今天我們系統地介紹了直接蒸發冷卻空調技術、間接蒸發冷卻空調技術、蒸發冷卻與機械製冷聯合空調技術以及應用蒸發冷卻空調技術的相關機組等。
1、直接蒸發冷卻空調技術
當空氣和水直接接觸時，空氣不斷地將顯熱傳遞到供水系統以降低其自身溫度。同時，水因吸熱而釋放出汽化潛熱。這種利用空氣的顯熱來交換潛熱的過程是直接蒸發冷卻過程。利用這一原理的直接蒸發冷卻空調可分為冷霧式直接蒸發冷卻空調和冷風式直接蒸發冷卻空調。
1.1 冷霧式直接蒸發冷卻空調
1.1.1 高壓霧式
圖1所示為高壓微霧式冷霧式直接蒸發冷卻空調機。其工作原理是利用高壓柱塞泵將水壓提高到7兆帕，然後將加壓水通過耐高壓管道輸送到專業噴嘴進行霧化，產生直徑為3~15μm，使其能夠快速吸收空氣中的熱量，完成汽化和擴散。從而達到空氣加濕、降溫的目的。
高壓霧式冷霧式直接蒸發冷卻空調應用廣泛，不僅可以在室內使用，也可以在室外場所使用。1992年西班牙塞維利亞世博會歐洲大道上的噴霧塔，安裝了高壓霧化噴頭（圖2），為遊客降溫，設計簡潔大方，與周圍建築相協調。
1.1.2 蘇打混合
冷霧與軟水混合的空調加濕過程可分為噴射和霧化兩個部分。一定壓力（0.1~1.0MPa）的壓縮空氣通過專用噴嘴室進行合理配置和導流，在噴嘴口形成負壓區域。由於負壓的作用，集水器內的水不斷噴入噴嘴室。噴出的水通過自動控水裝置儲存在集水器中，為高壓空氣噴射噴霧提供非加壓水源。壓縮空氣和噴射水的速度不同。兩股流體按照設定的流量和方向在噴嘴腔內有序流動。
在霧化過程中，較高壓力的壓縮空氣的能量轉移給較低壓力的水，從而增加了水的能量。兩股流體混合併在噴嘴出口噴射。在混合過程中，高壓空氣與水交換動量，並與水進行劇烈的摩擦和碰撞。利用空化效應將水充分霧化成細小的水滴。當蘇打水混合流體從噴嘴高速噴出時，與外界大氣中的空氣摩擦接觸，從而進一步撕裂水滴，水滴的直徑可達5~10μm，從而以達到良好的霧化效果。
1.2 冷風直接蒸發冷卻空調
1.2.1 蒸發式空調（冷風機）
蒸發式空調是利用噴淋水填料層直接與室外待處理空氣接觸，由於噴淋水的溫度一般低於待處理空氣（即新風）的溫度，空氣繼續將其顯熱傳遞至供水系統並進行冷卻；同時，部分噴淋水（循環水）因不斷吸收空氣中的熱量而蒸發，蒸發後的蒸汽被空氣帶入室內，從而使新鮮空氣得到冷卻和淨化。加濕。因此，這種利用空氣的顯熱來交換潛熱的過程可稱為空氣的直接蒸發冷卻，或空氣的絕熱冷卻加濕。通過對被處理空氣直接蒸發冷卻實現的空氣處理過程是等焓加濕冷卻過程，其極限溫度是空氣的濕球溫度。
蒸發式空調機適用範圍：
1）在南方，主要用於紡織、服裝、皮革、化工、冶金、食品等工廠及一些高溫熱源的生產場所；
2）北方適用於商場、餐館、火鍋店、醫院門診大廳、車站候車廳、機場、學校等人口密集需要通風降溫的公共場所；
3）有污染氣體或散髮粉塵、有害氣體的場所；
4）已安裝傳統空調但新風量或含氧量不足的場所；
5）通信基站及機房冷卻設備節能改造。
目前，採用直接蒸發冷卻空調技術的蒸發式空調主要適用於室內溫度過高、風速過高的場所。直接蒸發冷卻還可以與後送風相結合，將冷風直接送至員工工作區域，有利於提高工作效率。
1.2.2 窗式蒸發冷卻空調器
圖6所示為窗式蒸發冷卻空調器。隨著不斷的發展和改進，第二代窗式蒸發冷卻空調的外觀和功能不斷完善。與第一代相比，更加美觀。還可從室內拆除外殼，檢修和更換填料，為安裝和維護提供了方便。
