Aujourd'hui, nous introduisons systématiquement la technologie de climatisation à refroidissement par évaporation directe, la technologie de climatisation à refroidissement par évaporation indirecte, la technologie de climatisation combinée à refroidissement par évaporation et à réfrigération mécanique et l'application d'unités liées à la technologie de climatisation à refroidissement par évaporation, etc.
1. Technologie de climatisation à refroidissement par évaporation directe
Lorsque l'air et l'eau sont en contact direct, l'air transfère constamment de la chaleur sensible à l'alimentation en eau pour réduire sa propre température.Dans le même temps, l'eau libère de la chaleur latente de vaporisation due à la chaleur endothermique.Ce processus d'utilisation de la chaleur sensible de l'air pour échanger de la chaleur latente est un processus de refroidissement par évaporation directe.Les climatiseurs à refroidissement par évaporation directe utilisant ce principe peuvent être divisés en climatiseurs à refroidissement par évaporation directe de type brouillard froid et en climatiseurs à refroidissement par évaporation directe de type air froid.
1.1 Climatisation à refroidissement par évaporation directe de type brouillard froid
1.1.1 Type brouillard haute pression
La figure 1 montre le climatiseur de refroidissement à évaporation directe de type micro-brouillard à haute pression.Son principe de fonctionnement consiste à utiliser la pompe à piston haute pression pour augmenter la pression de l'eau à 7 MPa, puis l'eau sous pression est transportée vers la buse professionnelle à travers le pipeline résistant à la haute pression pour l'atomiser, produisant les particules de micro-brouillard d'un diamètre de 3 ~ 15 μm, de sorte qu'il puisse rapidement absorber la chaleur de l'air pour compléter la vaporisation et la diffusion.Afin d'atteindre l'objectif d'humidification et de refroidissement de l'air.
Le climatiseur à refroidissement par évaporation directe de type brouillard froid à haute pression est largement utilisé, qui peut être utilisé non seulement à l'intérieur, mais également à l'extérieur.La tour de pulvérisation sur l'avenue européenne de l'exposition universelle de Séville en Espagne en 1992 était équipée d'une buse d'atomisation à haute pression (Figure 2) pour rafraîchir les touristes, et la conception est simple et élégante, en harmonie avec les bâtiments environnants.
1.1.2 Mélange de soude
Le processus d'humidification d'un climatiseur à brouillard froid mélangé à de l'eau douce peut être divisé en deux parties : éjection et atomisation.L'air comprimé avec une certaine pression (0,1 ~ 1,0 MPa) passe à travers la chambre de buse spéciale pour une configuration et une déviation raisonnables, formant une zone de pression négative à l'embouchure de la buse.En raison de l'effet de la pression négative, l'eau du collecteur d'eau est continuellement éjectée dans la chambre de la buse.L'eau éjectée est stockée dans le collecteur d'eau à travers le dispositif de contrôle automatique de l'eau pour fournir une source d'eau non pressurisée pour le jet d'éjection d'air à haute pression.La vitesse de l'air comprimé et de l'eau éjectée est différente.Les deux flux de fluide s'écoulent de manière ordonnée dans la cavité de la buse avec le débit et la direction définis.
Dans le processus d'atomisation, l'énergie de l'air comprimé à haute pression est transférée à l'eau à basse pression, ce qui augmente l'énergie de l'eau.Les deux flux de fluide sont mélangés et éjectés à la sortie de la buse.Dans le processus de mélange, l'air à haute pression et l'élan d'échange d'eau, et effectuent un frottement et une collision intenses avec l'eau.L'effet de cavitation est utilisé pour atomiser complètement l'eau en fines gouttelettes d'eau.Lorsque le fluide mélangé à l'eau gazeuse est pulvérisé à partir de la buse à grande vitesse et que l'air dans l'atmosphère en dehors du contact de friction, de manière à déchirer davantage les gouttelettes d'eau, le diamètre des gouttelettes d'eau peut atteindre 5 ~ 10 μm, de manière à pour obtenir un bon effet d'atomisation.
