蒸发冷却式冷水机组三种应用方式的探讨
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七种蒸发冷却冷凝技术简介一、直接蒸发冷却空调技术空气和水发生直接接触时,空气不断地将显热传递给水降低自身温度,同时水由于吸热释放出汽化潜热,这种利用空气的显热换得潜热的过程就是直接蒸发冷却过程。
利用该原理的直接蒸发冷却空调按照降温形式可分为冷雾式直接蒸发冷却空调和冷风式直接蒸发冷却空调。
1.1冷雾式直接蒸发冷却空调1.1.1高压微雾型图1所示为高压微雾型冷雾式直接蒸发冷却空调器,其工作原理是利用高压柱塞泵将水压提高至7MPa,然后将加压后的水经耐高压管线输送至专业喷嘴将其雾化,产生直径为3~15um的微雾颗粒,使其能够迅速从空气中吸收热量完成汽化并扩散,从而达到空气加湿、降温的目的。
高压微雾型冷雾式直接蒸发冷却空调器应用比较广泛,不仅可以用于室内,户外场所同样适用。
1.1.2汽水混合汽水混合型冷雾式直接蒸发冷却空调器的加湿过程可分为引射和雾化2个部分。
具有一定压力(O.Γ1.0MPa)的压缩空气通过特制的喷嘴腔,进行合理的配置和导流,在喷嘴口形成负压区,由于负压作用,集水器中的水连续不断地被引射到喷嘴腔内。
被引射的水通过自动控水装置集存于集水器内,为高压空气引射喷雾提供了无压水源。
压缩空气与被引射水的流速不同,2股流体在喷嘴腔内以设定的流量和流向有序地流动。
雾化过程中较高压力的压缩空气能量传递给较低压力的水,使水的能量增高。
2股流体在喷嘴出口处混合喷出,混合过程中高压空气与水流发生动量交换,与水进行剧烈摩擦与碰撞,利用空化效应将水充分雾化成细小的水珠。
当汽水混合流体从喷嘴高速喷出时,又与外界大气中的空气进行摩擦接触,从而将水滴进一步撕碎,水滴的直径可达5~10um,从而达到良好的雾化效果。
1.2冷风式直接蒸发冷却空调1.2.1蒸发式冷气机(冷风扇)蒸发式冷气机是利用淋水填料层直接与待处理的室外空气接触,由于喷淋水的温度一般都低于待处理空气(即新风)的温度,空气不断将自身显热传递给水而得以降温;与此同时,部分喷淋水(循环水)会因不断吸收空气中的热量而蒸发,蒸发后的水蒸气被气流带入室内,于是,新风既得以降温,又实现了加湿。
蒸发冷却技术在节能环保领域的应用蒸发冷却技术在现代建筑和工业领域变得越来越重要,因为在现代社会中,能源资源保护和环境保护已成为国际社会普遍重视的问题,而这种技术无疑已成为一种有效手段来实现这一目标。
它的原理是利用水的蒸发过程来消耗热量以降低温度,从而帮助人们节约能源和减少碳排放,同时为人们带来更健康舒适的环境。
蒸发冷却技术的研究包括不同形式和规模的空气冷却、地面降温、花园绿地的增添和人工湿地的建设等等。
其中最广泛应用的是空气冷却。
它工作原理简单,大大降低了空调系统的负荷,使室内温度比常规空调更加舒适,同时节能效果显著。
与传统空调系统相比,空气冷却系统的优点显而易见——水和能耗成本低、维护成本低、系统运行稳定、噪音小、没有氟利昂等化学物质的温室效应、并且系统生命周期长。
除了在建筑中应用,蒸发冷却技术在工业领域也扮演着重要角色。
由于传统的空气冷却系统所需的能源数量高,且其对于空气的强制通风可能会因此造成环境安全问题,工业上对于节能和环保技术的需求就显得尤为迫切。
这种技术可以用于减少化学冷却器等传统处理方法的使用,从而达到节约能源的目的。
此外,与在开发国家中,蒸发冷却技术正在日益广泛推广使用,以应对旱灾和饮用水不足等问题。
例如,在非洲和印度,人们正在探索蒸发冷却技术的适用性,通过在废纸板和塑料瓶子中装满水来制作简单的蒸发冷却器。
虽然这种方法需要定期更新泡沫和纸板,但是由于材料的低成本和廉价且简单的维护,这种方法在缺少电力或其他能源资源的地区表示出了巨大的潜力。
蒸发冷却技术不仅可以为解决全球能源资源危机和环境问题做出贡献,而且为社会创造经济价值。
它方便易行、简单易用,因此也表现出在商业商店和餐馆等地方极高的市场价值。
市场上许多产品都推崇蒸发冷却系统——从自助洗车店的大喷头到大型超市的空气冷却器。
因此,尽管蒸发冷却技术需要学习简单的系统和技术,但是它已成为一个走向节能高效、环境保护的先行者。
不难想象这项技术是我们未来环境友好型建筑和工业的基石——良性循环的生态系统。
蒸发冷却技术在数据中心散热中的应用研究随着数据中心的不断发展,数据中心散热的问题也逐渐凸显出来。
如何有效地散热,保证服务器等设备的正常运行,是每一个数据中心运营方面临的难题。
而蒸发冷却技术的出现,给数据中心散热带来新的解决方案。
一、蒸发冷却技术的概念及原理蒸发冷却技术是指将水蒸发时所需要的热量从热源中带走,从而达到冷却的目的。
其原理是利用水在液态和气态之间的相变,从而吸收周围的热量,从而使得周围物体的温度下降。
在数据中心散热中,蒸发冷却技术可以利用空气中的水分子吸收服务器等设备的热量,然后将水分子冷凝成水,再回流到循环水箱内,循环利用。
二、蒸发冷却技术在数据中心散热中的优势1. 省电:相比传统的空调散热方式,蒸发冷却技术节省电能20%-50%,降低了数据中心的运营成本;2. 环保:由于蒸发冷却技术使用的是自然水源,没有任何污染物的排放,因此是一种非常环保的散热方式;3. 高效:蒸发冷却技术的热量传递非常迅速,相比于传统的空调散热方式,蒸发冷却技术能够更快速地将服务器等设备的热量带走,降低数据中心的温度。
三、蒸发冷却技术在数据中心散热中的应用1. 循环式蒸发冷却系统:这种技术是将水蒸发后的冷凝水再次循环利用,可以在数据中心内形成循环式水冷却系统,有效地散热,提升数据中心的稳定性和性能;2. 直接式蒸发冷却系统:这种技术是将水直接喷洒在散热设备上,然后利用空气流动效应将热量带走,比循环式蒸发冷却系统更为高效,但耗水量会较大;3. 混合式蒸发冷却系统:这种技术是将循环式蒸发冷却系统和直接式蒸发冷却系统相结合,既保证了散热的高效性,又减少了水的消耗量。
当然,蒸发冷却技术在应用中还存在一些问题,如水的循环利用会受到水质和维护不及时的影响,同时也需要合理的设计和可靠的运营模式来保证散热的稳定性和性能。
四、结语总体来看,蒸发冷却技术是一种非常高效、环保、省电的数据中心散热技术,已经逐渐成为数据中心散热领域的一个重要研究方向。
电机设备的散热方式及应用情况调研风冷、液冷和蒸发冷却散热系统是三种常用的电机散热方式。
风冷散热系统凭借成本低、可靠性高和安装方便等优势在小功率电机散热领域得到了广泛应用。
相较于风冷散热系统,液冷散热系统具有极高的散热效率,其散热效率可以达到前者的50倍,适用于电机发热量大、热流密度高的散热场合。
然而液冷散热系统需要额外的循环液路与密封系统,增加了电机系统的成本和复杂性。
目前,由我国自主研发的蒸发冷却散热技术在兆瓦级大容量发电机组的散热系统中得到了广泛应用,其主要原理是利用工质的气液相变循环实现对电机的高效冷却。
蒸发冷却技术可以有效降低电机运行温升,延长电机运行可靠性和寿命。
高效化是电机散热系统发展的重要方向,优化电机散热系统结构参数是提升电机冷却效率的常用手段。
近年来,在电机关键发热部件与冷却壳体之间构建额外热路以提升电机散热效率的额外热路增强型电机散热方案得到了研究与应用。
利用导热树脂、导热胶和导热陶瓷等导热绝缘材料在电机端部绕组与机壳之间构建额外热路是该散热方案的常用形式。
