Hoy presentamos sistemáticamente la tecnología de aire acondicionado con enfriamiento por evaporación directa, la tecnología de aire acondicionado con enfriamiento por evaporación indirecta, la tecnología de aire acondicionado combinada con enfriamiento por evaporación y refrigeración mecánica y la aplicación de unidades relacionadas con la tecnología de aire acondicionado con enfriamiento por evaporación, etc.
1. Tecnología de aire acondicionado de enfriamiento por evaporación directa
Cuando el aire y el agua están en contacto directo, el aire transfiere constantemente calor sensible al suministro de agua para reducir su propia temperatura.Al mismo tiempo, el agua libera calor latente de vaporización debido al calor endotérmico.Este proceso de utilizar el calor sensible del aire para intercambiar calor latente es un proceso de enfriamiento evaporativo directo.Los acondicionadores de aire de enfriamiento evaporativo directo que utilizan este principio se pueden dividir en acondicionadores de aire de enfriamiento evaporativo directo tipo niebla fría y acondicionadores de aire de enfriamiento evaporativo directo tipo aire frío.
1.1 Aire acondicionado de refrigeración por evaporación directa tipo niebla fría
1.1.1 Tipo de niebla de alta presión
La figura 1 muestra el acondicionador de aire de refrigeración por evaporación directa del tipo de niebla fría de tipo microvapor de alta presión.Su principio de funcionamiento es utilizar la bomba de émbolo de alta presión para aumentar la presión del agua a 7 MPa, y luego el agua presurizada se transporta a la boquilla profesional a través de la tubería resistente a alta presión para atomizarla, produciendo micropartículas de niebla con un diámetro de 3 ~ 15 μm, para que pueda absorber rápidamente el calor del aire para completar la vaporización y la difusión.Para lograr el propósito de humidificación y enfriamiento del aire.
El aire acondicionado de enfriamiento por evaporación directa de tipo niebla fría de alta presión es ampliamente utilizado, y puede usarse no solo en interiores, sino también en lugares al aire libre.La torre de aspersión en la Avenida Europea de la Exposición Universal de Sevilla en España en 1992 estaba equipada con una boquilla atomizadora de alta presión (Figura 2) para refrescar a los turistas, y el diseño es simple y elegante, que está en armonía con los edificios circundantes.
1.1.2 Mezcla de refrescos
El proceso de humidificación del acondicionador de aire con niebla fría mezclada con agua blanda se puede dividir en dos partes: eyección y atomización.El aire comprimido con cierta presión (0.1~ 1.0MPa) pasa a través de la cámara especial de la boquilla para una configuración y desviación razonables, formando un área de presión negativa en la boca de la boquilla.Debido al efecto de la presión negativa, el agua del colector de agua se expulsa continuamente a la cámara de la boquilla.El agua expulsada se almacena en el colector de agua a través del dispositivo de control de agua automático para proporcionar una fuente de agua no presurizada para el rociado de eyección de aire a alta presión.La velocidad del aire comprimido y el agua expulsada es diferente.Las dos corrientes de fluido fluyen ordenadamente en la cavidad de la boquilla con el caudal y la dirección establecidos.
En el proceso de atomización, la energía del aire comprimido a mayor presión se transfiere al agua a menor presión, lo que aumenta la energía del agua.Las dos corrientes de fluido se mezclan y expulsan a la salida de la boquilla.En el proceso de mezclado, el aire a alta presión y el agua intercambian impulso y provocan una intensa fricción y colisión con el agua.El efecto de cavitación se utiliza para atomizar completamente el agua en finas gotas de agua.Cuando el fluido mixto de agua de soda se rocía desde la boquilla a alta velocidad, y el aire en la atmósfera fuera del contacto de fricción, para rasgar aún más las gotas de agua, el diámetro de las gotas de agua puede alcanzar 5 ~ 10 μm, así como Para lograr un buen efecto de atomización.
