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买空调是一级的好还是三级的好
2023年4月7日发(作者:九江靠谱的装修公司)

62 FLUID MACHINERY Vo1.39

No.4,2011

文章编号:1005—0329(2011)04—0062—05

浅析两级管式问接与直接三级蒸发冷却空调的

运行和性能

王伟 ,黄翔 ,吴生 。于优城 ,唐永戬 ,杨晓弟

(1.西安工程大学,陕西西安710048;2.西安井上人工环境有限公司,陕西西安710119)

摘要:三级蒸发冷却空调系统在干燥地区的工程应用,说明使用三级蒸发冷却空调系统,其效果优于直接蒸发冷却

空调系统和间接一直接两级蒸发冷却空调系统。通过在新疆的两级管式间接与直接三级蒸发冷却系统的工程实例的测

试,进一步分析说明两级管式间接与直接三级蒸发冷却空调系统的运行性能。

关键词:三级蒸发冷却空调;应用分析;湿球温度;露点温度;能效比(EER)

中图分类号:TB6 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1005—0329.2011.04.014

Analysis on Two Levels Tubular Indirect and Direct Third——level Evaporative Cooling

Air Conditioning ̄Movement and Performance

WANG Wei ,HUANG Xiang。

WU Sheng2

,YU You-eheng ,TANG Yong ̄ian ,YANG Xiao.di

(1.Xi’an Polytechnical University,Xihn 710048 China;2.Xi,锄Artificial Environment Co.,Ltd.Xi’an 710119,China)

Abstract:Three levels of evaporative cooling air conditioning system in the dry areas of engineering applications that use the

three evaporative cooling air conditioning system,its better than the direct and indirect evaporative cooling air conditioning sys—

tem—direct two evaporative cooling air conditioning system.In this paper,in Xinjian two-tube indirect and direct evaporative

cooling system works three instances of the test,further analysis shows that two three—tube indirect and direct evalcIorative cooling

air conditioning system operating performance.

Key words:third—level evaporative cooling air conditioning;applied analysis;wet—bulb temperature;dew—point temperature;

the energy eficiency ratio(EER)

