蒸發(fā)式冷風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化及性能分析.pdf

1、傳統(tǒng)蒸發(fā)式冷風(fēng)機(jī)處理的極限溫度為進(jìn)風(fēng)空氣的濕球溫度，受氣候和地域等條件的諸多限制，存在空調(diào)區(qū)域濕度偏大、溫降有限、不能滿足要求較高場合的使用等問題。目前已由單獨(dú)的一級直接蒸發(fā)式冷風(fēng)機(jī)，發(fā)展到間接與直接相結(jié)合的兩級蒸發(fā)式冷風(fēng)機(jī)，甚至兩級或三級間接蒸發(fā)+直接相結(jié)合的三級或四級蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，在取得了好的應(yīng)用效果的同時，許多不足又暴露無遺，使得間接蒸發(fā)冷卻段的優(yōu)點(diǎn)無法發(fā)揮，維護(hù)成本提高，得不償失。因此管式間接+直接多級蒸發(fā)冷卻空調(diào)如何優(yōu)化才能使

2、得在實際應(yīng)用的性能更加高效穩(wěn)定是目前迫切解決的問題。
　　本文設(shè)計了一種干盤管+直接蒸發(fā)復(fù)合式冷風(fēng)機(jī)，即在傳統(tǒng)直接蒸發(fā)式冷風(fēng)機(jī)之前使用翅片管首先對空氣進(jìn)行預(yù)冷，能很好地解決上述問題，以水的高蓄熱性能來彌補(bǔ)空氣與空氣傳熱系數(shù)小的缺點(diǎn)，即等濕降溫，再流經(jīng)填料與噴淋水發(fā)生熱質(zhì)交換，達(dá)到二次冷卻。另外，論文通過理論分析與實驗研究相結(jié)合的方法，力圖找到影響其性能的各個要素，并進(jìn)行實驗驗證，隨后使用Matlab編程對該新型冷風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況進(jìn)行

3、數(shù)值模擬，以獲取它的運(yùn)行特性參數(shù)。此研究驗證了該系統(tǒng)在國內(nèi)應(yīng)用的可行性，豐富了對蒸發(fā)式冷卻技術(shù)的研究范疇，對國民經(jīng)濟(jì)、科技發(fā)展具有較好的理論意義和創(chuàng)新性。
　　在風(fēng)速范圍0.5 m/s到2.5m/s內(nèi)，空氣的進(jìn)口干濕球溫度為30.7℃/21℃時，對比傳統(tǒng)直接蒸發(fā)式冷風(fēng)機(jī)與新型的加翅片管蒸發(fā)式冷風(fēng)機(jī)的空氣進(jìn)出口溫差、系統(tǒng)冷卻效率、空氣出口焓值、空氣進(jìn)出口壓力損失實驗測試結(jié)果，空氣經(jīng)過該新型加翅片管蒸發(fā)式冷風(fēng)機(jī)的冷卻效率比經(jīng)過傳統(tǒng)直接

4、蒸發(fā)式冷風(fēng)機(jī)在風(fēng)速2.5m/s、噴淋密度為16.87 m3/(m2?h)條件下的冷卻效率可高出21.4％，相對濕度低5%左右，故未飽和度較高，已有明顯更好的空調(diào)效果，但壓力損失較大，增加了105%。其熱濕交換過程中，新風(fēng)在翅片管預(yù)冷，隨后在淋水填料中由于水蒸發(fā)吸熱而得到二次降溫，所以新型蒸發(fā)式冷風(fēng)機(jī)使用兩級蒸發(fā)冷卻原理，能得到溫度更低濕度更小的送風(fēng)。
　　盤管段與填料段為該新型蒸發(fā)式冷風(fēng)機(jī)的兩個核心工作區(qū)，實驗同時通過比較測試數(shù)據(jù)

5、來研究兩工作段的水流量分配情況，發(fā)現(xiàn)隨著盤管段水流量增大，冷卻效率也隨之變大，空氣進(jìn)出口壓力損失也逐漸變小，當(dāng)盤管段與填料段水量之比為4.93：1時，系統(tǒng)總的冷卻效率比水流量比值為0.2：1時高13.2%，壓力損失小29.6%，表明盤管段對空氣的預(yù)冷作用對空氣的整體溫降有顯著作用。所以在保持填料段充分潤濕的條件下可適當(dāng)增加盤管段水流量，有助于增強(qiáng)冷卻效果、降低整機(jī)的風(fēng)機(jī)能耗。
　　數(shù)值計算中，通過將實驗結(jié)果和數(shù)值模擬結(jié)果的對比，驗

6、證模型的準(zhǔn)確性，并用所建的模型對其結(jié)構(gòu)優(yōu)化和最佳工況進(jìn)行探討。空氣出口溫度最大偏差4.93%，壓降損失最大偏差達(dá)到13.01%，表明采用的數(shù)值算法對于模擬該新型蒸式冷風(fēng)機(jī)換熱在準(zhǔn)許的精度范圍。比較單位風(fēng)速變化量導(dǎo)致冷卻效率變化量與阻力變化量的比值，迎面風(fēng)速為2.0m/s時出現(xiàn)峰值，說明此風(fēng)速條件下冷卻效率增加率最快。翅片管段由3排增加到6排，盤管段的換熱面積變大，分析兩段假定模型的傳熱流動特性，該新型蒸發(fā)式冷風(fēng)機(jī)的冷卻效率將得到顯著加強(qiáng)

7、，同時也會造成較多的壓力損失，隨風(fēng)速的變化近似呈指數(shù)型增長，在2.0m/s時6排管比3排管冷風(fēng)機(jī)的冷卻效率高22.1%，壓力損失卻也高出38.5%。所以在工程實踐中需綜合考慮造價與運(yùn)行能耗，5排管時的冷卻效率已達(dá)到了6排管時的95%，而送風(fēng)相對濕度為82.2%，空氣的未飽和性較高，實際中可通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化得到進(jìn)一步的溫降，壓力損失只有6排管的70%，綜合效果最佳。
　　計算不同濕球溫度條件下該新型蒸發(fā)式冷風(fēng)機(jī)的工作情況，以得到其在濕潤