1.2 Aire acondicionado de refrigeración por evaporación directa de aire frío
1.2.1 Aire Acondicionado Evaporativo (Ventilador Frío)
El acondicionador de aire evaporativo es el uso de una capa de empaque de rociado de agua en contacto directo con el aire exterior a tratar, debido a que la temperatura del agua de rociado es generalmente más baja que la temperatura del aire a tratar (es decir, aire fresco), el aire continúa transferir su calor sensible al suministro de agua y enfriar;Al mismo tiempo, parte del agua de rociado (agua en circulación) se evaporará debido a la absorción continua de calor en el aire, y el vapor después de la evaporación es llevado a la habitación por el aire, de modo que el aire fresco puede enfriarse y humidificadoPor lo tanto, este proceso de usar el calor sensible del aire para intercambiar calor latente puede llamarse enfriamiento evaporativo directo del aire o enfriamiento adiabático y humidificación del aire.El proceso de tratamiento del aire realizado por enfriamiento evaporativo directo del aire a tratar es un proceso de humidificación y enfriamiento de igual entalpía, y su temperatura límite es la temperatura de bulbo húmedo del aire.
Ámbito de aplicación del acondicionador de aire evaporativo:
1) En el sur, se utiliza principalmente en fábricas textiles, de confección, de cuero, químicas, metalúrgicas, alimentarias y de otro tipo y en algunos lugares de producción con fuentes de calor a alta temperatura;
2) En el norte, es adecuado para centros comerciales, restaurantes, restaurantes de ollas calientes, salas de pacientes ambulatorios de hospitales, salas de espera de estaciones, aeropuertos, escuelas y otros lugares públicos con una población densa que necesitan ventilación y refrigeración;
3) Lugares con gases contaminantes o que emitan polvo y gases nocivos;
4) Lugares donde se han instalado acondicionadores de aire tradicionales pero el volumen de aire fresco o el contenido de oxígeno es insuficiente;
5) Transformación de ahorro de energía de la estación base de comunicación y equipo de enfriamiento en la sala de computadoras.
En la actualidad, los acondicionadores de aire evaporativos que adoptan la tecnología de aire acondicionado de enfriamiento por evaporación directa son principalmente adecuados para lugares donde la temperatura interior es demasiado alta y la velocidad del aire es demasiado alta.El enfriamiento evaporativo directo también se puede combinar con el suministro de aire posterior para enviar aire frío directamente al área de trabajo del personal, lo que contribuye a mejorar la eficiencia del trabajo.
1.2.2 Aire acondicionado de refrigeración por evaporación tipo ventana
La figura 6 muestra un acondicionador de aire enfriado por evaporación de tipo ventana.Con el desarrollo y la mejora continuos, la apariencia y la función de la segunda generación de acondicionadores de aire de enfriamiento por evaporación tipo ventana se mejoran continuamente.Comparado con la primera generación, es más hermoso.También puede quitar la carcasa del interior de la habitación, revisar y reemplazar el empaque, lo que brinda comodidad para la instalación y el mantenimiento.
El aire acondicionado de refrigeración por evaporación tipo ventana tiene las ventajas de ahorro de energía, protección del medio ambiente, economía, bajo contenido de carbono, cómodo, etc.Se ha popularizado y aplicado en el noroeste de China en los últimos años, especialmente en los dormitorios de estudiantes.Los dormitorios de los estudiantes usan ventiladores eléctricos colgantes para enfriar y algunos usan aire acondicionado de refrigeración por compresión mecánica para enfriar.Aunque el efecto de enfriamiento del aire acondicionado de ventana enfriado por evaporación no es tan bueno como el del aire acondicionado de refrigeración por compresión mecánica, tiene las características de un gran suministro de aire y una operación completa de aire fresco, lo que puede cumplir con los requisitos de comodidad del espacio del dormitorio.En la temporada de transición, el aire acondicionado de ventana enfriado por evaporación solo se usa como equipo de ventilación, que puede cumplir con los requisitos de comodidad interior.El uso de aire acondicionado de enfriamiento por evaporación de ventana puede reducir efectivamente la temperatura ambiente y mejorar el ambiente térmico interior.El aire fresco enviado al dormitorio mejora la calidad del aire interior, pero al mismo tiempo, el sistema de extracción debe estar bien hecho para lograr una buena ventilación y refrigeración y evitar una humedad interior excesiva.