1 引言

蒸发冷却空调同传统的机械制冷原理一样,

由制冷剂的蒸发提供冷量,但是对于蒸发冷却来

说,是利用水的蒸发取得能量,它无需将蒸发后的

水蒸气再进行压缩、冷凝回到液态水后再进行蒸

发,而是直接补充水分来维持蒸发冷却过程的进

行。因此,蒸发冷却技术在我国西北地区得到了

广泛的应用,并收到良好的效果。

随着国内外对直接蒸发冷却系统和两级蒸发

冷却系统的技术Et益成熟,多级蒸发冷却空调系

统越来越多的受到关注。三级蒸发冷却空调系统

作为最为简单的多级系统,其良好的效果已经通

收稿日期:2010—10—20修稿日期:2011—03—09

过众多工程实例得到证实。三级蒸发冷却空调系

统可根据室外参数和建筑物使用特点等采用不同

的运行方式。

2三级蒸发冷却空调系统的工作环境

直接蒸发冷却空调形式,为干燥炎热的夏季

送来了凉爽湿润的空气。理论与实践证明,直接

蒸发冷却受气候和地域等条件的诸多限制,存在

空调区域湿度偏大、温降有限、不能满足要求较高

场合的使用等。

间接蒸发冷却装置的出现和发展突破了这一

限制。蒸发冷却空调系统实现了直接蒸发冷却器

2011年第39卷第4期 流体机械 63

和间接蒸发冷却器功能的结合。在间接蒸发冷却

器中,空气可以实现等湿冷却。因此间接蒸发冷

却和直接蒸发冷却结合的二级蒸发冷却解决了单

级直接蒸发冷却湿度偏大、温降有限的问题。目

前两级蒸发冷却在西北干燥地区的应用取得了满

意的效果;但在有些特定地区和场合,使用两级蒸

发冷却系统还是存在一些问题:主要表现在部分

中湿度地区如果要达到室内空气状态点,则需要

的加大送风量,而且还要设计完善的排风系统才

能达到要求,同时从经济角度来讲就蒸发冷却空

调失去了其优势;其次在一些室内空气条件要求

较高的场所,如宾馆、医院等,对蒸发冷却空调提

出了更高的要求。这些问题的出现就要求应用新

的系统来实现。

三级蒸发冷却空调系统在新疆地区的成功应

用已经从实践上证明可以解决以上问题。三级蒸

发冷却空调系统不仅可以将送风温度降至室外空

气的湿球温度以下,而且可以使得送风温度趋近

室外空气的露点温度。同时三级蒸发冷却空调系

统各功能段配备齐全,组合灵活。在不同的气象

条件下开启不同的功能段,可以实现各种气象条

件下的空气处理过程,实现分季节、分时段控制和

调节。适用的地区更广,在室内空气要求较高的

场所也完全能满足要求。

3三级蒸发冷却空调系统的形式

目前三级蒸发冷却空调系统有3种形式:

(1)不带冷却塔的方式。一级和二级都为管

式或板翅式间接蒸发冷却段,第三级为直接蒸发

冷却段,如图1所示。

二次排风二次排风

室外

一次风

图1间接蒸发冷却段+间接蒸发冷却段+直接

蒸发冷却段空调系统

(2)带冷却塔的方式。一级为冷却塔加表冷

器,第二级为管式或板翅式间接蒸发冷却段,第三

级为直接蒸发冷却段,如图2所示。

(3)复合方式。一级为管式或板翅式间接蒸

发冷却段,第二级为机械制冷空气冷却器段,第三

级为直接蒸发冷却段,如图3所示。

图2表冷段4-间接蒸发冷却段+直接

蒸发冷却段空调系统

二次排风

< -●- -口一

空调送肛

r < -

室外l <

一次剧 < < 二

L_ < 次

< ;r 风:c 萋 蓁

4工程实例分析

工程概况:新疆巴楚嘉德办公楼为一层空调

面积400m 。设计要求:室内设计干球温度25cI=,

相对湿度55%,空调区内的人员为30~4O人。

通过计算其空调冷负荷为38kW,空调总湿负荷

为2.44kg・h,需要送风量为18387m h,为了满

足办公室内的温湿度要求,设计布置1台三级蒸

发冷却空调机组,型号:JSEC一2011I,一次风机额

定风量为20000 m h,风压为600Pa,二次风机

额定风量为10000 m h,风压为120Pa,设计Z./

一次空气比为1:2。装机功率为11.7kW,机外余

压:450Pa,耗水量:230 kg・h,供水压力:O.2

MPa。该三级蒸发冷却空调机组为两级管式间接

蒸发冷却器与一级直接蒸发冷却器组成属于不带

冷却塔形式。 .

2010年8月15 13—17 13对该三级蒸发冷却

FI ID MACHINERY Vo1.39,No.4,2011

空调进行测试,测试项目包括:一次进风量、一级

二次风量、二级二次风量、一次送风量以及各段的

温湿度、循环水温、室内空气的温湿度等。

4.1 机组室外进风风速测点布置和风量测试

机组室外进风风速测点布置和风量的测试数

据如图4所示。

8.1 8.1 6.7 2.8

7.9 7.5 3.5 3.5

7.8 7.9 4.8 4.4

8.3 7.9 6.5 4.5

6.1 6I3 5.7 4.5

图4测点布置和测试数据(m/s)

通过图4中的测试数据可以计算得出:进风

口面积F=0.8m ,平均风速V=5.75m/s,风量L

=16560m ・h 从测试数据来看进风口右侧风

速偏小,主要原因是由于机组的进风管设置半圆

弧形,所以导致进风管内风速不均匀,造成测试数

据右侧风速偏小。

4.2一级间接一次风进风风速测点布置和测试

机组一级间拉一次风进风风速测点布置和测

试数据如图5所示。

O.7 0.9 0.8 0.5 0.6 O.4

O.8 1.O 1.O O.8 1.2 1.4

1.1 1.7 1.8 1.5 2.8 4.5

0.6 1.3 2.1 1.5 2.0 4.6

0.7 2.0 3.2 2.8 3.O 4.0

0.5 1.3 3.7 2.9 3.9 4.4

图5一级间接一次风进风风速的测点布置

和测试数据(m/s)