1.2 Climatiseur de refroidissement par évaporation directe à air froid
1.2.1 Climatiseur évaporatif (ventilateur froid)
Le climatiseur évaporatif est l'utilisation d'une couche de garniture de pulvérisation d'eau directement en contact avec l'air extérieur à traiter, car la température de l'eau de pulvérisation est généralement inférieure à la température de l'air à traiter (c'est-à-dire l'air frais), l'air continue à transférer sa chaleur sensible à l'alimentation en eau et se refroidir ;Dans le même temps, une partie de l'eau de pulvérisation (eau en circulation) s'évapore en raison de l'absorption continue de chaleur dans l'air, et la vapeur après évaporation est amenée dans la pièce par l'air, de sorte que l'air frais peut être refroidi et humidifié.Par conséquent, ce processus d'utilisation de la chaleur sensible de l'air pour échanger de la chaleur latente peut être appelé refroidissement par évaporation directe de l'air, ou refroidissement adiabatique et humidification de l'air.Le procédé de traitement de l'air réalisé par refroidissement direct par évaporation de l'air à traiter est un procédé d'humidification et de refroidissement à enthalpie égale, et sa température limite est la température de bulbe humide de l'air.
Champ d'application du climatiseur évaporatif :
1) Dans le sud, il est principalement utilisé dans le textile, l'habillement, le cuir, la chimie, la métallurgie, l'alimentation et d'autres usines et certains lieux de production avec une source de chaleur à haute température ;
2) Dans le nord, il convient aux centres commerciaux, restaurants, restaurants à fondue, halls ambulatoires des hôpitaux, salles d'attente des gares, aéroports, écoles et autres lieux publics à forte densité de population nécessitant une ventilation et un refroidissement;
3) Endroits avec des gaz polluants ou émettant de la poussière et des gaz nocifs ;
4) Endroits où des climatiseurs traditionnels ont été installés mais où le volume d'air frais ou la teneur en oxygène est insuffisant ;
5) Transformation économe en énergie de la station de base de communication et de l'équipement de refroidissement dans la salle informatique.
À l'heure actuelle, les climatiseurs à évaporation qui adoptent la technologie de climatisation à refroidissement par évaporation directe conviennent principalement aux endroits où la température intérieure est trop élevée et la vitesse de l'air est trop élevée.Le refroidissement par évaporation directe peut également être combiné avec une alimentation en air postérieure pour envoyer de l'air froid directement dans la zone de travail du personnel, ce qui est propice à l'amélioration de l'efficacité du travail.
1.2.2 Climatiseur à refroidissement par évaporation de type fenêtre
La figure 6 montre un climatiseur refroidi par évaporation de type fenêtre.Avec le développement et l'amélioration continus, l'apparence et la fonction de la deuxième génération de climatiseur de refroidissement par évaporation de type fenêtre sont améliorées en permanence.Comparé à la première génération, il est plus beau.Il peut également retirer la coque de l'intérieur de la pièce, réviser et remplacer l'emballage, ce qui facilite l'installation et la maintenance.
Le climatiseur à refroidissement par évaporation de type fenêtre présente les avantages d'économie d'énergie, de protection de l'environnement, d'économie, de faible teneur en carbone, de confort, etc.Il a été popularisé et appliqué dans le nord-ouest de la Chine ces dernières années, en particulier dans les dortoirs d'étudiants.Les dortoirs des étudiants utilisent des ventilateurs électriques suspendus pour le refroidissement et quelques-uns utilisent la climatisation par réfrigération à compression mécanique pour le refroidissement.Bien que l'effet de refroidissement du climatiseur refroidi par évaporation de fenêtre ne soit pas aussi bon que celui du climatiseur frigorifique à compression mécanique, il présente les caractéristiques d'une alimentation en air importante et d'un fonctionnement à air frais complet, ce qui peut répondre aux exigences de confort des dortoirs.Pendant la saison de transition, le climatiseur refroidi par évaporation de fenêtre est uniquement utilisé comme équipement de ventilation, ce qui peut répondre aux exigences de confort intérieur.L'utilisation d'un climatiseur à refroidissement par évaporation de fenêtre peut réduire efficacement la température ambiante et améliorer l'environnement thermique intérieur.L'air frais envoyé dans le dortoir améliore la qualité de l'air intérieur, mais en même temps, le système d'évacuation doit être bien fait pour obtenir une bonne ventilation et un bon refroidissement et éviter une humidité intérieure excessive.
