今天我们系统地介绍了直接蒸发冷却空调技术、间接蒸发冷却空调技术、蒸发冷却与机械制冷联合空调技术以及应用蒸发冷却空调技术的相关机组等。
1、直接蒸发冷却空调技术
当空气和水直接接触时，空气不断地将显热传递到供水系统以降低其自身温度。同时，水因吸热而释放出汽化潜热。这种利用空气的显热来交换潜热的过程是直接蒸发冷却过程。利用这一原理的直接蒸发冷却空调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 高压雾式
图1所示为高压微雾式冷雾式直接蒸发冷却空调机。其工作原理是利用高压柱塞泵将水压提高到7兆帕，然后将加压水通过耐高压管道输送到专业喷嘴进行雾化，产生直径为3~15μm，使其能够快速吸收空气中的热量，完成汽化和扩散。从而达到空气加湿、降温的目的。
高压雾式冷雾式直接蒸发冷却空调应用广泛，不仅可以在室内使用，也可以在室外场所使用。1992年西班牙塞维利亚世博会欧洲大道上的喷雾塔，安装了高压雾化喷头（图2），为游客降温，设计简洁大方，与周围建筑相协调。
1.1.2 苏打混合
冷雾与软水混合的空调加湿过程可分为喷射和雾化两个部分。一定压力（0.1~1.0MPa）的压缩空气通过专用喷嘴室进行合理配置和导流，在喷嘴口形成负压区域。由于负压的作用，集水器内的水不断喷入喷嘴室。喷出的水通过自动控水装置储存在集水器中，为高压空气喷射喷雾提供非加压水源。压缩空气和喷射水的速度不同。两股流体按照设定的流量和方向在喷嘴腔内有序流动。
在雾化过程中，较高压力的压缩空气的能量转移给较低压力的水，从而增加了水的能量。两股流体混合并在喷嘴出口喷射。在混合过程中，高压空气与水交换动量，并与水进行剧烈的摩擦和碰撞。利用空化效应将水充分雾化成细小的水滴。当苏打水混合流体从喷嘴高速喷出时，与外界大气中的空气摩擦接触，从而进一步撕裂水滴，水滴的直径可达5~10μm，从而以达到良好的雾化效果。
1.2 冷风直接蒸发冷却空调
1.2.1 蒸发式空调（冷风机）
蒸发式空调是利用喷淋水填料层直接与室外待处理空气接触，由于喷淋水的温度一般低于待处理空气（即新风）的温度，空气继续将其显热传递至供水系统并进行冷却；同时，部分喷淋水（循环水）因不断吸收空气中的热量而蒸发，蒸发后的蒸汽被空气带入室内，从而使新鲜空气得到冷却和净化。加湿。因此，这种利用空气的显热来交换潜热的过程可称为空气的直接蒸发冷却，或空气的绝热冷却加湿。通过对被处理空气直接蒸发冷却实现的空气处理过程是等焓加湿冷却过程，其极限温度是空气的湿球温度。
蒸发式空调机适用范围：
1）在南方，主要用于纺织、服装、皮革、化工、冶金、食品等工厂及一些高温热源的生产场所；
2）北方适用于商场、餐馆、火锅店、医院门诊大厅、车站候车厅、机场、学校等人口密集需要通风降温的公共场所；
3）有污染气体或散发粉尘、有害气体的场所；
4）已安装传统空调但新风量或含氧量不足的场所；
5）通信基站及机房冷却设备节能改造。
目前，采用直接蒸发冷却空调技术的蒸发式空调主要适用于室内温度过高、风速过高的场所。直接蒸发冷却还可以与后送风相结合，将冷风直接送至员工工作区域，有利于提高工作效率。
1.2.2 窗式蒸发冷却空调器
图6所示为窗式蒸发冷却空调器。随着不断的发展和改进，第二代窗式蒸发冷却空调的外观和功能不断完善。与第一代相比，更加美观。还可从室内拆除外壳，检修和更换填料，为安装和维护提供了方便。