通过图5中的测试数据可以计算得到:一级

间接一次进风口面积F=2.24m ,平均风速V=

1.9m/s,一次进风量L=15321.6m /h。

4.3 一级间接二次风进风风速测点布置和测试

机组一级间接二次风进风速的测点布置和测

试数据如图6所示。

通过图6中的测试数据可以计算得到:二次

进风口面积F=1.2m ,平均风速V=1.34m/s,一

侧二次进风量L=5788.8m /h。由于二次进风El

是两侧对称的,另一侧封闭无法测试,所以通过对

一侧测试可估算一级间接二次风总的进风量为L

=11577.6m /h。

0.9 1.2 1.2 1.2 1.3 1.2

O.9 0.9 1.2 l_3 1.1 1.O

1.1 O.9 1.2 l_3 1.2 1.1

1.9 1.8 1.9 2.1 2.1 1.8

图6一级间接二次风进风风速的测点布置和测试数据

4.4二级间接二次风进风量的测试

机组二级间接二次风进风量的测试数据如图

7所示。

图7

O.6 O.5 O.5

1.1 0

.6 0.5

2.4 1.0 0.9

4.6 1

.O 1.4

4.0 1.3 1.2

4.4 1.4 1.2

布置和测试数据(m/s)

通过图7中的测试数据可以计算得到:二级

间接二次进风口面积F=1.12m ,平均风速V=

1.2m/s,二次风进风量L=4804.8m /h。其中,机

组设计时二级间接段只有一侧二次风进风口。

4.5二级间接一次出风量的测试

机组二级间接一次出风量的测试数据如图8

所示。

2.4 2_3 2.9 1.7 1.7 1.8

2.2 2.0 2.5 2.2 1-8 2.3

2.7 2_3 2-3 2.1 2.O 2.5

2.8 2.5 2.7 1.6 1.7 2.6

1.9 1.9 2.5 2.2 l-8 2.2

图8二级间接一次出风风速的测点布置和测试数据

通过图8中的测试数据可以计算得到:二级

间接一次出风口面积F=2.24m ,平均风速V=

2.14m/s,

一次风出风量L=17257m /h。一次风出风

量17257m /h大于进风口的进风量16560m /h,

说明机组存在一定的漏风现象。

4.6 室外空气及机组各段一次空气温度、湿度及

循环水温的变化状况

室外空气及机组各段一次空气温度、湿度及

2011年第39卷第4期 流体机械 65

循环水温的变化状况如图9~13所示。

4oI一干球温度一湿球温度 露点温度

I—_++十+.H_+斗+ 卜H

加}~

t 。

时间

图9室外空气的干湿球温度及露点温度的变化

I一千球温度・露点温度 l

。+湿球温度 循环水温度

24} 酵末 啼

嚣 'I H斗 H }HH 一 ?__ |1 _r

时间

图10一级间接二次空气的干湿球温度、露点温度及

循环水温度的变化

时间

图ll 二级间接一次空气的干湿球温度、露点温度及

循环水温度的变化

时间

图12直接一次空气的干湿球温度、露点温度及

循环水温度的变化

一室内干球温度 室内送风口干球温度

’一室内湿球温度一室内送风口湿球温度

一室内送风口露点温度

16:50

时间

图13 室内空气的干湿球温度及室内送风口的干湿球及

露点温度的变化

从以上图表可以比较得出:在17:30时,室外

干球温度为33.7cI=时,其机组各段的温降最大,

通过测试数据可以计算出一级管式间接蒸发冷却

段的温降:△ =l1.1℃,二级管式间接蒸发冷却

段温降:△ =3.8℃,直接蒸发冷却段温降:△ =

5.1 oC,机组温降:△ =20 oC。

通过各级的温降可以计算机组的效率为:

一级间接段效率:

.,7=(33.7—22.6)/(33.7—19.6)×100%

=78.72%

二级间接段效率:

田=(22.6一l8.8)/(22.6—13.6)×100%

=42.2%

直接段效率:

叼=(18.8—13.7)/(18.8—13)×100%

=87.9%

5测试数据及节能效果的分析

(1)从机组的风系统来看:进风口进风量

16560m /h,一级间接一次进风量15321.6m /h,

但是从二级间接出风IZl测得风量为17257m /h,,

二级间接段二次风量4804.8m。/h,由于二级间接

段二次风量也是通过进风口进入系统,所以通过

计算可以得出机组的漏风量达到5501.8 m。/h。

一级间接段二次风量1 1577.6m /h,一级间接一

次进风量15321.6m /h,一级间接段内二二/一次风

比为0.75,满足设计要求,所以一级间接段的效

率达到78.72%。二级间接段内二次风量仅为

4804.8m /h,而一次风量还保持一定,可以看出

二次风量达不到设计要求,则二级间接段的效率

仅为42.2%。通过对二级间接段的二次风机和

二次风流道的分析,判断原因是由于二次风机的

风压过小。所以在实验中封堵一级间接段叉分给

二级间接段风口,通过二级间接段的检查门进风,

其二次风量也只有5125 m /h,可以充分证实二

次风机的风压过小;同时机组的密封性不是很好

也是一部分原因。虽然机组的送风量基本满足条

件,但从漏风量来看机组的密封性不是很好。如

果机组的密封性能够加强,则机组的性能会有效

的提高。

(2)从机组的各段的干湿球及露点温度来

看:在室外进风干湿球温度最高时刻(下午17:

30,室外进风干球温度33.7 ,湿球温度19.6

FLUID MACHINERY Vo1.39,No.4,2011

℃,露点温度13.3℃)与送风段的干湿球温度

(干球温度13.7℃,湿球温度12.5℃,露点温度

11.8 oC)比较,送风段的干球温度13.7℃远远低

于室外进风的湿球温度19.6 oC,接近室外进风的

露点温度13.3℃。

(3)对于该办公楼空调面积400m ,空调总冷

负荷为38kW,空调总湿负荷为2.44kg/h。若使

用传统制冷空调系统,对于室内设计干球温度

25℃,相对湿度55%,需要送风量为18387m /h

的空调区,需要选用的装机功率为77kw,其能效

比EER:EER=38/77=0.493。使用三级蒸发冷

却空调系统,其装机功率为11.7kW,其其能效比

EER:EER=38/11.7=3.247。通过能效比可以

看出三级蒸发冷却空调系统的EER=3.247远大

于传统制冷空调系统的EER=0.493。同时两个

系统的能量消耗比:三级蒸发冷却空调系统/传统

制冷系统=11.7/77=0.15,很显然三级蒸发冷却

空调的能耗仅为传统制冷系统的15%。

6总语

通过对新疆巴楚嘉德办公楼三级蒸发冷却空

调机组实际工程应用状况的调查研究和现场测试

分析,使我们感受了蒸发冷却技术在新疆地区的

应用效果,通过对该三级蒸发冷却空调系统的能

耗和经济性分析;增强了在西北地区推广应用三

级蒸发冷却空调系统这种环保、节能和经济型空

调新技术的信心。通过以上数据的分析可以看出

在室外湿球温度较低的地区,可以省去一般的压

缩式或吸收式制冷设备。即使在湿球温度比较高

的地区,各管段灵活组合,这类三级蒸发冷却空

调系统也能节省能量消耗,减少一般压缩式或吸

收式制冷的用量。

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作者简介:王伟(1984一),男,在读硕士研究生,供热、供燃

气、通风及空调工程专业,通讯地址:710048陕西西安市金花南

路19号西安工程大学105信箱09级10班。

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作者简介:王勇(1982一),男,博士研究生,主要从事离心泵

空化特性的研究,通讯地址:212013江苏镇江市江苏大学流体机

械工程技术研究中心。

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