2. Tecnología de aire acondicionado de enfriamiento por evaporación indirecta
Tecnología de aire acondicionado de refrigeración por evaporación indirecta, el medio de salida (aire o agua) y el medio de trabajo (aire y agua) contacto indirecto para el intercambio de calor y humedad, no hay intercambio cualitativo entre el medio de salida y el medio de trabajo, solo intercambio de calor sensible .Como una forma especial de tecnología de aire acondicionado de enfriamiento evaporativo indirecto, la tecnología de aire acondicionado de enfriamiento evaporativo indirecto de punto de rocío utiliza la diferencia entre la temperatura de bulbo seco del aire y la temperatura de bulbo húmedo decreciente para completar la transferencia de calor, que es diferente del aire de enfriamiento evaporativo indirecto general. tecnología de acondicionamiento (utilizando la diferencia entre la temperatura de bulbo seco del aire y la temperatura de bulbo húmedo fija para la transferencia de calor).
Se hace un pequeño orificio entre los canales seco y húmedo en el enfriador de evaporación indirecta de punto de rocío.Después de que el aire primario que ingresa al canal seco se enfría previamente, parte de él ingresa al canal húmedo cuando fluye a través del pequeño orificio.Como aire secundario, se produce un intercambio de calor y humedad con la película de agua del canal húmedo, lo que reduce la temperatura del canal húmedo, aumenta la diferencia de intercambio de calor entre los canales seco y húmedo y aumenta el rango de enfriamiento del aire primario en el canal seco. canal.El potencial impulsor de la tecnología de enfriamiento por evaporación indirecta de punto de rocío es la diferencia entre la temperatura de bulbo seco del aire primario y el punto de rocío del aire secundario, y el límite de la temperatura de suministro de aire es el punto de rocío del aire primario.Por lo tanto, el aire cuya temperatura de bulbo seco de suministro de aire es más baja que la de bulbo húmedo exterior y cercana al punto de rocío puede recibir una mayor caída de temperatura.
2.1 Unidad de aire acondicionado de enfriamiento evaporativo indirecto de punto de rocío
La tecnología de aire acondicionado con enfriamiento evaporativo indirecto por punto de rocío supera la limitación de la tecnología de aire acondicionado con enfriamiento evaporativo directo por temperatura de bulbo húmedo.En áreas secas, el aire acondicionado de enfriamiento por evaporación indirecta de punto de rocío está muy cerca de la temperatura de suministro de aire del aire acondicionado de refrigeración por compresión mecánica tradicional, y en comparación con el aire acondicionado de enfriamiento por evaporación directa, se mejora la comodidad.El modo de enfriamiento de agua fría a alta temperatura + tubo de bobina (AWA) es hacer agua fría primero, y luego usar agua fría para hacer aire frío, y la unidad de aire acondicionado (AA) de enfriamiento por evaporación indirecta de punto de rocío es hacer aire frío directamente con aire frío, ahorrando la pérdida innecesaria de conversión de energía, el costo del proyecto se reduce considerablemente, no hay enfriador de superficie, por lo que no es necesario considerar el problema del anticongelante en invierno.La unidad utiliza la diferencia de temperatura entre el punto de rocío y la temperatura de bulbo seco para enfriar continuamente el aire de modo que el aire de suministro se acerque al punto de rocío.
El aire de trabajo fluye a través del canal seco en la parte inferior del cuerpo del núcleo y se retira por enfriamiento evaporativo del lado húmedo de la etapa anterior, y el valor de la entalpía disminuye.Después de realizar el enfriamiento previo, el aire fluye a través del orificio del acelerador hacia el canal húmedo en el otro lado para una humidificación de igual entalpía.El aire de salida fluye a través del canal seco en la parte superior del cuerpo del núcleo y el contenido absoluto de humedad permanece sin cambios.La temperatura de bulbo seco se reduce sucesivamente por los múltiples canales húmedos dispuestos en el otro lado y luego se envía a la habitación.
2.2 Refrigerador evaporativo indirecto de punto de rocío
El enfriador de enfriamiento evaporativo es diferente de la tecnología de aire acondicionado de enfriamiento evaporativo convencional en la forma de capacidad de enfriamiento, que se obtiene mediante la tecnología de enfriamiento evaporativo del lado del agua.La unidad consta de una sección de enfriamiento por evaporación indirecta, un dispositivo de rociado, un ventilador, etc.El aire fresco exterior se enfría previamente a través del proceso de enfriamiento evaporativo indirecto, y el aire enfriado previamente ingresa a la torre de empaque y la película de agua en la superficie del empaque para un intercambio de calor y humedad suficiente para preparar agua fría, y luego el aire se descarga del enfriador bajo la acción del ventilador de escape.La sección de enfriamiento evaporativo indirecto puede tener muchas formas, como la sección indirecta de enfriamiento superficial, la sección indirecta de aleta de placa, la sección indirecta de tubo, la sección indirecta de punto de rocío, etc.