窗式蒸發冷卻空調具有節能、環保、經濟、低碳、舒適等優點。近年來在西北地區尤其是學生宿捨得到了推廣應用。學生宿舍採用懸掛式電風扇降溫，少數採用機械壓縮製冷空調降溫。窗式蒸發冷空調雖然製冷效果不如機械壓縮製冷空調，但具有送風量大、新風運行充分的特點，可以滿足宿舍空間的舒適性要求。在過渡季節，窗式蒸發冷空調僅作為通風設備，可滿足室內舒適度要求。使用窗式蒸發冷卻空調可以有效降低室溫，改善室內熱環境。送入宿舍的新鮮空氣改善了室內空氣質量，但同時要做好排風系統，以達到良好的通風降溫，避免室內濕度過大。
2、間接蒸發冷卻空調技術
間接蒸發冷卻空調技術，輸出介質（空氣或水）與工作介質（空氣和水）間接接觸進行熱量和濕度交換，輸出介質與工作介質之間沒有質交換，只有顯熱交換。露點間接蒸發冷卻空調技術作為間接蒸發冷卻空調技術的一種特殊形式，它是利用空氣乾球溫度與遞減的濕球溫度之間的差值來完成傳熱，這與一般的間接蒸發冷卻空氣不同。調節技術（利用空氣的干球溫度與固定濕球溫度之差進行傳熱）。
露點間接蒸發冷卻器的干濕通道之間有一個小孔。進入乾通道的一次空氣經過預冷後，一部分流經小孔時進入濕通道。作為二次風，與濕通道的水膜發生熱濕交換，降低了濕通道的溫度，擴大了乾濕通道的換熱差，增大了乾濕通道一次風的冷卻範圍。渠道。露點間接蒸發冷卻技術的驅動潛力是一次空氣的干球溫度與二次空氣的露點之差，送風溫度的極限是一次空氣的露點。因此，可以為送風乾球溫度低於室外濕球溫度且接近露點的空氣提供較大的溫降。
2.1 露點間接蒸發冷卻空調機組
露點間接蒸發冷卻空調技術突破了直接蒸發冷卻空調技術受濕球溫度限制。在乾燥地區，露點間接蒸發冷卻空調非常接近傳統機械壓縮製冷空調的送風溫度，且與直接蒸發冷卻空調相比，舒適度有所提高。高溫冷水+盤管（AWA）的冷卻方式是先製冷水，然後用冷水製冷風，露點間接蒸發冷卻空調機組（AA）是直接製冷風採用冷風，節省了不必要的能量轉換損失，工程造價大大降低，無需表冷器，因此冬季無需考慮防凍問題。機組利用露點與乾球溫度之間的溫差不斷冷卻空氣，使送風接近露點。
工作空氣流經芯體下部的干燥通道，被前級濕側蒸發冷卻帶走，焓值下降。實現預冷後，空氣經節流孔流入另一側濕通道，進行等焓加濕。輸出空氣流經芯體上部的干燥通道，絕對含水量保持不變。幹球溫度經另一側佈置的多個濕通道依次降低，然後送入室內。
2.2 露點間接蒸發冷卻冷水機組
蒸發冷卻冷水機組與常規蒸發冷卻空調技術的不同之處在於製冷量的形式，它是通過水側蒸發冷卻技術獲得的。機組由間接蒸發冷卻段、噴淋裝置、風機等組成。室外新鮮空氣通過間接蒸發冷卻過程進行預冷，預冷的空氣進入填料塔與填料表面的水膜進行充分的熱濕交換，製備冷水，然後將空氣送至填料塔內。在排風機的作用下從冷水機排出。間接蒸發冷卻段可以有多種形式，如表面冷卻間接段、板翅式間接段、管式間接段、露點間接段等。
露點式間接蒸發冷卻冷水機實物圖和原理圖如圖12所示。蒸發冷卻冷水機出水溫度低於常規冷卻塔，但高於常規冷水機。因此，蒸發冷卻冷水機組的應用方式是根據其自身的性能特點、建築功能要求以及空調對象的熱濕負荷特性來確定的。
3、蒸發冷卻與機械製冷複合空調技術
蒸發冷卻空調技術具有節能、低碳、經濟、健康的獨特優勢，但單純採用該技術產生的冷風或冷水參數與室外空氣狀態密切相關，不易控制，不穩定，自身性能有待提高。而機械製冷技術可以產生溫度穩定的冷空氣或冷水，但能耗相對較大。