2. Technologie de climatisation à refroidissement par évaporation indirecte
Technologie de climatisation à refroidissement par évaporation indirecte, le milieu de sortie (air ou eau) et le milieu de travail (air et eau) contact indirect pour l'échange de chaleur et d'humidité, il n'y a pas d'échange qualitatif entre le milieu de sortie et le milieu de travail, seulement un échange de chaleur sensible .En tant que forme spéciale de technologie de climatisation à refroidissement par évaporation indirecte, la technologie de climatisation à refroidissement par évaporation indirecte au point de rosée utilise la différence entre la température de bulbe sec de l'air et la température de bulbe humide décroissante pour compléter le transfert de chaleur, ce qui est différent de l'air de refroidissement par évaporation indirecte général. technologie de conditionnement (utilisant la différence entre la température de bulbe sec de l'air et la température de bulbe humide fixe pour le transfert de chaleur).
Un petit trou est fait entre les canaux sec et humide dans le refroidisseur à évaporation indirecte au point de rosée.Une fois que l'air primaire entrant dans le canal sec est pré-refroidi, une partie de celui-ci pénètre dans le canal humide lorsqu'il s'écoule à travers le petit trou.En tant qu'air secondaire, un échange de chaleur et d'humidité se produit avec le film d'eau du canal humide, ce qui réduit la température du canal humide, agrandit la différence d'échange de chaleur entre les canaux secs et humides et augmente la plage de refroidissement de l'air primaire dans le canal sec. canaliser.Le potentiel moteur de la technologie de refroidissement par évaporation indirecte au point de rosée est la différence entre la température de bulbe sec de l'air primaire et le point de rosée de l'air secondaire, et la limite de la température d'alimentation en air est le point de rosée de l'air primaire.Par conséquent, l'air dont la température du bulbe sec d'alimentation en air est inférieure à celle du bulbe humide extérieur et proche du point de rosée peut subir une chute de température plus importante.
2.1 Unité de climatisation à refroidissement par évaporation indirecte à point de rosée
La technologie de climatisation à refroidissement par évaporation indirecte à point de rosée dépasse la limitation de la technologie de climatisation à refroidissement par évaporation directe par température de bulbe humide.Dans les zones sèches, la climatisation à refroidissement par évaporation indirecte au point de rosée est très proche de la température d'alimentation en air de la climatisation à réfrigération à compression mécanique traditionnelle, et par rapport à la climatisation à refroidissement par évaporation directe, le confort est amélioré.Le mode de refroidissement de l'eau froide à haute température + tube de serpentin (AWA) consiste à produire d'abord de l'eau froide, puis à utiliser de l'eau froide pour produire de l'air froid, et l'unité de climatisation à refroidissement par évaporation indirecte à point de rosée (AA) consiste à produire de l'air froid directement avec de l'air froid, économisant la perte inutile de conversion d'énergie, le coût du projet est considérablement réduit, pas de refroidisseur de surface, il n'est donc pas nécessaire de considérer le problème de l'antigel en hiver.L'unité utilise la différence de température entre le point de rosée et la température du bulbe sec pour refroidir l'air en continu afin que l'air soufflé se rapproche du point de rosée.
L'air de travail circule à travers le canal sec dans la partie inférieure du corps central et est évacué par refroidissement par évaporation du côté humide de l'étage précédent, et la valeur d'enthalpie diminue.Après avoir réalisé le prérefroidissement, l'air s'écoule à travers le trou d'étranglement dans le canal humide de l'autre côté pour une humidification à enthalpie égale.L'air de sortie s'écoule à travers le canal sec dans la partie supérieure du corps central et la teneur en humidité absolue reste inchangée.La température de bulbe sec est successivement abaissée par les multiples canaux humides disposés de l'autre côté, puis envoyée dans la pièce.
2.2 Refroidisseur de refroidissement par évaporation indirecte à point de rosée
Le refroidisseur à refroidissement par évaporation est différent de la technologie de climatisation à refroidissement par évaporation conventionnelle sous la forme d'une capacité de refroidissement, qui est obtenue par la technologie de refroidissement par évaporation côté eau.L'unité se compose d'une section de refroidissement par évaporation indirecte, d'un dispositif de pulvérisation, d'un ventilateur, etc.L'air frais extérieur est pré-refroidi par le processus de refroidissement par évaporation indirecte, et l'air pré-refroidi pénètre dans la tour d'emballage et le film d'eau à la surface de l'emballage pour un échange de chaleur et d'humidité suffisant pour préparer de l'eau froide, puis l'air est évacué du refroidisseur sous l'action du ventilateur d'extraction.La section de refroidissement par évaporation indirecte peut avoir de nombreuses formes, telles que la section indirecte de refroidissement de surface, la section indirecte d'ailettes de plaque, la section indirecte de tube, la section indirecte de point de rosée, etc.