此外,采用铝片、铜棒和热管等高热导率传热器件充当额外热路的增强型电机散热方案也逐渐得到了应用和研究。
额外热路增强型电机散热方案是解决电机关键发热部件散热难题的有效手段,同时也提供了提升电机散热系统效率的新思路。
探析直接蒸发式冷却空调系统在西北地区的应用摘要:近年来,我国对直接蒸发式冷却空调相关的研究和应用比较关注,它具有的经济、节能、环保等优点,广泛受到建筑热湿环境保障领域的青睐。
本文通过对直接蒸发式冷却空调技术的介绍,分析了直接蒸发式冷却空调在我国西北干旱地区的应用。
关键词:直接蒸发式;冷却空调Abstract: In recent years, our country of direct evaporative cooling air conditioning related research and application is concerned, it has economic, energy saving, environmental protection and other advantages, widely praised by building thermal humidity environment protection field ‘s favor. This article through to the direct evaporative cooling air conditioning technology introduction, analysis of the direct evaporative cooling air conditioning in the arid region of northwest of China application.Key words: direct evaporative cooling air conditioner;引言:目前,直接蒸发式冷却空调的应用在社会总能耗中所占的比例越来越大,根据相关统计,在2004年,我国的建筑总能耗超过社会总能耗的四分之一。
但是在西北地区,还有人对它的认识停留在档次低和效果差上,只能使用在要求不高的大空间公共场所,而不能使用在民用建筑内,使直接蒸发式冷却空调的使用范围受到了限制。
蒸发式冷气机蒸发式冷气机是一种先进的空调系统,其独特的工作原理使得它成为节能效果显著的选择。
本文将介绍蒸发式冷气机的工作原理、优势和应用,以及它在可持续发展中的潜力。
1. 工作原理蒸发式冷气机利用水的蒸发过程来降低空气温度。
它由以下几个关键组件组成:- 冷却塔:冷却塔是蒸发式冷气机的核心组件之一。
冷却塔内部有一系列填料,当水从顶部流过时,空气通过填料流过,使得水分子与空气发生接触并发生蒸发。
蒸发的过程会带走空气中的热量,从而降低空气温度。
- 循环水泵:循环水泵将冷却塔中的冷却水泵送回到冷却塔顶部,以保持持续的循环。
- 风扇:蒸发式冷气机使用风扇将外部空气吹向冷却塔,以使空气和水分子接触。
整个系统的工作原理如下:当外部空气通过冷却塔时,空气中的热量被转移到冷却水中,从而降低空气温度。
然后,冷却水被泵回冷却塔,继续循环,重新与外部空气进行热交换。
这个过程会持续降低周围空气的温度,并为室内提供凉爽的空气。
2. 优势和应用蒸发式冷气机有许多优点,使得它成为许多应用场景的理想选择:- 节能环保:相比传统的冷气机系统,蒸发式冷气机节能效果更好。
它利用水的蒸发过程作为热交换媒介,无需使用化学制冷剂,可以减少温室气体排放。
- 适用于干燥环境:蒸发式冷气机适用于干燥环境,因为在干燥的条件下,水分子更容易蒸发,因此系统的冷却效果更好。
- 低操作成本:蒸发式冷气机通常能够以较低的运行成本提供与传统冷气机相当的冷却效果。
这主要是因为该系统不需要额外的能量来驱动制冷剂的循环。
- 可应用于多种场景:蒸发式冷气机可广泛应用于住宅、商业建筑、工业设施和农业领域等各种场景,以满足不同的空调需求。
3. 可持续发展潜力蒸发式冷气机在可持续发展方面具有巨大潜力。
它不仅节能环保,还可以通过使用可再生能源作为驱动力来进一步减少其对环境的影响。
与传统的冷气机相比,使用太阳能等可再生能源驱动蒸发式冷气机可以大大减少碳排放。
此外,蒸发式冷气机也可以与其他系统集成,如太阳能热水系统。
蒸发冷却技术在建筑和工业中的应用第一章:引言蒸发冷却技术是一种能够将周围环境的温度降低的方法。
这种技术已经在建筑和工业领域得到广泛应用。
本文将探讨蒸发冷却技术在建筑和工业领域的应用和优势。
第二章:蒸发冷却的定义和原理蒸发冷却是一种将水蒸发并将其释放到周围环境中以吸收热量的过程。
当水蒸发时,它从周围环境中吸收热量,因此周围环境的温度会下降。
蒸发冷却的原理是基于热量的流动性质的,即热量会从高温区域流向低温区域,这种流动称为热传导。
蒸发冷却利用了水的蒸发过程,使其吸收周围环境的热量,从而使周围环境的温度下降。
第三章:建筑中的蒸发冷却技术建筑中使用蒸发冷却技术的主要目的是降低室内温度和湿度。
这种技术可以减少建筑内部的能源消耗以及空调系统的使用频率,从而降低能源成本和环境污染。
目前,建筑中使用蒸发冷却技术主要有以下两种形式:1. 蒸发冷却塔——这种技术是利用一种被称为“蒸发冷却塔”的设备将水蒸发并将其释放到周围环境中。
这种设备将水喷洒到板状塔冷却器上,然后在周围的风吹过时进行蒸发。
蒸发冷却塔可以减少建筑内部的温度和湿度。
2. 蒸发冷却壁——这种技术是利用一种被称为“蒸发冷却壁”的设备将水喷洒到建筑物的墙面上,并通过蒸发来降低室内温度和湿度。
这种技术可以使用太阳能或其他低能耗的能源进行操作。
第四章:工业中的蒸发冷却技术工业中使用蒸发冷却技术的主要目的是降低设备和系统的温度,以防止过热和热量积累。
这种技术可以提高工业设备的效率和使用寿命,减少能源消耗和环境污染。
目前,工业中使用蒸发冷却技术主要有以下两种形式:1. 蒸发冷却器——这种技术是利用一种被称为“蒸发冷却器”的设备将水喷洒到加热设备的表面上,并通过蒸发来降低设备的温度。
这种技术可以减少设备的维护和更换成本,提高设备的使用寿命和效率。
2. 蒸发冷却塔——这种技术与建筑中的蒸发冷却塔类似,是利用一种设备将水蒸发并将其释放到周围环境中。
蒸发冷却塔可以用于冷却工业设备和系统,如发电厂、化工工厂和制冷设备等。
蒸发冷却技术应用蒸发冷却技术是一种以水的蒸发为主的传热方式。
它是利用水的吸热蒸发,将空气中的湿度从高水分子含量的空气向低水分子含量的空气转移的过程。
蒸发所需的热量从周围空气中吸收,从而降低了周围空气的温度。
这种技术已经广泛应用于许多行业和领域,包括工业、农业、建筑和消费电子。
工业领域应用在工业领域,蒸发冷却技术通常被用于控制机器和设备的温度。
例如,一些大型发电厂和化工厂使用蒸发冷却器来冷却机器设备和管道。
蒸发冷却在金属加工和制造等工业生产中也有广泛应用。
这种技术可以用于冷却裁切钢板、焊接和冷却金属零件等。
农业领域应用在农业领域,蒸发冷却技术常被用来降低气温来保护作物的生长。
这种技术可以通过在温度最高的中午时段为作物提供降温。
在干旱的环境中,蒸发冷却器也可以作为灌溉系统的一部分,以提高土壤的湿度,维持作物的生长。
建筑领域应用在建筑领域,蒸发冷却技术通常被使用在空气调节设备中,例如空调系统。
蒸发冷却通过降低周围空气的温度来降低室内的温度,同时减少室内空气的湿度。