蒸發冷卻與機械製冷的有機結合，可以實現兩種技術的協同運行和相互耦合，彌補單純使用一種方法的缺點，有利於蒸發冷卻設備的優化，拓寬其使用範圍，提高製冷效率。發揮機械製冷的性能，促進節能減排，實現兩者優勢互補。如圖。圖13為蒸發冷卻+機械製冷（直膨）組合式空調機組實物圖及工作原理圖。
組合式空調機組有兩種運行模式：（1）針對乾燥工況，充分發揮蒸發冷卻空調技術的優勢，進行自然冷卻。僅開設直接蒸發冷卻段即可滿足設計要求。待處理空氣經過濾段進入直接蒸發冷卻段，經等焓加濕、冷卻後由風機送入室內；②針對高溫高濕工況，直接蒸發製冷段關閉，機械製冷段開啟，室外空氣與室內回風混合，然後採用機械製冷循環蒸發器降低濕度和在空氣被風扇送入房間之前對其進行冷卻。
4、數據中心雙冷源蒸發式空調
由於對高能源效率的追求，人們對蒸發冷卻這一節能環保技術的接受程度不斷提高。蒸發冷卻空調技術廣泛應用於數據中心領域。數據中心採用雙冷源蒸發式空調。
而工作原理圖和工作原理圖，它不僅可以利用自身的循環水噴淋填料來冷卻待處理的空氣，還可以利用深井水，有效利用自然環境中蘊含的豐富冷源，因此從而有效降低電力消耗和運營成本。
5、閉式冷卻塔
5.1 多工況復合閉式冷卻塔
冷卻塔是在傳統閉式塔的基礎上增加開放式冷卻系統的一套冷卻設備。線圈與填料採用不同的迴路，具有填料水冷的高效率和風冷的高風量的特點。深秋時，停止對包裝供水，有效避免包裝被凍。針對華北、東北地區夏季酷熱、冬季嚴寒的氣候特點，設計了四階段運行策略。
1）夏季：同時開啟閉式循環和開式循環，開式循環產生的冷水用於閉式循環，以滿足極高熱負荷的需求，如圖16（a）所示；
2）初秋：閉塔不開機，開塔全開，相比夏季模式省電；
3）深秋：閉式塔全開，開式塔全閉，可防止低溫下填料冰和管排凍結；
4）冬季：閉式塔噴淋水關閉，僅開啟風機，開式塔完全關閉，有利於節能節水，如圖16（b）所示。
5.2閉式混合冷卻塔
如圖。圖17示出了封閉式混合冷卻塔。冷卻塔設有與凝結水盤管串聯的翅片管，具有乾/濕聯合模式、絕熱模式和乾模式三種運行模式（見圖18）。通過不同運行模式的選擇，可適用於需要連續可靠運行、水價較高的地區以及供水有限或需要消除白霧的場合。
1）幹/濕聯合運行模式（見圖18（a））
流體首先進入翅片管冷卻，然後進入冷凝盤管進一步冷卻。噴淋水從集水槃經循環泵送至凝結水盤管上方的噴淋裝置。噴淋水潤濕凝結水盤管表面，帶走管內流體的熱量並落到填料表面，在填料內進一步冷卻，然後落入集水盤中循環使用。空氣分別流經填料和冷凝盤管，吸收熱量達到飽和狀態，然後由軸流風機排出。此時排氣溫度較低，安裝在軸流風機上方的翅片管內的流體可被排氣顯著冷卻。
幹/濕聯合操作模式利用顯熱和蒸發潛熱。與傳統冷卻塔相比，在極端天氣下產生白霧的傾向大大減少，並且可以節省大量的水。
2）絕熱運行模式（見圖18（b））
在絕熱運行模式下，翅片管冷卻的流體全部通過旁路排出。冷凝盤管內不進行熱交換，噴淋水僅用於預冷卻從外部進入的空氣。在大多數氣候條件下，周圍空氣仍有相當大的吸水潛力，絕熱冷卻空氣的溫度顯著降低，翅片管內的流體在軸流風機排出時得到預冷卻，以保證所需的溫度通過設計流體，從而最大限度地提高系統效率。
3）幹運轉模式（見圖18（c））
在幹運行模式下，噴淋水系統關閉，節省水泵能耗。待冷卻的流體通過翅片管流入冷凝盤管。流量控制閥保持全開，保證流體流經串聯的兩個盤管，使傳熱面積最大化。
發佈時間：2023年6月12日