窗式蒸发冷却空调具有节能、环保、经济、低碳、舒适等优点。近年来在西北地区尤其是学生宿舍得到了推广应用。学生宿舍采用悬挂式电风扇降温，少数采用机械压缩制冷空调降温。窗式蒸发冷空调虽然制冷效果不如机械压缩制冷空调，但具有送风量大、新风运行充分的特点，可以满足宿舍空间的舒适性要求。在过渡季节，窗式蒸发冷空调仅作为通风设备，可满足室内舒适度要求。使用窗式蒸发冷却空调可以有效降低室温，改善室内热环境。送入宿舍的新鲜空气改善了室内空气质量，但同时要做好排风系统，以达到良好的通风降温，避免室内湿度过大。
2、间接蒸发冷却空调技术
间接蒸发冷却空调技术，输出介质（空气或水）与工作介质（空气和水）间接接触进行热量和湿度交换，输出介质与工作介质之间没有质交换，只有显热交换。露点间接蒸发冷却空调技术作为间接蒸发冷却空调技术的一种特殊形式，它是利用空气干球温度与递减的湿球温度之间的差值来完成传热，这与一般的间接蒸发冷却空气不同。调节技术（利用空气的干球温度与固定湿球温度之差进行传热）。
露点间接蒸发冷却器的干湿通道之间有一个小孔。进入干通道的一次空气经过预冷后，一部分流经小孔时进入湿通道。作为二次风，与湿通道的水膜发生热湿交换，降低了湿通道的温度，扩大了干湿通道的换热差，增大了干湿通道一次风的冷却范围。渠道。露点间接蒸发冷却技术的驱动潜力是一次空气的干球温度与二次空气的露点之差，送风温度的极限是一次空气的露点。因此，可以为送风干球温度低于室外湿球温度且接近露点的空气提供较大的温降。
2.1 露点间接蒸发冷却空调机组
露点间接蒸发冷却空调技术突破了直接蒸发冷却空调技术受湿球温度限制。在干燥地区，露点间接蒸发冷却空调非常接近传统机械压缩制冷空调的送风温度，且与直接蒸发冷却空调相比，舒适度有所提高。高温冷水+盘管（AWA）的冷却方式是先制冷水，然后用冷水制冷风，露点间接蒸发冷却空调机组（AA）是直接制冷风采用冷风，节省了不必要的能量转换损失，工程造价大大降低，无需表冷器，因此冬季无需考虑防冻问题。机组利用露点与干球温度之间的温差不断冷却空气，使送风接近露点。
工作空气流经芯体下部的干燥通道，被前级湿侧蒸发冷却带走，焓值下降。实现预冷后，空气经节流孔流入另一侧湿通道，进行等焓加湿。输出空气流经芯体上部的干燥通道，绝对含水量保持不变。干球温度经另一侧布置的多个湿通道依次降低，然后送入室内。
2.2 露点间接蒸发冷却冷水机组
蒸发冷却冷水机组与常规蒸发冷却空调技术的不同之处在于制冷量的形式，它是通过水侧蒸发冷却技术获得的。机组由间接蒸发冷却段、喷淋装置、风机等组成。室外新鲜空气通过间接蒸发冷却过程进行预冷，预冷的空气进入填料塔与填料表面的水膜进行充分的热湿交换，制备冷水，然后将空气送至填料塔内。在排风机的作用下从冷水机排出。间接蒸发冷却段可以有多种形式，如表面冷却间接段、板翅式间接段、管式间接段、露点间接段等。
露点式间接蒸发冷却冷水机实物图和原理图如图12所示。蒸发冷却冷水机出水温度低于常规冷却塔，但高于常规冷水机。因此，蒸发冷却冷水机组的应用方式是根据其自身的性能特点、建筑功能要求以及空调对象的热湿负荷特性来确定的。
3、蒸发冷却与机械制冷复合空调技术
蒸发冷却空调技术具有节能、低碳、经济、健康的独特优势，但单纯采用该技术产生的冷风或冷水参数与室外空气状态密切相关，不易控制，不稳定，自身性能有待提高。而机械制冷技术可以产生温度稳定的冷空气或冷水，但能耗相对较大。