这可以帮助提高室内空气质量,使人们感觉更加舒适。
消费电子领域应用蒸发冷却技术在消费电子领域也有广泛的应用,如冰箱和汽车冷却系统。
冰箱中的蒸发器通过减少温度来冷却食物和饮料,保持食物的新鲜度。
汽车冷却系统使用蒸发冷却器来减少引擎的温度,并提高发动机效率。
结论蒸发冷却技术已经被证明是一种高效且环保的传热技术。
这种技术可以应用于许多行业和领域,能够满足不同场景下的需求,降低能源消耗和环境影响,为人们提供更加舒适和健康的生活环境和工作环境。
间接蒸发冷却机组应用场景
间接蒸发冷却机组在许多不同的应用场景中都能发挥作用。
首先,它们常常被用于工业生产过程中,特别是在需要控制温度和湿
度的环境中。
例如,在制药、食品加工和电子设备制造等行业中,
间接蒸发冷却机组可以帮助维持生产环境的稳定温度和湿度,从而
确保产品质量和生产效率。
此外,间接蒸发冷却机组也被广泛应用于建筑空调系统中。
它
们可以用于大型商业和工业建筑物,如办公大楼、购物中心和医院,以及在温室和农业设施中。
这些系统可以有效地降低空调系统的能耗,并提供更加舒适和健康的室内环境。
另外,间接蒸发冷却机组也被用于能源生产和储存领域。
在发
电厂和核电站中,这些机组可以帮助控制发电设备的温度,提高能
源生产效率。
在能源储存方面,它们也可以用于调节电池和储能设
备的温度,延长其使用寿命并提高性能。
除此之外,间接蒸发冷却机组还可以在船舶和海洋工程中发挥
作用,帮助控制船舶和海洋平台上的温度和湿度,保障设备正常运行。
总的来说,间接蒸发冷却机组适用于许多不同的场景,包括工
业生产、建筑空调、能源生产和储存,甚至船舶和海洋工程等领域。
它们的应用可以提高能源效率,保护设备,提高生产效率,并创造
更加舒适和健康的工作环境。
第21卷第1期2021年1月R E F R I G E R A T I O N A N D A I R GC O N D I T I O N I N G 7G13收稿日期:2020G09G10作者简介:谢敬茹,硕士研究生,主要研究方向为蒸发冷却空调技术及应用.2020中国制冷展之蒸发冷却(凝)技术的应用现状分析谢敬茹㊀黄翔㊀寇凡(西安工程大学)摘㊀要㊀通过2020中国制冷展展出的应用蒸发冷却(凝)技术的诸多设备来了解蒸发冷却(凝)技术发展现状.对蒸发式冷气机㊁蒸发式冷凝器㊁冷却塔等相关设备的基本结构㊁工作原理以及应用情况做分析.并对蒸发冷却技术在未来的发展做展望.关键词㊀蒸发冷却技术;节能环保;空调机组;冷水机组;蒸发式冷凝器A n a l y s i s o f t h e a p p l i c a t i o no f e v a p o r a t i v e c o o l i n g(c o n d e n s a t i o n )t e c h n o l o g y i nC h i n aR e f r i ge r a t i o nE x h i b i t i o n2020X i e J i n g r u ㊀H u a n g X i a n g㊀K o uF a n (X i a nP o l y t e c h n i cU n i v e r s i t y)A B S T R A C T ㊀T h r o u g ha l o t o f e q u i p m e n t a p p l y i n g e v a p o r a t i v e c o o l i n g t e c h n o l o g y ar e e x Gh i b i t e d i n t h e 2020C h i n aR e f r i g e r a t i o nE x h i b i t i o n t o u n d e r s t a n d t h e d e v e l o pm e n t s t a t u s o f e v a p o r a t i v e c o o l i n g t e c h n o l o g y .T h e b a s i c s t r u c t u r e ,w o r k i n g p r i n c i p l e a n d a p p l i c a t i o n o f e Gv a p o r a t i v e a i r c o n d i t i o n e r ,e v a p o r a t i v e c o n d e n s e r ,c o o l i n g t o w e r a n d o t h e r r e l a t e d e q u i p m e n t a r e a n a l y z e d .T h e f u t u r e d e v e l o p m e n t o f e v a p o r a t i v e c o o l i n g t e c h n o l o g y i s p r o s Gpe c t e d .K E Y W O R D S ㊀e v a p o r a t i v e c o o l i n g t e c h n o l o g y ;e n e r g y s a v i n g a n d e n v i r o n m e n t a l pr o t e c t i o n ;a i r Gc o n d i t i o n i n g u n i t ;c h i l l e r ;e v a p o r a t i v e c o n d e n s e r ㊀㊀2020年年初,我们面临了前所未有的挑战,突如其来的疫情让中国人民度过了一个不寻常的春节.由于疫情原因,原定于春天召开的第三十一届国际制冷㊁空调㊁供暖㊁通风及食品冷冻加工展览会(以下简称 2020中国制冷展 )克服困难于8月19日至21日举办.主办方严格执行现场管理措施,确保展览会期间人员健康和安全下完美的拉下帷幕.此次中国制冷展在重庆举办,是中国制冷展首次亮相中西部地区,具有特殊的意义.与往年相同,许多蒸发冷却相关企业齐聚一堂,把握疫情期间这来之不易的交流机会.干燥的空气具有容纳水分的能力,蒸发冷却空调技术正是利用蒸发吸热的这一基本物理现象进行制冷,是一种节能㊁环保㊁经济㊁健康的空调制冷方式.相比于传统机械制冷,利用蒸发冷却技术的设备具有以下优势:其以水作为制冷剂,对环境友好㊁无污染;因其不需要压缩机,所以初投资与运行费用较低;其设备的运动部件少,维护费用较低[1].蒸发冷却技术按照大类可分为:利用蒸发冷却原理制取冷风(水)和利用蒸发冷却原理对制冷系统中冷凝器进行散热两种类型.蒸发冷却空调技术按照技术形式分类可分为:直接蒸发冷却空调技术㊁间接蒸发冷却空调技术㊁间接-直接蒸发冷却复合空调技术㊁蒸发冷却-机械制冷联合空调技术[2].现以以上分类为出发点,对2020中国制冷展所展出的相关蒸发冷却设备及产品进行介绍与分析.㊀ 8㊀第21卷㊀1㊀蒸发冷却制备冷风或冷水1 1㊀制备冷风直接蒸发冷却空调技术用于制备冷风,产出介质(空气)与工作介质(水)直接接触进行热湿交换获取冷风.产出介质与工作介质之间既存在热的交换又存在质的交换[2].利用直接蒸发冷却技术的设备有直接蒸发冷却空调器㊁蒸发式冷气机冷风扇等.