反冲洗过滤器初步研究用直接蒸发冷却提高风冷冷水机组性能

反冲洗过滤器初步研究用直接蒸发冷却提高风冷冷水机组性能

1前言

      随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，空调设备的应用日益广泛，给能源尤其是电力造成较大的压力。如何降低空调设备的能源消耗和提高空调设备的性能，已经成为当前研究的重要课题。直接蒸发冷却是指循环水与空气直接接触而对空气进行加湿冷却，基本不消耗或很少消耗**能源,且对环境无破坏作用。将直接蒸发冷却*应用到风冷冷水机组，利用蒸发冷却对进入冷凝器的空气进行预处理，能够达到节能和提高系统COP的目的。

     主要体现为直接蒸发冷却采用的填料为金属填料，虽然具有较高蒸发冷却效率，但是填料厚度大，因而设备的体积大，适用性有限。

     本文提出以纸质填料作为蒸发冷却的填料，对此建立了数学模型，分析了直接蒸发冷却效率的主要影响因素，并将直接蒸发冷却*应用到风冷冷水机组中，对改进系统进行了模拟仿真，得出了改进系统的性能，对改进系统在我国条件下的应用前景进行了预测。

2直接蒸发冷却器的原理

    2.1直接蒸发冷却的原理直接蒸发冷却是指循环水与空气直接接触，利用水蒸发吸热对空气进行冷却。直接蒸发冷却器主要由纸质填料，布水器，接水盘，循环水泵等组成。纸质填料，耐水浸泡，外形为45度斜波纹片相邻片粘叠成块,其比表面积为。水被循环水泵从接水盘中抽出，由布水器均匀地散布到纸质填料上，在填料表面形成均匀的水膜，与流经填料的空气发生热湿交换后流入接水盘中，循环使用，水温近似为空气的湿球温度。当空气流经填料时，*方面，水分蒸发，吸收空气的显热，空气被冷却；另*方面，水蒸气进入空气中，空气得到潜热，同时被加湿，焓值基本不变。

   2.2蒸发冷却效率的影响因素

   2.2.1空气流速u对效率的影响空气流速u越大，空气与纸质填料表面的热湿交换系数越大，但另*方面空气与填料层热湿交换接触时间越短，交换越不充分，由图3可知，风速u越小，效率越大，但处理的风量也越小。这说明用该填料处理空气时，空气的迎面流速要选取恰当，过小会造成设备体积庞大，过大会造成效率低且阻力明显增大。空气的迎面流速在2.0m/s左右为宜。

   2.2.2填料厚度L对效率的影响由图4可知，随着填料厚度L的增加，效率明显升高。当L=0.1m时，效率已达到0.8以上，以后当L继续增加时，效率的增加很缓慢，趋于平坦，当L=0.2知，效率已接近于1.0，再增加填料层的厚度L，对空气的处理已经毫无意义。考虑到设备的体积，以及空气的阻力等因素，取填料层厚度L=0.1m，否则填料厚度L太大，会造成设备体积庞大，同时空气阻力也会明显加大，增加风机的能耗和噪声。

  2.2.3水量w对效率的影响虽然直接蒸发冷却的模型及求解过程中，并未出现w这*变量，实际上水量w对效率的影响是确实存在的。在水量较小的情况下，由于水量不足，并不能使纸质填料完全湿润并在其表面形成均匀的水膜，纸质填料的表面积应用不充分，所以效率明显不高。现在，当水量w增加到*定数值，能使纸质填料完全湿润并在其表面形成均匀的水膜，纸质填料的表面积得以充分利用。此时水量对效率的影响很小，基本上可以忽略不计。当水量过大时，淋水在填料层上从水膜变为不断滑落的水滴，水对空气通道的阻塞会愈加严重，空气侧的阻力会迅速增加，因此存在*个*水量，前面的模型适用于水量充足的情形。     2.3干球温度和湿球温度的影响由图5可以看出，随入口干球温度的升高，效率有所下降，但变化平缓，影响不显*。图6可以看出，随湿球温度的升高，效率变化平缓，影响不显*。通过上述分析可以看出，在淋水量充分的情况下，入口空气干球温度，湿球温度对蒸发冷却效率的影响不显*，填料厚度和空气的流速对蒸发冷却效率有着决定的影响，当L或u变化时，效率将有显*变化。3蒸发冷却*在风冷冷水机组中的应用改进的风冷冷水机组结合直接蒸发冷却*的风冷冷水机组：让环境空气先经过直接蒸发冷却器，充分利用干湿球温差，使其干球温度有降到（湿球温差保持不变，空气状态变化过程如图1所示），再进入风冷式冷凝器。由于进入冷凝器的作为冷却介质的空气温度下降，相应地冷凝温度也下降，输入功率减少，制冷量增加，而且直接蒸发冷却基本上不消耗电能，因此使系统的COP有较大提高。尽管被直接蒸发冷却的空气含湿量增加，但是质量很好的直接蒸发冷却设备其出风口可以不带水，保持风冷冷凝器肋片间的干燥，对传热过程无不良影响。

  2.4改进系统的性能评价指标为了更好地说明直接蒸发冷却对风冷冷水机组性能的改善，并消除冷水机组的个体性能和不同运行工况。

  2.5改进系统的性能影响因素——干湿球温差

改进系统与*般的风冷式冷水机组相比，其*大的不同是利用了直接蒸发冷却器，对进入冷凝器的空气进行了预冷却，充分利用了自然环境中的空气的干湿球温差。干湿球温差是改进系统性能的主要影响因素。

3结论

利用波纹纸质填料作为直接蒸发冷却器填料是可行的，用它来处理空气，热湿交换充分，冷却效率高。影响直接蒸发冷却器效率的主要因素是空气的迎面流速和填料层的厚度，水量和进口空气的干湿球温度影响不大。将蒸发冷却*应用到风冷冷水机组中，能够有效的增加系统的制冷量和减小输入功率，从而提高系统的COP，这是*种行之有效的节能措施，具有广泛的应用前景。本文来自：http://www.byjk.cn