蒸发冷却基本原理

蒸发冷却是已知的最早的人工制冷方式，早在公元前2500年，古埃及人就已经懂得利用该方式进行制冷；中国古代皇家宫廷凉殿中就采用水轮的方式将水送到屋顶，任其沿屋檐留下形成人造水帘的方式达到消暑的目的。但在机械制冷等主流制冷方式快速发展的形式下，蒸发冷却技术并没有引起人们的关注，在生态环境等一系列的压力下，蒸发冷却技术现在引起了人们的关注。由于其环保、节能、经济及改善室内空气品质等独特优势，既能为我们提供良好的生产生活环境，同时又不对环境造成不利影响。蒸发冷却是现在节能空调的一个重要发展方向。 蒸发冷却技术是利用水在未饱和的空气中蒸发吸热，从而使空气或水的温度降低，是一种加湿降温的方式。美国人Watt,J.R对蒸发冷却技术的起源和发展做了全面的论述。按照蒸发冷却的工作原理课分为直接蒸发冷却、间接蒸发冷却、露点蒸发冷却。 直接蒸发冷却 直接蒸发冷却（Indirect Evaporate Cooling，简称DEC）是指未饱和空气和水直接接触，由于水的蒸发，使水和空气的温度都降低，空气的含湿量增加，空气的显热转换为潜热，该过程是一个绝热加湿过程，空气状态沿等焓线变化，该过程主要在冷却塔、喷淋室或其它绝热加湿设备内实现。该过程可能实现的最大温降是空气出口气流达到饱和，即出口气流的干球温度等于湿球温度。直接蒸发冷却的冷却效率用空气饱和程度来衡量，其值为空气进口干球温度与空气出口干球温度之差与空气进口干球温度与进口空气湿球温度之差的比值。 直接蒸发冷却过程中，出口空气温度与进口空气干球温度没有明显的相关性，而主要受进口空气湿球温度影响。在进口空气干秋温度不变的情况下，出口空气温度随进口空气湿球温度的升高而升高。出口空气温度比较接近进口空气湿球温度，但要比进口空气湿球温度稍高。直接蒸发冷却过程的送风已经接近饱和度，较充分地达到了蒸发冷却降温的目的。但有一个明显的缺点就是送风的湿度较大。 直接蒸发冷却系统在运行中，空气与水进行直接接触，使送风空气温度降低，而含湿量增大，在空气湿度比较大的湿润地区，室外湿度较大，水表面水蒸气分压力和空气中水蒸气分压力差值较小，水蒸发的驱动力较小，利用蒸发冷却技术来降低空气温度受到了限制。在我国西部干燥地区，室外空气含湿量小，空气中水蒸气分压力远小于填料中水膜表面的水蒸气分压力，水蒸发的驱动力大，填料中的水蒸发而吸收空气中的热量，空气的温度降低，同时空气的含湿量增大。因此，在干燥地区，蒸发冷却技术用于室内空调，室内的温、湿度都有了明显改善，在温湿度要求不是很高的场所，直接蒸发冷却能够发挥很大的作用。 直接蒸发冷却系统不仅在空调中有广泛应用，在工农业生产中也有广泛应用。 直接蒸发冷中的喷雾式蒸发冷却技术不仅可也应用与空调系统中，在上海世博轴中直接蒸发冷却技术发挥了重要作用。 间接蒸发冷却 间接蒸发冷却是将经过直接蒸发冷却降温后的空气，即二次空气，经过换热设备和一次空气进行换热，利用二次空气将一次空气温度降低，而一次空气的含湿量却不会发生变化，但由于换热设备有传热温差的存在，因此，间接蒸发冷的冷却效率将受到很大限制。 露点蒸发冷却 露点蒸发冷却是一种新型的蒸发冷却方式，它能将空气等含湿量冷却到露点温度，它的冷却效率要比直接蒸发冷却和间接蒸发冷却效率要高，也不存在空气含湿量变化的问题，因此这是一种有很大发展潜力的蒸发冷却技术。