目前主要应用于纺织厂㊁服装厂㊁印刷厂㊁电子产品行业㊁地铁㊁公交车站以及公共建筑等场所.1 1 1㊀高压微雾式冷雾式直接蒸发冷却设备高压微雾式冷雾式直接蒸发冷却器的基本原理为:利用高压柱塞泵将经过精密过滤软化后的水加压到30~70b a r 的压力,然后通过直径约为10mm 的高压铜管将加压后的水从 超微孔 喷嘴中喷出,雾化为直径约为1~15μm 的超微水粒子,超微水粒子能够吸收空气中的热量,使空气的湿度增大,温度降低[5].图1为2020中国制冷展展出的高压微雾型冷雾式直接蒸发冷却空调器.可广泛应用于需要降温的各个户外场所以及纺织㊁印刷㊁电子㊁大棚㊁等工农业领域.图1㊀高压微雾式冷雾式直接蒸发冷却空调器实物图1 1 2㊀蒸发式冷气机(冷风扇)蒸发式冷气机(冷风扇)利用空气的显热换得潜热的处理过程,空气发生等焓加湿降温过程.主要由填料㊁循环水泵㊁风机㊁输水管道㊁电控装置等组成.如图2所示,填料可置于蒸发式冷气机四周靠外侧或靠近机组背部进风口和风叶之间的空间,填料的面积越大,空气与水发生直接蒸发冷却的换热面积越大,空气得到冷却越充分.蒸发式冷气机通常采用100%新风的直流式布置方式,气流组织形式大致可分为5类:侧送侧排㊁上送下排㊁中间送上/下排㊁上送上排和下送上排[6].图2㊀蒸发式冷气机原理图和展会展出的几种蒸发式冷气机(冷风扇)实物图蒸发式冷气机近年来发展迅速,已成为蒸发冷却技术中设备技术成熟㊁标准完善㊁应用范围广泛的设备.可应用于机械㊁电子等行业车间㊁户外场所㊁轨道交通站台等需要降温的场所.图3㊀蒸发式冷气机及其在家具厂和物流仓储领域的应用图3所示的蒸发式冷气机,在传统方面有了新的创新.风叶采用一体化弓叶刀前掠式风叶,具有很好整流作用;出风口应用屋檐型格栅,可以有效防止酸性㊁有腐蚀性雨水进入机组,提高使用寿命;且控制面板采用液晶控制面板,操作方便,检㊀第1期谢敬茹等:2020中国制冷展之蒸发冷却(凝)技术的应用现状分析 9㊀ ㊀修方便.在工业厂房㊁物流仓储㊁企业食堂㊁家具厂等不同领域得到了广泛应用.图4为展会中展出的永磁直驱工业大风扇,其作用是将室内的空气扰动形成自然风的效果.扇叶系统参考螺旋桨的设计原理即鸟翼形,材质为航空铝镁合金一体挤压成型,通过T 6特殊工艺处理,强度高㊁韧性好㊁耐疲劳流量大且噪声低;动力系统应用永磁内转子电机,永不退磁,散热快㊁磨损少且无油污污染,使用寿命更长.避免了传统电机电机能耗大㊁噪声大,需保养维护,密封圈老化会漏油等缺点.并采用数字化矢量控制控制系统,运行可靠㊁智能感应㊁升温保护㊁远程联控㊁指令抗干扰性强,是行业内唯一性技术.超大工业风扇高风量㊁低转速,减少混浊空气内循环,可创建舒适㊁健康的生活工作空间.图4㊀永磁直驱工业大风扇实物图创新型蒸发式冷气机搭配永磁直驱工业大风扇,不需要铺设管道,节省了通风管道及安装的人工成本,从而真正实现了扇机的专业性互补.可应用于工厂车间等高大空间,应用范围广,减少设备用量,节能节电且超静音.增加了空间内的含氧量,提高工作效率,尤其在疫情期间,使用全新风的运行模式,污浊㊁有害气体可及时排出室外,及时补进新风.有效防止有害细菌㊁病毒的传播.1 2㊀制备冷水1 2 1㊀风冷+蒸发冷冷水机组蒸发冷凝式冷水机组机组可以分为分体式蒸发冷凝式冷水机组和一体式蒸发冷凝式冷水机组.2020中国制冷展所展出的复合蒸发冷冷水机组为整体式蒸发冷凝式冷水机组如图5,机组采用风冷+蒸发冷凝相结合的技术,其冷凝盘管采用蛇形的无缝不锈钢盘管,抗腐蚀㊁抗结垢性能显著.制冷剂经过蒸发冷盘管时的温度处于水垢溶解度大的区间,抗结垢性能进一步提高.机组采用模块化设计,让使用更加灵活方便.机组最高制冷环温可达55ħ,且35ħ以上高环温下制冷量较常规风冷机组提升最高达17%.该机组制热运行环温最低可达-10ħ.机组的满负荷能效比C O P 可到达4.15,综合部分负荷能效比I P L V (C )高达4.80.图5㊀复合蒸发冷冷水机组实物图此机组主要应用场所为政府公建项目,如政府办公大楼㊁图书馆㊁市民服务中心㊁博物馆等,安装空间受限或者需要高温制冷的项目㊁节能改造项目等.2㊀蒸发冷却散热(蒸发冷凝)2 1㊀蒸发式冷凝器蒸发式冷凝器将应用于给冷却水降温的冷却塔与传统冷凝器 联合 ,以空气和水作为传热介质,利用冷凝盘管外水的蒸发吸热,通过盘管管壁的导热作用带走高温汽态制冷剂的热量,将高温高压的制冷剂气体冷凝为制冷剂液体.其主要由冷凝盘管㊁喷嘴㊁风机㊁循环水泵等构件组成.蒸发式冷凝器按照冷凝盘管外侧空气与喷淋水的流向可分为逆流式蒸发冷凝器和顺流式蒸发冷凝器.2 1 1㊀顺流式蒸发式冷凝器顺流式蒸发式冷凝器的喷淋水流向与空气掠过冷凝盘管的流向相同.且具有使盘管表面附着水膜不易被空气吹破的优点.图6为顺流式蒸发式冷凝器运行原理图,室外空气有两个进风口进入机组,一个排风口排入大气.工作时,循环水在水泵的作用下经过冷凝盘管上部的布水装置并由喷嘴喷出,均匀地覆盖在冷凝盘管表面.高温气态制冷剂从盘管上部进气口进入,被冷凝的液态制冷剂从盘管底部出液口流出.在机组底部换热填料处,由机组侧面进入的空气与经过热质交换的喷淋水发生蒸发冷却过程,降低了循环水的热量,滴入集水槽中,进而被循环利用.散失到大气中的水分由集水槽内的浮球阀控制水位,给予及时补充.另一部分空气由㊀ 10㊀第21卷㊀机组上部进入,并与喷淋水流向一致(顺流式),在与管外水膜发生热质交换过程后,在轴流风机的作用下从机组上部出风口排出.图7为2020中国制冷展展出的蒸发式冷凝器.图6㊀顺流式蒸发式冷凝器运行原理图图7㊀顺流式蒸发式冷凝器实物图2 1 2㊀逆流式蒸发式冷凝器逆流式蒸发式冷凝器的喷淋水与空气流向相反.工作运行时,高温制冷剂气体从冷凝盘管的上部进气管进入,被冷凝的制冷剂液体从冷凝盘管下部出液管流出.循环水在循环水泵的作用下送至冷凝盘管上面的布水装置,由喷嘴均匀地喷淋在冷凝盘管的表面,形成很薄的一层水膜.在轴流风机的作用下,空气由箱体下部四面进风进入设备内部(逆流式),与水膜发生热质交换.空气在风机的作用下排出大气.循环水吸收了制冷剂的热量以后,一部分蒸发变成水蒸气被轴流风机吸走排入大气,没有被蒸发的水和空气换热后进入集水箱中循环使用.图8㊁图9分别为2020中国制冷展上展出的逆流式蒸发式冷凝器实物图图8㊀逆流式蒸发式冷凝器运行原理图图9㊀逆流式蒸发式冷凝器实物图图10所示为2020中国制冷展上展出的带翅片管预冷的逆流式蒸发式冷凝器实物图和工作原理图,制冷剂经过风冷预冷在进入蒸发冷凝盘管被进一步冷凝.风冷预冷过程:制冷剂首先进入干翅片盘管进行风冷预冷,再通过翅片管与冷凝盘管连接管进入蒸发冷凝部分的冷凝盘管.蒸发冷凝过程:喷淋水由水泵送至蒸发冷凝盘管上方的布水装置.喷淋水由喷嘴喷淋在盘管表面形成一层水膜,并与在轴流风机的作用下进入机组的空气进行热质交换,带走管内热量后循环水下落至集水箱内循环使用,空气由机组上部出风口排㊀第1期谢敬茹等:2020中国制冷展之蒸发冷却(凝)技术的应用现状分析 11㊀㊀出.此时空气温度较低,翅片管内的制冷剂还能够从空气中得到冷却.为防止结垢问题发生,此蒸发式冷凝器配套在线除垢装置,喷淋水要经过在线除垢仪除垢,定期做到补水与排污.图10㊀带翅片管预冷的逆流式蒸发式冷凝器工作原理图和实物图2 2㊀蒸发冷凝热泵机组板管式蒸发冷凝热泵机组由板管式蒸发冷凝器㊁压缩机㊁壳管式蒸发器㊁节流阀等组成.此机组采用平面液膜蒸发冷凝技术,节能节水.机组具有两种不同的运行模式,其工作原理如下.夏季机组制冷系统工作时,冷却水从板管上部均匀地喷淋到板管外表面形成一层很薄的水膜.