El diagrama físico y el diagrama esquemático del enfriador de enfriamiento evaporativo indirecto de punto de rocío se muestran en la Figura 12. La temperatura de salida del agua del enfriador de enfriamiento evaporativo es más baja que la de la torre de enfriamiento convencional, pero más alta que la del enfriador convencional.Por lo tanto, el modo de aplicación del enfriador de enfriamiento por evaporación está determinado por sus propias características de rendimiento, los requisitos funcionales del edificio y las características de carga de calor y humedad de los objetos de aire acondicionado.
3. Tecnología de aire acondicionado compuesto de enfriamiento por evaporación y refrigeración mecánica.
La tecnología de aire acondicionado de refrigeración por evaporación tiene las ventajas únicas de ahorro de energía, bajas emisiones de carbono, economía y salud, pero los parámetros de aire frío o agua fría producidos únicamente por esta tecnología están estrechamente relacionados con el estado del aire exterior, que no es fácil de controlar y tiene inestabilidad, y su propio desempeño necesita ser mejorado.Mientras que la tecnología de refrigeración mecánica puede producir aire frío o agua fría con temperatura estable, pero con un consumo de energía relativamente grande.
La combinación orgánica de enfriamiento por evaporación y refrigeración mecánica puede realizar la operación colaborativa y el acoplamiento mutuo de las dos tecnologías, compensar las deficiencias de simplemente usar un método, conduce a la optimización del equipo de enfriamiento por evaporación, amplía su alcance de uso, mejora el rendimiento de la refrigeración mecánica, promover el ahorro de energía y la reducción de emisiones, y darse cuenta de las ventajas complementarias de los dos.HIGO.13 muestra el diagrama físico y el diagrama del principio de funcionamiento de la unidad de aire acondicionado combinada de refrigeración evaporativa + refrigeración mecánica (expansión directa).
La unidad de aire acondicionado combinada tiene dos modos de funcionamiento: (1) En vista de la condición de secado, el enfriamiento natural se lleva a cabo aprovechando al máximo las ventajas de la tecnología de aire acondicionado de enfriamiento por evaporación.Los requisitos de diseño se pueden cumplir abriendo solo la sección de enfriamiento por evaporación directa.El aire a tratar ingresa a la sección de enfriamiento por evaporación directa a través de la sección de filtración, se humedece y enfría por igual entalpía y luego se envía al interior por medio del ventilador;② Para condiciones de alta temperatura y alta humedad, la sección de enfriamiento por evaporación directa se cierra, la sección de refrigeración mecánica se abre, el aire exterior se mezcla con el aire de retorno interior y luego se usa el evaporador de circulación de refrigeración mecánica para reducir la humedad y enfriar el aire antes de que el ventilador lo envíe a la habitación.
4. Acondicionadores de aire evaporativos de doble fuente de frío para centros de datos
Debido a la búsqueda de una alta eficiencia energética, está aumentando la aceptación de la refrigeración por evaporación, que es una tecnología de ahorro de energía y protección del medio ambiente.La tecnología de aire acondicionado de enfriamiento por evaporación es ampliamente utilizada en el campo de los centros de datos.Los centros de datos utilizan acondicionadores de aire evaporativos con doble fuente de frío.
Y el diagrama de principio de funcionamiento y el diagrama de principio de funcionamiento, no solo puede usar su propia agua circulante para rociar el relleno para enfriar el aire a tratar, sino también usar agua de pozo profundo para usar de manera efectiva la rica fuente de frío contenida en el entorno natural, por lo que para reducir efectivamente el consumo de energía y el costo de operación.