Le diagramme physique et le diagramme schématique du refroidisseur à refroidissement par évaporation indirecte de type point de rosée sont illustrés à la figure 12. La température de sortie de l'eau du refroidisseur à refroidissement par évaporation est inférieure à celle de la tour de refroidissement conventionnelle, mais supérieure à celle du refroidisseur conventionnel.Par conséquent, le mode d'application du refroidisseur de refroidissement par évaporation est déterminé par ses propres caractéristiques de performance, les exigences fonctionnelles du bâtiment et les caractéristiques de charge de chaleur et d'humidité des objets de climatisation.
3. Technologie de climatisation composite de refroidissement par évaporation et de réfrigération mécanique
La technologie de climatisation par refroidissement par évaporation présente les avantages uniques d'économie d'énergie, de faible émission de carbone, d'économie et de santé, mais les paramètres d'air froid ou d'eau froide produits uniquement par cette technologie sont étroitement liés à l'état de l'air extérieur, qui n'est pas facile à contrôler et a instabilité, et ses propres performances doivent être améliorées.Alors que la technologie de réfrigération mécanique peut produire de l'air froid ou de l'eau froide avec une température stable, mais une consommation d'énergie relativement importante.
La combinaison organique du refroidissement par évaporation et de la réfrigération mécanique peut réaliser le fonctionnement collaboratif et le couplage mutuel des deux technologies, pallier les lacunes de la simple utilisation d'une méthode, est propice à l'optimisation des équipements de refroidissement par évaporation, élargir son champ d'utilisation, améliorer les performances de la réfrigération mécanique, promouvoir les économies d'énergie et la réduction des émissions, et réaliser les avantages complémentaires des deux.FIGUE.La figure 13 montre le schéma physique et le schéma de principe de fonctionnement d'un groupe de conditionnement d'air combiné refroidissement par évaporation + réfrigération mécanique (détente directe).
L'unité de climatisation combinée a deux modes de fonctionnement : (1) Compte tenu de la condition de séchage, le refroidissement naturel est effectué en tirant pleinement parti des avantages de la technologie de climatisation à refroidissement par évaporation.Les exigences de conception peuvent être satisfaites en ouvrant uniquement la section de refroidissement par évaporation directe.L'air à traiter entre dans la section de refroidissement par évaporation directe par la section de filtration, est humidifié et refroidi par enthalpie égale puis envoyé à l'intérieur par le ventilateur ;② Pour les conditions de température élevée et d'humidité élevée, la section de refroidissement par évaporation directe est fermée, la section de réfrigération mécanique est ouverte, l'air extérieur est mélangé avec l'air de retour intérieur, puis l'évaporateur de circulation de réfrigération mécanique est utilisé pour réduire l'humidité et refroidir l'air avant qu'il ne soit envoyé dans la pièce par le ventilateur.
4. Climatiseurs évaporatifs à double source froide pour centres de données
En raison de la recherche d'une efficacité énergétique élevée, l'acceptation du refroidissement par évaporation, qui est une technologie d'économie d'énergie et de protection de l'environnement, augmente.La technologie de climatisation par refroidissement par évaporation est largement utilisée dans le domaine des centres de données.Les centres de données utilisent des climatiseurs à évaporation à double source de froid.
Et le diagramme de principe de fonctionnement et le diagramme de principe de fonctionnement, il peut non seulement utiliser sa propre eau de circulation pour pulvériser la charge pour refroidir l'air à traiter, mais également utiliser de l'eau de puits profond pour utiliser efficacement la riche source froide contenue dans l'environnement naturel, donc afin de réduire efficacement la consommation d'énergie et les coûts de fonctionnement.
5. Tour de refroidissement fermée
5.1 Tour de refroidissement fermée composite multi-conditions
La tour de refroidissement est un ensemble d'équipements de refroidissement avec un système de refroidissement ouvert ajouté sur la base de la tour fermée traditionnelle.La bobine et la garniture adoptent différents circuits, qui ont la haute efficacité du refroidissement par eau pour la garniture et les caractéristiques de volume d'air élevé du refroidissement par air.A la fin de l'automne, l'alimentation en eau de l'emballage est arrêtée pour éviter efficacement que l'emballage ne gèle.Une stratégie de fonctionnement en quatre étapes est conçue en fonction des caractéristiques climatiques de l'été extrêmement chaud et de l'hiver extrêmement froid dans le nord et le nord-est de la Chine.