在轴流风机作用下,空气进入机组内部,掠过水膜,发生热质交换过程;剩下吸热后未蒸发的水,落入底部集水槽.空气由风机排出.压缩机排出的高温高压制冷剂气体由板管上部进入流经板管内部流道于下部流出,与板管外的水膜进行热交换,逐渐被冷凝为低温低压的液态.冷却水从板管上部均匀地喷淋到板管外表面形成一层很薄的水膜.在机组顶端的风机作用下,空气进入机组内部,掠过水膜,发生热质交换过程.空气由顶部轴流风机排出.剩下吸热后未蒸发的水,落入底部集水槽.冬季机组制热系统工作时:压缩机排出的高温高压制冷剂气体经四通换向阀,流经壳管式冷凝器,被冷凝为低温低压的液态.在机组排风机的作用下,空气进入机组内部,板管换热器作为蒸发器,与板管空气进重强化换热,带走空气热量,最后风机排除冷风.喷淋水泵及喷淋水管路此时均处于关闭状态,集水槽㊁喷淋水泵㊁喷淋水管路㊁补水排污管路等处于排空状态.蒸发器侧处于完全无水状态,机组无需防冻液.图11为板管式蒸发冷凝器原理图和板管蒸发冷高效热泵机组实物图.图11㊀板管式蒸发冷凝器原理图和板管蒸发冷高效热泵机组实物图3㊀冷却塔冷却塔的作用是将冷却水温度降低.其工作原理为将温度较高的冷却水通过进水管进入冷却塔,通过布水系统由喷嘴喷淋在填料上.空气由冷却塔下部进入塔内,在风机的作用下与水接触进行热湿交换,水中的热量传给空气,冷却水温被降低[12].图12为开式冷却塔的工作原理图,图13为2020中国制冷展上展出的开式冷却塔和超静音型冷却塔.图12㊀开式冷却塔的工作原理图超静音冷却塔配套进㊁出风口消声器及矩阵㊀ 12㊀第21卷㊀图13㊀开式冷却塔和超静音型冷却塔实物图式消声器,满足地铁站的风道及室内冷却塔噪声要求.消声器采用进口特种憎水消声棉,高憎水㊁高效吸声铝合金消声骨架,导流性好,且消声器角度可调.此消声器不仅应用于冷却塔进出风口处,也可以应用在风道等需要消声㊁降噪的地方.4㊀电化学水处理技术在我国水资源整体短缺的背景下,水资源的合理有效利用尤为重要,在保证蒸发冷却空调换热效果的同时,应考虑如何节水.目前最常用的做法是使用循环水[13].而为了保证蒸发冷却空调系统的正常运行,循环水质的好坏就显得尤为重要.若水质不佳,则极易发生腐蚀㊁结垢㊁微生物粘泥等水质问题,增加管道阻力,导致蒸发冷却设备的使用使用寿命大幅降低.故水的处理是应用蒸发冷却技术中十分重要的一环.电化学水处理技术是一种环境友好型的水处理技术,它是以电化学基本理论发展而来的一种新型水处理技术.无需向水中投加任何化学药剂,体现了水处理低污染㊁绿色化学的特点.无污染零排放,安全易操作㊁节能降耗㊁绿色环保.图14为利用微晶循环吸垢方案的电化学除垢机.电化学除垢机主要由控制主机和吸垢器两部分组成.通过向水中施加特定电场,在电场的作用下,被处理的水发生电解反应.在阴极发生还原反应产生的OH-,打破阴极附近溶液的碱度与硬度平衡,使H C O-3转化为C O2-3.水中的C a2+㊁M g2+等成垢离子因静电引力的作用向阴极区迁移,生成C a C O3㊁M g(O H)3沉淀.原来沉积在金属表面的C a C O3由方解石结构逐渐转变为较为疏松的文石型结构,易于剥离脱落,从而达到去除水垢的目的.解决了循环水系统中的结垢㊁腐蚀㊁菌藻滋生的问题.图14㊀电化学除垢机5㊀蒸发冷却技术的发展前景近年来,在我国许多地区,蒸发冷却技术已得到很好的发展与应用.于轨道交通㊁数据中心㊁通讯基站等领域都发挥了重要作用.在轨道交通领域,蒸发冷却(凝)技术已应用广泛,目前轨道交通空调系统应用蒸发冷却技术的城市包括北京㊁西安㊁福州㊁天津㊁重庆㊁武汉㊁上海㊁杭州等.已经设计采用了蒸发冷却空调系统的地铁项目,占全国建设地铁城市50%左右.如图15所示,数据中心空调系统的能耗占整个数据中心能耗的40%,国家和地方层面陆续发布相关文件,对数据中心节能减排提出要求,严格控制P U E,为蒸发冷却这一节能环保的冷却技术带来新的机遇.并且蒸发冷却技术可与多种技术结合以达到降低数据中心P U E的目的.例如蒸发冷却如与机械制冷结合,辅助以直接膨胀式(D X)机械制冷.在炎热的夏季间接蒸发自然冷却运行模式无法满足数据机房要求时,及时开启D X机械制冷作为补冷,以使数据机房内的送风温度维持在一个稳定的范围内[16].这种方式相较于纯机械制冷而言充分的利用了自然冷源,减少了机械制冷全年开启的时间.同时降低了数据中心空调系统的能耗.在规划建设数据中心制冷系统时,以间接蒸发冷却设备作为数㊀第1期谢敬茹等:2020中国制冷展之蒸发冷却(凝)技术的应用现状分析 13㊀ ㊀据中心机房的主要冷源,极端条件下采用机械制冷进行冷量补充的这种形式开始普及.C6>=08< %+B>= %2+>= %=?:( %图15㊀数据中心能耗构成占比示意图未来伴随机房芯片的不断优化,机房内的温度要求范围也会逐步扩大,间接蒸发冷却设备在数据中心机房空调系统中将扮演着更重要的角色.蒸发冷却技术还可以与液冷技术相结合,提供低于环境湿球温度的冷水液冷服务器高效降温.液冷是指通过液体来替代空气带走芯片㊁扩展卡等发热器件所产生的热量.将蒸发冷却技术与液冷技术结合,由蒸发冷却冷水机组通过板换带走数据中心内部热量,节约能耗.随着数据中心的建设趋势,蒸发冷却设备也将逐步向模块化㊁预制化㊁智能化靠拢,满足数据中心的个性化需求.6㊀结束语2020中国制冷展中,应用蒸发冷却技术的板管蒸发冷热泵机组与复合蒸发冷冷水机组均荣获本届制冷展创新产品称号.我国诸多企业㊁厂家等正积极响应节能减排的政策,采用蒸发冷却这种高效节能㊁绿色健康㊁低碳经济的技术,充分使用自然界可再生能源,减少一次能源利用.推动环保事业发展. 一带一路 沿线的国家大多属于热带沙漠气候等干燥的气候条件, 干空气能 富足[17],是蒸发冷却技术在这些国家得以广泛应用的先决条件.相信伴随着 一带一路 倡议的推进,蒸发冷却在 一带一路 沿线国家的表现会越来越出色.在国家乃至世界节能减排的大环境下,蒸发冷却必将在适宜地区及场所得到大力推广应用,在相对不太适合地区,可配套其他制冷技术,充分发挥蒸发冷却技术节能㊁环保㊁经济㊁健康的优势.参考文献[1]㊀薛运.蒸发冷却与机械制冷联合的一体化空调的研究[D].西安:西安工程大学,2016.[2]㊀黄翔,孙铁柱,汪超.蒸发冷却空调技术的诠释(1) [J].制冷与空调,2012,12(02):1G6+14.[3]㊀黄翔,孙铁柱,汪超.蒸发冷却空调技术的诠释(3) [J].制冷与空调,2012,12(04):1G3+12.[4]㊀夏青,黄翔,殷清海.直接蒸发冷却术语诠释[J].制冷与空调,2012,3:234G237.[5]㊀李响.高压微雾加湿器在印刷车间中央空调中的改造应用[J].印刷技术,2017(02):64G66.[6]㊀贺红霞,黄翔,郭志成,等.工业车间蒸发式冷气机应用分析[J].制冷与空调,2019,19(08):44G47+51.[7]㊀中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.蒸发式冷气机:G B/T258602010[S].北京:中国标准出版社,2011:1.[8]㊀中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.蒸发式冷风扇:G B/T233332009[S].出版社:中国标准出版社,2009:11.[9]㊀黄翔.