蒸发冷却与机械制冷的有机结合，可以实现两种技术的协同运行和相互耦合，弥补单纯使用一种方法的缺点，有利于蒸发冷却设备的优化，拓宽其使用范围，提高制冷效率。发挥机械制冷的性能，促进节能减排，实现两者优势互补。如图。图13为蒸发冷却+机械制冷（直膨）组合式空调机组实物图及工作原理图。
组合式空调机组有两种运行模式：（1）针对干燥工况，充分发挥蒸发冷却空调技术的优势，进行自然冷却。仅开设直接蒸发冷却段即可满足设计要求。待处理空气经过滤段进入直接蒸发冷却段，经等焓加湿、冷却后由风机送入室内；②针对高温高湿工况，直接蒸发制冷段关闭，机械制冷段开启，室外空气与室内回风混合，然后采用机械制冷循环蒸发器降低湿度和在空气被风扇送入房间之前对其进行冷却。
4、数据中心双冷源蒸发式空调
由于对高能源效率的追求，人们对蒸发冷却这一节能环保技术的接受程度不断提高。蒸发冷却空调技术广泛应用于数据中心领域。数据中心采用双冷源蒸发式空调。
而工作原理图和工作原理图，它不仅可以利用自身的循环水喷淋填料来冷却待处理的空气，还可以利用深井水，有效利用自然环境中蕴含的丰富冷源，因此从而有效降低电力消耗和运营成本。
5、闭式冷却塔
5.1 多工况复合闭式冷却塔
冷却塔是在传统闭式塔的基础上增加开放式冷却系统的一套冷却设备。线圈与填料采用不同的回路，具有填料水冷的高效率和风冷的高风量的特点。深秋时，停止对包装供水，有效避免包装被冻。针对华北、东北地区夏季酷热、冬季严寒的气候特点，设计了四阶段运行策略。
1）夏季：同时开启闭式循环和开式循环，开式循环产生的冷水用于闭式循环，以满足极高热负荷的需求，如图16（a）所示；
2）初秋：闭塔不开机，开塔全开，相比夏季模式省电；
3）深秋：闭式塔全开，开式塔全闭，可防止低温下填料冰和管排冻结；
4）冬季：闭式塔喷淋水关闭，仅开启风机，开式塔完全关闭，有利于节能节水，如图16（b）所示。
5.2闭式混合冷却塔
如图。图17示出了封闭式混合冷却塔。冷却塔设有与凝结水盘管串联的翅片管，具有干/湿联合模式、绝热模式和干模式三种运行模式（见图18）。通过不同运行模式的选择，可适用于需要连续可靠运行、水价较高的地区以及供水有限或需要消除白雾的场合。
1）干/湿联合运行模式（见图18（a））
流体首先进入翅片管冷却，然后进入冷凝盘管进一步冷却。喷淋水从集水盘经循环泵送至凝结水盘管上方的喷淋装置。喷淋水润湿凝结水盘管表面，带走管内流体的热量并落到填料表面，在填料内进一步冷却，然后落入集水盘中循环使用。空气分别流经填料和冷凝盘管，吸收热量达到饱和状态，然后由轴流风机排出。此时排气温度较低，安装在轴流风机上方的翅片管内的流体可被排气明显冷却。
干/湿联合操作模式利用显热和蒸发潜热。与传统冷却塔相比，在极端天气下产生白雾的倾向大大减少，并且可以节省大量的水。
2）绝热运行模式（见图18（b））
在绝热运行模式下，翅片管冷却的流体全部通过旁路排出。冷凝盘管内不进行热交换，喷淋水仅用于预冷却从外部进入的空气。在大多数气候条件下，周围空气仍有相当大的吸水潜力，绝热冷却空气的温度显着降低，翅片管内的流体在轴流风机排出时得到预冷却，以保证所需的温度通过设计流体，从而最大限度地提高系统效率。
3）干运转模式（见图18（c））
在干运行模式下，喷淋水系统关闭，节省水泵能耗。待冷却的流体通过翅片管流入冷凝盘管。流量控制阀保持全开，保证流体流经串联的两个盘管，使传热面积最大化。
发布时间：2023年6月12日