1) Été : ouvrez les cycles fermé et ouvert en même temps, et l'eau froide produite par le cycle ouvert est utilisée dans le cycle fermé pour répondre à la demande de charge calorifique extrêmement élevée, comme illustré à la Figure 16 (a) ;
2) Début de l'automne : la tour fermée ne s'allume pas, la tour ouverte est complètement ouverte, par rapport à l'économie d'énergie en mode été ;
3) Fin de l'automne : tour fermée entièrement ouverte, tour ouverte entièrement fermée, peut empêcher la glace d'emballage et le gel des rangées de tubes à basse température ;
4) En hiver: l'eau de pulvérisation de la tour fermée est fermée, seul le ventilateur est allumé et la tour ouverte est complètement fermée, ce qui est propice aux économies d'énergie et d'eau, comme illustré à la figure 16 (b).
5.2 Tour de refroidissement mixte de type fermé
FIGUE.17 montre la tour de refroidissement mixte fermée.La tour de refroidissement est équipée d'un tube à ailettes en série avec la batterie de condensat, qui a trois modes de fonctionnement, à savoir le mode combiné sec/humide, le mode adiabatique et le mode sec (voir Figure 18).Grâce à la sélection de différents modes de fonctionnement, il peut être appliqué aux zones nécessitant un fonctionnement continu et fiable, un prix de l'eau élevé et des occasions où l'approvisionnement en eau est limité ou où le brouillard blanc doit être éliminé.
1) Mode de fonctionnement combiné sec/humide (voir Figure 18 (a))
Le fluide entre d'abord dans le tube à ailettes pour le refroidissement, puis entre dans le serpentin de condensat pour un refroidissement supplémentaire.L'eau de pulvérisation est envoyée du bac collecteur par la pompe de circulation à l'unité de pulvérisation au-dessus du serpentin de condensat.L'eau de pulvérisation mouille la surface du serpentin de condensat, enlève la chaleur du fluide dans le tube et tombe à la surface de la garniture, qui est ensuite refroidie dans la garniture puis tombe dans le bac de collecte d'eau pour être recyclée.L'air circule respectivement à travers l'emballage et le serpentin de condensation, absorbant la chaleur pour atteindre l'état de saturation, puis évacué par un ventilateur à flux axial.À ce moment, la température d'échappement est relativement basse et le fluide dans le tube à ailettes installé au-dessus du ventilateur à écoulement axial peut être refroidi de manière significative par l'air d'échappement.
Le mode de fonctionnement combiné sec/humide utilise la chaleur sensible et la chaleur latente d'évaporation.Par rapport aux tours de refroidissement traditionnelles, la tendance au brouillard blanc est considérablement réduite par temps extrême et une grande quantité d'eau peut être économisée.
2) Mode de fonctionnement adiabatique (voir Figure 18 (b))
En mode de fonctionnement adiabatique, tout le fluide refroidi par le tube à ailettes est évacué par by-pass.Il n'y a pas d'échange de chaleur dans la batterie de condensat et l'eau de pulvérisation n'est utilisée que pour pré-refroidir l'air entrant de l'extérieur.Dans la plupart des conditions climatiques, l'air ambiant a encore un potentiel considérable d'absorption d'eau, la température de l'air de refroidissement adiabatique est considérablement réduite et le fluide à l'intérieur du tube à ailettes est pré-refroidi lorsqu'il est évacué par le ventilateur à flux axial pour assurer la température requise. par le fluide de conception, de manière à maximiser l'efficacité du système.
3) Mode de fonctionnement à sec (voir Figure 18 (c))
En mode de fonctionnement à sec, le système d'eau de pulvérisation est fermé, ce qui permet d'économiser la consommation d'énergie de la pompe.Le fluide à refroidir s'écoule à travers le tube à ailettes dans le serpentin de condensat.La vanne de régulation de débit est maintenue complètement ouverte pour garantir que le fluide circule à travers les deux serpentins en série afin de maximiser la zone de transfert de chaleur.
Heure de publication : 12 juin 2023