蒸发冷却空调理论与应用[M].北京:中国建筑工业出版社,2010.[10]㊀黄翔.蒸发冷却通风空调系统设计指南[M].北京:中国建筑工业出社,2010.[11]㊀苏晓青.蒸发冷凝式冷水机组的研发及在地铁中的应用研究[D].西安:西安工程大学,2016.[12]㊀杜鹃,黄翔,武俊梅.直接蒸发冷却空调机与冷却塔内部传热㊁传质过程的类比分析[J].制冷与空调,2003(01):11G14.[13]㊀安苗苗.干燥地区蒸发冷却空调用水情况的综合分析[D].西安:西安工程大学,2019.[14]㊀胡学文,刘霁萱,罗进,等.非化学药剂阻垢技术分析与研究[J].清洗世界,2013,29(12):32G38.[15]㊀宣静雯.西北地区蒸发冷却空调系统水质问题的研究[D].西安:西安工程大学,2016.[16]㊀耿志超,黄翔,折建利,等.间接蒸发冷却空调系统在国内外数据中心的应用[J].制冷与空调(四川),2017,31(05):527G532.[17]㊀黄翔,陈丽媛,康雅雄,等.蒸发冷却在 一带一路 沿线国家的适用性研究[J].暖通空调,2018,48(3):61G68.。
风冷、水冷、蒸发冷、风冷加喷雾系统比较1、从系统结构上,风冷式机组采用空气冷却方式(风扇降温);水冷机组采用冷却水冷却方式,水泵加冷却塔及循环管路对机组循环降温。
因此风冷机组只需风冷冷凝器即风扇即可。
而水冷机组需配冷却塔,水泵、循环管路。
从结构上水冷要复杂于风冷。
从冷量来说水冷略优于风冷机组,同匹数的机组用电量水冷略高于风冷。
2、从适用范围:风冷制冷机组适用于所处地域水源紧张的地区;对年运行时数越长的制冷系统采用风冷制冷机组越有利;风冷制冷机组的年度综合费用低于水冷系统,但水冷系统若管理得法,补水量控制在3%以下,则水冷机组的年度费用要低于风冷系统。
风冷冷水机组采用空气冷却方式,省去了冷却水系统所必不可少的冷却塔、冷却水泵和管道系统,避免水质过差地区造成冷凝器结垢、水管堵塞,还节约了水资源,是目前制冷设备产品中,保养维修最经济、简单的机种。
3、水冷系统缺点:对于开式冷却循环水系统,由于冷却水吸收热量后,与空气接触,CO2逸入空气中,水中溶解氧和浊度增加,造成冷却循环水系统有4大问题:腐蚀、结垢、菌藻滋生及污泥。
如果不对水质进行处理将严重损坏制冷设备,大幅度降低热交换效率,造成能源的浪费。
因此,对系统水进行缓蚀、阻垢、杀菌灭藻处理是十分重要的。
每年的水处理成本高,效果不可能达到100%的除垢。
冷却循环水水质是关键。
如果不对水质进行处理将严重损坏制冷设备及效率4、风冷系统缺点:风冷制冷机组单位制冷量的耗电量略高于水冷机组,但风冷机组的年度综合费用与水冷机组基本持平稍低。
技术经济分析结果表明,对于中、小型制冷机组配置风冷冷凝器是合理的。
制冷机组年运行时间越长,采用风冷冷凝方式越有利。
南方地区用于制冷的机组更适合采用风冷机组,从冷却条件看,南方地区湿球温度高,也对水冷机组不利。
水冷机组冷却水补水量的多少是影响其费用的重要因素。
5、蒸发式冷凝器:相对于风冷和水冷式冷凝器节省功耗约1/2,循环水量只占水冷式的1/8,通过试验评价,水冷式冷凝器和蒸发式冷凝器制冷系统的优越性在于冷凝器传热性能优良的冷却介质。
直接蒸发冷却空调在我国非干燥地区应用分析在我国南方许多地区,夏季高温闷热,空调已经成为了常见的家庭电器。
而在某些非干燥地区,传统的压缩式空调不仅需要消耗大量的电能,而且在空调使用过程中还会使室内变得更加干燥,给人体带来不适。
为了解决这一问题,直接蒸发冷却空调产生了,其具有较低的运行成本和比较高的舒适性。
下面将对直接蒸发冷却空调在非干燥地区中的应用进行分析。
直接蒸发冷却空调的工作原理直接蒸发冷却空调是一种利用水的蒸发吸收空气中的热使室内降温的装置。
其由以下几个部分组成:1.湿帘湿帘是直接蒸发冷却空调的核心部分,其负责水的蒸发和空气的过滤。
通过不断喷水使湿帘及其周围的空气达到饱和状态,从而达到蒸发降温的效果。
2.风机风机负责循环室内空气,将热空气带入湿帘,吹出降温后的冷空气。
3.水泵水泵将水从水箱中抽取后喷向湿帘。
4.水箱水箱存储供应湿帘的水源,是直接蒸发冷却空调的依托部件。
直接蒸发冷却空调的优势与压缩式空调相比,直接蒸发冷却空调具有以下优点:1.低成本直接蒸发冷却空调的核心部分为湿帘,配备风机和水泵即可。
仅需低成本进行安装、调试、维护等。
2.省电直接蒸发冷却空调无需通过耗能的机械压缩和制冷,节能效果显著,大大降低使用成本。
3.保湿直接蒸发冷却空调通过蒸发作用,可以使室内水分充足,避免了干燥的问题。
4.稳定性好直接蒸发冷却空调运作过程稳定,不会出现突然停机等问题,保障使用者的舒适度。
直接蒸发冷却空调在非干燥地区的应用前景直接蒸发冷却空调的应用范围非常广泛,尤其是在非干燥地区,其优势更为突出。
然而,在使用之前需要注意以下几点:1.使用水质要求直接蒸发冷却空调使用水质要求较为严格,水质非常脏或含较多杂质的水会导致湿帘破损严重,影响空调正常降温。
2.周期清洗直接蒸发冷却空调需按要求周期对湿帘进行清洗和消毒,以保持空气质量健康。
除此之外,直接蒸发冷却空调在非干燥地区的应用将会有以下几个优点:1.降低湿度非干燥地区,室内湿度相对较高,直接蒸发冷却空调通过湿帘的加湿和降温作用,可以有效减少室内湿度。
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。
关于新风间接冷和间接蒸发冷却在数据中心制冷领域的应用探讨发布时间:2022-01-14T07:09:06.962Z 来源:《福光技术》2021年24期作者:乔卿丞[导读] 随着新5G基础设施的全面实施,通讯及相关增值服务部门进入快速发展阶段,数据中心高能耗问题变得越来越重要。
新疆油田公司数据公司新疆克拉玛依 834000摘要:间接蒸发冷却技术在国内和国际数据中心的应用也表明其应用越来越成熟。
间接蒸发冷却技术可以将能源使用延长一年。
间接蒸发冷却可在自然环境中产生大量的冷却能量,并可在炎热和干燥地区节省80%至90%的能量。
这意味着全球数据中心20%至25%的能耗是根据间接蒸发冷却系统计算的。
平均PUE是大约1.15-1.03。
同时,间接蒸发冷却系统只消耗正常水冷系统所需水的40至50%。
这是一种分布式部署,大大提高了可靠性。
文章根据数据中心设备冷却需求的特点,分析了间接蒸发冷却和间接冷却的解决方案的工作原理,并指出这些解决方案在数据中心冷却领域的应用前景。
关键词:数据中心;新风间接冷;间接蒸发冷;换热芯体引言随着新5G基础设施的全面实施,通讯及相关增值服务部门进入快速发展阶段,数据中心高能耗问题变得越来越重要。
根据工业和信息化部、国家能源署和国家能源署行政部门联合发布的《绿色数据中心建设改进准则》,新数据中心的能耗不得超过1.4%。
数据中心冷却系统提供了一个适合数据中心IT设备和其他设备(如电源和电池)高效、稳定运行的温湿度环境。
然而,它能耗很高,约占数据中心总能耗的40%,是数据中心能耗最高的辅助系统。
因此,降低冷却系统的功耗对于提高数据中心的能效至关重要。
1 慨况随着电子信息产业的迅猛发展,数据中心的发展进入了一个新阶段。
基于行业和信息由国家发改委、国土资源部、国家能源监督检验委员会和国家能源署发布的事业部《数据中心建设组织准则》将逐步发展为非常大、资源节约的数据中心。
