法,即以湿球温度作为单一指标进行区域划分。以夏季空
调室外计算湿球温度为20,23,28℃作为分区指标的临界值的划分原则,将基
本覆盖全国范围的177个城市划分为通风区、高适应区、适应区及非适应区四
个设计区域。分区结果见表1。
表1四区划分范围
设计分区 分区指标 区域特点 分区名称
设计一区 ts<20℃ 干燥凉爽 通风区
设计二区 20℃≤ts<23℃ 干燥较热 高适应区
设计三区 23℃≤ts<28℃ 干燥炎热 适应区
设计四区 ts≥28℃ 潮湿炎热 非适应区
具体每区包含哪些城市以及相关参数见参考文献[4]。
六相关规范
1蒸发冷却空调的系统设计,应符合下列规定[5]:
1)空调系统形式,应根据夏季空调室外计算湿球温度和露点温度以及空调
区显热符合、散湿量等确定;
2)全空气蒸发冷却空调系统,应根据夏季空调室外计算湿球温度、空调区
散湿量和送风状态点要求等,经技术经济比较确定。
2蒸发冷却冷水机组的系统设计,应符合下列规定[6]:
1)蒸发冷却冷水机组的供水温度应结合当地室外空气计算参数、室内冷负
荷特性、末端设备的工作能力合理确定。直接蒸发冷却冷水机组设计供水温
度,宜高于夏季空气调节室外计算湿球温度3℃~3.5℃;间接蒸发冷却冷水机组
设计供水温度,宜高于夏季空气调节室外计算湿球温度5℃;间接-直接复合蒸
发冷却冷水机组的设计供水温度,宜在夏季空气调节室外计算湿球温度和露点
温度之间。
2)蒸发冷却冷水机组设计供回水温差宜符合下列规定:大温差型冷水机组
宜小于或等于lO℃;小温差型冷水机组宜小于或等于5℃。
3)蒸发冷却冷水机组采用小温差供水方式时,空调末端宜并联,蒸发冷却
冷水机组采用大温差供水方式时,空调末端宜串联,且冷水宜先流经显热末
端,再流经新风机组。
4)适宜的蒸发冷却冷水机组形式应根据室外空气计算参数选用,判定条件
应符合表2的规定。
表2适宜的蒸发冷却冷水机组形式及其判定条件
适宜的蒸发冷却冷水机组形式 直接蒸发冷却冷水机组或间接蒸发冷却冷水机组 间接-直接蒸发冷却冷
水机组
判定条件
注:tw为夏季空气调节室外计算干球温度,ts为夏季空气调节室外计算湿球温度,
18℃、21℃为蒸发冷却冷水机组出水温度计算值。
3夏季室外空气设计露点温度较低的地区,宜采用间接蒸发冷却冷水机组
作为空调系统的冷源[7]。
参考文献
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