5. Torre de enfriamiento cerrada
5.1 Torre de enfriamiento cerrada compuesta de múltiples condiciones
La torre de enfriamiento es un conjunto de equipos de enfriamiento con un sistema de enfriamiento abierto agregado sobre la base de la torre cerrada tradicional.El serpentín y el empaque adoptan diferentes circuitos, que tienen la alta eficiencia del enfriamiento por agua para el empaque y las características de alto volumen de aire del enfriamiento por aire.A fines de otoño, se detiene el suministro de agua para el empaque para evitar efectivamente que el empaque se congele.Se diseña una estrategia de operación de cuatro etapas de acuerdo con las características climáticas del verano extremadamente caluroso y el invierno extremadamente frío en el norte y el noreste de China.
1) Verano: abrir los ciclos cerrado y abierto al mismo tiempo, y el agua fría producida por el ciclo abierto se usa en el ciclo cerrado para satisfacer la demanda de carga de calor extremadamente alta, como se muestra en la Figura 16 (a);
2) principios de otoño: la torre cerrada no se enciende, la torre abierta está completamente abierta, en comparación con el modo de ahorro de energía de verano;
3) Finales de otoño: la torre cerrada completamente abierta, la torre abierta completamente cerrada, puede evitar que el hielo se empaque y la fila de tubos se congele a baja temperatura;
4) En invierno: el agua de rocío de la torre cerrada está cerrada, solo el ventilador está encendido y la torre abierta está completamente cerrada, lo que conduce al ahorro de energía y agua, como se muestra en la Figura 16 (b).
5.2 Torre de refrigeración mixta de tipo cerrado
HIGO.17 muestra la torre de refrigeración mixta cerrada.La torre de enfriamiento está equipada con un tubo con aletas en serie con el serpentín de condensado, que tiene tres modos de operación, a saber, modo combinado seco/húmedo, modo adiabático y modo seco (ver Figura 18).A través de la selección de diferentes modos de operación, se puede aplicar a áreas que requieren una operación continua y confiable, un alto precio del agua y ocasiones en las que el suministro de agua es limitado o es necesario eliminar la niebla blanca.
1) Modo de funcionamiento combinado seco/húmedo (consulte la Figura 18 (a))
El fluido ingresa primero al tubo con aletas para enfriarse y luego ingresa al serpentín de condensado para continuar enfriándose.La bomba de circulación envía el agua de rociado desde la bandeja colectora a la unidad de rociado sobre el serpentín de condensado.El agua rociada humedece la superficie del serpentín de condensado, elimina el calor del fluido en el tubo y cae a la superficie del empaque, que se enfría aún más en el empaque y luego cae en la bandeja colectora de agua para su reciclaje.El aire fluye a través del serpentín de empaquetamiento y condensación respectivamente, absorbiendo calor para alcanzar el estado de saturación y luego descargarlo mediante un ventilador de flujo axial.En este momento, la temperatura de escape es relativamente baja y el aire de escape puede enfriar significativamente el fluido en el tubo con aletas instalado sobre el ventilador de flujo axial.
El modo de operación seco/húmedo combinado utiliza calor sensible y calor latente de evaporación.En comparación con las torres de enfriamiento tradicionales, la tendencia a la niebla blanca se reduce considerablemente en condiciones climáticas extremas y se puede ahorrar mucha agua.
2) Modo de funcionamiento adiabático (ver Figura 18 (b))
En el modo de funcionamiento adiabático, todo el fluido enfriado por el tubo de aletas se descarga por derivación.No hay intercambio de calor en la batería de condensados y el agua de spray solo se utiliza para preenfriar el aire que entra desde el exterior.En la mayoría de las condiciones climáticas, el aire circundante todavía tiene un potencial considerable para absorber agua, la temperatura del aire de enfriamiento adiabático se reduce significativamente y el fluido dentro del tubo con aletas se preenfría cuando lo descarga el ventilador de flujo axial para garantizar la temperatura requerida. por el fluido de diseño, para maximizar la eficiencia del sistema.
3) Modo de funcionamiento en seco (consulte la Figura 18 (c))
En el modo de operación en seco, el sistema de agua de rociado está cerrado, ahorrando el consumo de energía de la bomba.El fluido a enfriar fluye a través del tubo con aletas hacia el serpentín de condensado.La válvula de control de flujo se mantiene completamente abierta para garantizar que el fluido fluya a través de los dos serpentines en serie para maximizar el área de transferencia de calor.
Hora de publicación: 12-jun-2023