数据中心空调能耗是数据中心能耗的主要因素之一,空调能效直接影响数据中心PUE值。
标准露点间接蒸发冷却冷水机组近年来,随着社会经济的发展和科技的进步,人们对环境和能源的关注度不断提高。
在工业生产领域,节能减排成为了一项非常重要的任务。
在这种情况下,冷水机组作为工业生产中常用的设备,其节能性能尤为重要。
标准露点间接蒸发冷却冷水机组作为一种新型的节能环保设备,备受关注。
1. 标准露点间接蒸发冷却冷水机组的基本概念和原理标准露点间接蒸发冷却冷水机组是利用露点冷却技术,通过间接蒸发冷却的方式,将冷却水降温到所需温度的一种节能环保型冷却设备。
其工作原理是利用蒸发冷却的物理原理,通过间接换热器和冷凝器来实现冷却水的降温,从而达到节能的目的。
与传统的冷水机组相比,标准露点间接蒸发冷却冷水机组具有更高的能效比和更低的能耗。
2. 标准露点间接蒸发冷却冷水机组的优势和应用领域标准露点间接蒸发冷却冷水机组具有能效高、节能环保、稳定可靠等优势,广泛应用于工业制冷、空调制冷、化工、医药、食品加工等领域。
在高能效、低温升、环保节能等方面,标准露点间接蒸发冷却冷水机组能够满足不同行业的需求,成为当前市场上备受青睐的节能环保设备。
3. 我对标准露点间接蒸发冷却冷水机组的看法作为一名工程师,我对标准露点间接蒸发冷却冷水机组十分认可。
它不仅能够满足工业生产中对温度控制的需求,同时也具备良好的节能性能和环保性能。
在未来的工业生产中,标准露点间接蒸发冷却冷水机组将会得到更广泛的应用,为工业生产的可持续发展贡献力量。
总结:通过本次对标准露点间接蒸发冷却冷水机组的全面介绍,我们可以清晰地了解到这种新型冷却设备的工作原理、优势和应用领域。
在当前节能环保的大背景下,标准露点间接蒸发冷却冷水机组的出现无疑将会给工业生产带来新的发展机遇。
希望通过不断的科研创新和技术升级,标准露点间接蒸发冷却冷水机组能够在更广泛的领域得到应用,为工业生产的节能减排做出更大的贡献。
近年来,随着社会经济的发展和科技的进步,人们对环境和能源的关注度不断提高。
蒸发冷却技术在节能环保中的应用随着人们对环保、节能的重视程度不断提高,各行业也在积极探索适合自己的节能方案。
其中蒸发冷却技术应用于空气调节系统中,成为了一种备受关注的新技术。
蒸发冷却技术最早应用于大型工业企业的空调系统中,但随着技术的发展,其应用范围不断拓展。
蒸发冷却技术的原理是利用水的气化过程吸收热量,从而实现冷却的目的。
将这一技术应用到空气调节系统中,可以有效地节省能源,减少环境污染。
在传统的空调系统中,一般采用压缩机制冷的方式,需要大量的电能来运转。
而蒸发冷却技术则通过水和空气的热量交换,不需要额外的能源支持,能够实现节能的效果。
同时,这种技术可以在运行过程中产生适量的负氧离子,对改善室内空气质量也有一定帮助。
蒸发冷却技术的应用还可以解决传统空调系统中的另一个难题,即噪音污染。
由于蒸发冷却系统的工作原理与自然通风相似,因此噪音几乎可以被完全消除,极大地提高了空气调节系统的舒适性。
这对于生活在噪音环境中的人们尤为重要。
当然,蒸发冷却技术也存在一定的局限性。
由于其工作原理,其适用范围主要集中在气候湿润的地区,对于气候干燥的地区来说效果就不尽如人意了。
同时,由于蒸发冷却技术需要大量的水来实现制冷过程,若在干旱地区、节水区使用则会带来额外的环境负担。
因此,应用蒸发冷却技术需要结合不同地区的气候特点和水资源状况,进行科学的规划和设计,以便实现其最大的节能效果和环保效益。
目前,随着技术的不断创新和完善,蒸发冷却技术已经在许多领域得到广泛应用,成为了节能环保领域中的一种重要技术手段。
总之,蒸发冷却技术在节能环保领域的应用具有很大的潜力。
在未来的发展中,还需要进一步完善技术本身,寻找更加适合的应用场景,发挥其最大的环保效益。
我们期待,这种新型的节能技术可以为人们带来更加健康、舒适、绿色的生活。
建设工程安全理论与应用蒸发冷却式冷水机组三种应用方式的探讨王绍瑞(新疆建筑设计研究院,鸟鲁木齐,830002)
【摘要】采用蒸发冷却技术冷却空气的空调方式在西北干燥地区已应用得十分广泛了,而近年蒸发冷却式冷水机组的开发与应用也日益受到专业人士的瞩目。蒸发冷却式冷水机组的出水温度低于常规冷却塔的出水温度,而又高于常规冷水机组的出水温度,因此,蒸发冷却式冷水机组的应用方式的选择应根据其自身的性能特点及建筑使用功能要求、空调对象的热、湿负荷特点来决定.本文提出了蒸发冷却式冷水机组的三种应用方式,即温湿度独立控制系统的应用方式、蒸发冷却式冷水机组与常规冷水机组串联的应用方式、蒸发冷却武冷水机组与常规冷水机组交替运行的应用方式。【关键词】蒸发冷却式冷水机组;常规冷却塔;常规冷水机组
引言’我国西北的大部分地区空气干燥,夏季空调室外计算湿球温度较低,日较差较大。在干燥地区,由于室外空气具有较低的湿球温度,利用常规冷却塔就可以获得较低温度的冷却水,而蒸发冷却式冷水机组是在常规冷却塔的基础上加以改进研制出来的一种新型冷水机组,其冷源为室外干燥空气。室外空气先经表冷器与冷却水进行湿热交换,室外空气干、湿球温度有所降低,湿球温度已有所降低的室外空气再进入冷却塔与水进行直接热湿交换,使水温降低。图1为蒸发冷却式冷水机组的原理图,图中各符号表示的含义如下:
・642・图1蒸发冷却式冷水机组原理图蒸发冷却式冷水机组三种应用方式的探讨G——蒸发冷却式冷水机组的冷却空气量,kg/h。i。——室外空气的比焓,kJ/kg干空气。i:——室外空气经表冷器冷却后的比焓,kJ/kg干空气。i。——蒸发冷却式冷水机组排出空气的比焓,kJ/kg干空气。w。——供给空调末端的一次冷水水流量,kg/h。W:——供给机组自身表冷器的二次冷水水流量,kg/h。tw.——蒸发冷却式冷水机组的出水温度,℃。tw.——蒸发冷却式冷水机组的进水温度,℃。根据图1原理图可列出蒸发冷却式冷水机组热交换方程:Cw(tw3一twl)Ⅳ2=G(i1一i2)(1)
Cw(W1+W2)(£Ⅳ3一tⅣ1)+Cw△V眈wl=G(i3一i2)(2)
式中Cw——水的比热,kJ/(kg・℃);△Ⅳ——冷却塔内蒸发的水量,kg/h。其他符号意义同前。从理论上来讲,蒸发冷却式冷水机组出水温度的极限为室外空气状态下的露点温度,而实际上由于表冷器的换热面积不可能做到无穷大,经技术、经济两方面分析比较后,目前将蒸发冷却式冷水机组的出水温度定在高于室外空气露点温度6℃左右。根据各地区室外气候条件的不同,采用蒸发冷却式冷水机组所能得到的出水温度也可能不相同,室外干球温度越高;湿球温度越低的地区,蒸发冷却式冷水机组的出水温度也越低。在乌鲁木齐地区,蒸发冷却式冷水机组具有很高的能效比,能达到18.5左右。
1温湿度独立控制系统的应用方式为能够定量说明温湿度独立控制系统的应用情况,本文特以乌鲁木齐地区为例来加以说明,乌鲁木齐空调用室外气象参数如下:夏季大气压力:90670Pa
