摘要： 基于直接蒸發(fā)冷卻和間接蒸發(fā)冷卻方法，提出了一種再循環(huán)蒸發(fā)冷卻方法，設計了一套再循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置，并通過試驗測試了它的冷卻效果。對再循環(huán)蒸發(fā)冷卻技術在空調行業(yè)的應用進行了具體分析，提出了相應的系統(tǒng)應用設計方法。最后指出這種技術為開發(fā)節(jié)能環(huán)保空調設備和空調系統(tǒng)提供了一個新的途徑。


1 前言
隨著我國經濟持續(xù)快速發(fā)展，空調的使用越來越普遍，由此造成夏季電力普遍緊張，2003年夏季全國19個省市出現(xiàn)拉閘限電的局面，究其原因，主要是建筑空調用電造成的；同時，常規(guī)機械制冷空調的普遍使用，是造成大氣臭氧層破壞的重要原因，節(jié)能和環(huán)保成了空調行業(yè)最受關注的問題。為了尋找開發(fā)節(jié)能和環(huán)保空調的新途徑，二十世紀八十年代以來，蒸發(fā)冷卻技術的研究日益受到重視，美國，澳大利亞，印度，以色列等國在理論和應用技術上做了大量的研究工作，國內也有不少學者從事這方面的研究。本文介紹一種基于直接蒸發(fā)冷卻和間接蒸發(fā)冷卻方法的再循環(huán)蒸發(fā)冷卻技術，并對其在空調行業(yè)的應用作了分析。
2 原理及系統(tǒng)結構
2.1 原理
直接蒸發(fā)冷卻（Direct Evaporative Cooling，簡稱DEC）利用循環(huán)水在填料中直接與空氣充分接觸，由于填料中水膜表面的水蒸汽分壓力高于空氣中的水蒸氣分壓力，這種自然的壓力差成為水蒸發(fā)的動力。水的蒸發(fā)使得空氣和水的溫度都降低，而空氣的含濕量增加，空氣的顯熱轉化為潛熱，是等焓降溫過程，理論上，DEC獲得的送風空氣的最低溫度趨近于室外空氣的濕球溫度，
DEC在炎熱干燥的氣候條件下，效果很好，但是當室外空氣濕度增加后，室內的濕度就會變得很高，讓人感到不舒服，且降溫的幅度有限。為了克服DEC使空氣濕度增加的問題，可以利用直接蒸發(fā)冷卻后的空氣（稱為二次空氣）或水，通過換熱器間接冷卻室外空氣（稱為一次空氣），這就是間接蒸發(fā)冷卻（Indirect Evaporative Cooling 簡稱IEC），由于空氣不與水接觸，其含濕量保持不變，是等濕降溫過程。更進一步改進，利用一部分送風空氣作為二次空氣直接蒸發(fā)制取冷水，用冷水反過來冷卻室外空氣，這種蒸發(fā)冷卻的方法，就是再循環(huán)蒸發(fā)冷卻（Recirculation Evaporative Cooling 以下簡稱REC）技術[1]。
有多種途徑可以實現(xiàn)REC，以下就是其中的一種，室外空氣通過一間接熱交換器被水冷卻，水的溫度升高，得到的送風空氣一部分通過直接蒸發(fā)冷卻填料，冷卻升溫后的水，然后排向室外，冷卻后的水又可以循環(huán)去冷卻室外空氣。其空氣狀態(tài)變化過程在焓濕圖上表示如圖2，室外空氣經間接冷卻后，其濕球溫度從ts 降到ts1 ，室外空氣愈干燥，ts 的降幅愈大，因此通過DEC獲得的冷水溫度可以比ts 低，從而被冷水間接冷卻獲得的送風空氣溫度tn可能低于ts 。REC的冷卻效率定義如下：