夏季空调室外计算干球温度:34.1℃夏季空调室外计算湿球温度:18.5℃夏季空调室外计算状态点的露点温度:10.2℃夏季空调室外计算日较差:9.8℃根据以上参数进行设计的蒸发冷却式冷水机组的供回水温度为16℃/Zl℃,目前该参数的冷水机组已有工程应用实例,并取得了良好的运行效果。1.1温湿度独立控制系统的基本组成温湿度独立控制系统的基本组成如下:蒸发冷却式冷水机组、室内冷却盘管系统一风机盘管或冷辐射盘管系统、二级或三级蒸发冷却式新风系统。1.2温湿度独立控制系统的特点按照温湿度独立控制原理,空调房间内的50%左右的显热负荷由室内冷却盘管来承担,而房间内的湿负荷及其余部分的显热负荷由新风系统承担。由于室内冷却盘管只承担显热负荷,不需要盘管除湿,因而提供给室内冷却盘管的冷水温度应该略高于房间设计工况下的露点温度,使得盘管在干工况下运行。在设计过程中,室内冷却盘管承担的这部分显热・643・建设工程安全理论与应用冷负荷不计人房间的热湿比。新风系统中的空气处理采用二级或三级式蒸发冷却机组,先将室外空气进行间接蒸发冷却,此为等湿降温过程;然后再将空气进行直接蒸发冷却,此为绝热加湿过程,送风状态点落在房间热湿比线上。在设计过程中,房间的热湿比仅取决于新风系统承担的那部分显热负荷、潜热负荷和湿负荷。在采用温湿度独立控制系统时,空调房间的新风量应根据房间的显热冷负荷(减去室内冷却盘管承担的那部分显热负荷)和送风温差来确定,而不是依据人员需要的最小新风量标准来确定。承担空调房间显热负荷的末端装置除可用风机盘管外,也可以采用冷辐射盘管,如:冷辐射吊顶盘管和地板冷辐射盘管。由于通常情况下空调房间内的空气露点温度可以控制在15℃以下,因而在供水温度为16℃的情况下能保证这些末端装置在干工况下运行。新风机组的第一级冷却方式除可以采用间接蒸发冷却器外,也可以采用表冷器进行冷却,同样由蒸发冷却式冷水机组供给16℃的冷媒水。温湿度独立控制系统理论的建立为低品位干燥空气冷源的应用开辟了一片新天地,特别是在干燥地区其灵活的应用方式及可观的节能效果必将得到最好的体现。
2蒸发冷却式冷水机组与常规冷水机组串联的应用方式
由于蒸发冷却式冷水机组的出水温度受当地气候条件的限制,不同于常规冷水机组可以有较大的选择范围,如某些地区的空凋窀外计算湿球温度偏高,利用蒸发冷却式冷水机组难以获得符合空气处理要求的出水温度时,就需要改变冷源的方式了。为了充分利用天然冷源,尽可能地减少人工冷源的使用,本文特提出一种蒸发冷却式冷水机组与常规冷水机组串联的应用方式,其系统组成及流程见图2。
图2蒸发冷却式冷水机组与常规冷水机组串联应用流程图2.1蒸发冷却式冷水机组与常规冷水机组串联的应用原理图2中所示的tw。为蒸发冷却式冷水机组的出水温度,也是常规冷水机组的进水温度;
・644・蒸发冷却式冷水机组三种应用方式的探讨tw。为常规冷水机组的出水温度;tw。为蒸发冷却式冷水机组的进水温度。一般情况下,常规冷水机组和蒸发冷却式冷水机组的设计进出水温差均为5℃,两机组串联使用后其冷水系统的总供回水温差为10℃,这实际上是一个大温差小流量系统。当空调冷负荷一定时,所有冷负荷由串联的两台冷水机组来承担,当两台冷水机组两端的进出水温差相同时,即各负担50%的空调冷负荷,通过每台冷水机组的水流量仍然是各自的单台额定流量。两台冷水机组两端的进出水温差也可以不相同,温差大的机组承担较大部分空调冷负荷;由于蒸发冷却式冷水机组的进出水温差不宜大于5℃,因此常规冷水机组的进出水温差要大于额定的5℃温差,也就是说常规冷水机组要承担更多份额的冷负荷。常规冷水机组自身也是大温差小流量运行方式。由于不同地区气候条件的差异,蒸发冷却式冷水机组的出水温度有高有低,这样其承担冷负荷的能力也就有高有低,常规冷水机组承担冷负荷的份额就要根据具体情况来定,最终靠调整常规冷水机组的进出水温差来实现。2.2蒸发冷却式冷水机组与常规冷水机组串联的应用举例以下通过两个不同地区的实例来说明蒸发冷却式冷水机组与常规冷水机组串联的冷水系统供回水温差的确定方法。例如,新疆克拉玛依地区,其空调用室外气象参数如下:夏季大气压力:95890Pa
夏季空调室外计算干球温度:34.9℃夏季空调室外计算湿球温度:19.1℃夏季空调室外计算状态点的露点温度:10.4℃夏季空调室外计算日较差:5.6℃根据以上参数进行设计的蒸发冷却式冷水机组的供回水温度为17℃/22℃。当采用17℃的冷水不能满足空调房间除湿的要求时,则可考虑采用蒸发冷却式冷水机组与常规冷水机组串联的方式。在这种串联方式中,蒸发冷却式冷水机组作为一级冷水机;而常规冷水机组作为二级冷水机,由于一级冷水机的出水温度受气候条件和机组设计工况的制约,没有人为调节的余地,而一级冷水机的出水又是二级冷水机的进水;因此能够人为调节的是常规冷水机组的出水温度,也就是说常规冷水机组的进出水温差是可以调节的。调节常规冷水机组进出水温差的目的是要保证其出水温度能够满足空气热湿处理的需要,或者说根据空气热湿处理要求合理地确定串联机组的供回水平均温度。确定了串联机组的供回水平均温度后就可以根据下式得出常规冷水机组的进出水温差:Atc=2(twl—twe)+5
式中△£。——常规冷水机组的进出水温差,℃。tw,——蒸发冷却式冷水机组的出水温度,℃。£wP——串联机组的供回水平均温度,℃。例如,克拉玛依某空气处理过程需要平均温度为15℃的冷水,则At。=2(17—15)+5=9℃;也即,常规冷水机组的出水温度为:tw。=tw。一At。=17—9=8℃。而串联机组的总供回水温差为At=22—8=14℃。关于常规冷水机组采用大温差小流量运行方式所带来的利与弊,已有很多论文专题论述,本文就不再赘述了。实际上蒸发冷却式冷水机组与常规冷水机组串联组成的机组也一定是大温差小流量方式,冷水系统循环泵的功率可以大大降低,节能效果更明显。・645・建设工程安全理论与应用蒸发冷却式冷水机组与常规冷水机组串联的系统形式其节能效果不仅体现在循环水泵上,而更主要是体现在冷源的应用方式上,是由于相当一部分空调冷负荷是由蒸发冷却式冷水机组来承担的,减少了常规冷水机组的容量,从而大大减少了人工冷源的耗电量。在克拉玛依这个实例中,常规冷水机组承担的空调冷负荷份额为At。/At=9/14=64.3%,△£为串联机组的总供回水温差;而蒸发冷却式机组则承担了35.7%的冷负荷份额。当空气处理过程需要平均温度为16℃的冷水时,At。一7℃,tw。一10℃,At=12℃;则常规冷水机组承担的空调冷负荷份额为Atc/岔=7/12=58.3%;而蒸发冷却式机组承担的冷负荷份额为41.7%。也就是说当需要的冷水温度提高时,蒸发冷却式冷水机组承担的冷负荷份额也相应提高;应在50%左右,节能效果显而易见。下面再以兰州地区为例,来看看串联机组的节能效果。例如,甘肃兰州地区,其空调用室外气象参数如下:夏季大气压力:843.1hPa夏季空调室外计算干球温度:30.5℃夏季空调室外计算湿球温度:20.2℃夏季空调室外计算状态点的露点温度:16.1℃夏季空调室外计算日较差;9℃根据以上参数进行设计的蒸发冷却式冷水机组的供回水温度为20℃/25℃。当采用20℃的冷水不能满足空调房间处理空气的要求时,则可考虑采用蒸发冷却式冷水机组与常规冷水机组串联的方式。例如,兰州地区某空气处理过程需要平均温度为19℃的冷水,则At。=2(20—19)+5=7℃;也即,常规冷水机组的出水温度为:tw:=tw,一Atc=20一7=13℃。而串联机组总供回水温差为At=25—13=12℃。在兰州地区这个实例中,常规冷水机组承担的空调冷负荷份额为Atc/At=7/12=58.3%,而蒸发冷却式机组则承担了41.7%的冷负荷份额。由于兰州室外空气干、湿球温差较克拉玛依要小5.5℃,造成蒸发冷却式冷水机组的出水温度偏高,因此为提高其承担冷负荷的能力需要适当提高串联机组的供回水平均温度。2.3关于串联机组的节能效果及经济性分析