热管式两级蒸发冷却空调系统性能实验研究

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1、热管式两级蒸发冷却空调系统性能实验研究郑久军，黄翔，主晓杰，狄育慧(西安工程大学环境与化学工程学院，陕西西安710048)摘要：提出了用于暖通空调领域新、排风能量回收的热管式两级蒸发冷却空调系统．第一级采用热管式间接蒸发冷却器，热端布置4种散热方式：(1)传统类型的显热散热；(2)排风经过喷水室降温后进入热端；(3)排风经过填料式直接蒸发冷却器降温后进入热端；(4)直接在热端顶部淋水．第二级采用填料式直接蒸发冷却器．通过对比实验发现，相对于方式1，方式2，3，4新风进出口干球温差上升了1．O～2．4℃，热管换热器换热效率提高了7．6～16．2．其中以方式4效果最佳：新风温降9．

2、5℃，换热效率67．6．关键词：热管；蒸发冷却；间接蒸发冷却器；填料式直接蒸发冷却器；布水器；节能中图分类号：TU831．5文献标识码：A将蒸发冷却技术应用于热管换热器，可以提高换热器换热能力．国内外已有学者开展此方面的研究n]．文献[4—6]提出了铝一氨平置吸液芯热管式间接蒸发冷却器，利用排风的能量来预冷新风，既可以满足新风量要求，又可以节约新风能耗．考虑到西北地区室外空气比较干燥，新风经过热管式间接蒸发冷却器等湿降温后，再经过填料式直接蒸发冷却器绝热加湿，形成两级蒸发冷却空调系统，以加大新风温降，进一步节约能耗．本文针对热管热端4种散热方式，做了一系列对比实验．1实验系统如

3、图1，热管式两级蒸发冷却空调系统实验装置主要由整体式热管、填料式直接蒸发冷却器、喷水室、布水器组成．热管管外辊轧有高翅化比翅片．热管共96根，呈正△错排．换热器外形尺寸为1400×800×950(mm)[7]．采用GLASdek填料式直接蒸发冷却器，厚度lOOmm．依靠2台变频器，实现新、排风的变风量运行．热端4种散热方式实验流程为方式1：新风一冷端一填料式直接蒸发冷却器一室内；排风一热端一室外．方式2：新风一冷端一填料式直接蒸发冷却器一室内；排风一喷水室一热端一室外．方式3：新风一冷端一填料式直接蒸发冷却器一室内；排风一填料式直接蒸发冷却器一热端一室外．方式4：新风一冷端一填

4、料式直接蒸发冷却器一室内；排风一热端直接淋水一室外．2结果与分析对于气一气换热器，两侧气体流量比与换热量、换热效率息息相关．利用变频器控制新、排风机转速，测试不同风量、不同风量比下的新风进出口温差．在优选的风量、风量比下，测试以下内容：(1)排风温湿度不变，得出新风入口干球温度对新风出口干球温度、新风进出口干球温差、换热效率的影响关系；(2)新风收稿El期：2006—10—28通讯作者：黄翔(1962一)，男，北京市人，西安工程大学教授．E—mail：huangx@xpu．edu．c“维普资讯http://www.cqvip.com第1期热管式两级蒸发冷却空调系统性能实验研究1

5、23(a)系统图(b)实验实物图图1热管式两级蒸发冷却空调系统实验图1一填料式直接蒸发冷却器；2一热管换热器；3一变频器；4一风机；5一布水器；6一喷水室／填料式直接蒸发冷却器温湿度不变，得出排风人口干球温度对新风出口干球温度、新风进出口干球温差、换热效率的影响关系．2．1风量变化对各参数的影响2．1．1实验参数新风人口干球温度32．2℃，湿球温度23．8℃；排风人口干球温度23．7℃，湿球温度19．O℃．2．1．2结果分析从图2可看出，不同冷端断面风速下，随着排风、新风风量比的增加，新风出口干球温度有所降低．当增加至0．9左右时，趋于平缓，几乎保持不变，所以最佳取0．9．另外

6、，方式2，3，4在方式1的基础上，t有大幅度的提高，其中方式4的效果最好．一3．0m／s时，方式4能将新风从32．2℃降至22．0℃，新风温降高达1O．2℃．另外，从图2还可看出，新风出口干球温度tlo随冷端断面风速的增大而减小．p2827027026鎏24H-23Ⅱ22曼23匿2221壤21臻20(a)研一2．0m／s(b)研：2．5m／s2．2新风入口干球温度变化对各参数的影响p27实验过程中，各种散热方式换热效率定义式如下：方式1：E一[(￡“一)／(“一￡ei)]×100．(1)赠242s方式2，3：E一[(￡6一tf。)／(￡fi-t~i)]×100．(2)Ⅱ22方式

7、4：E—E(tfi--tf0)／(￡f一￡b)]×1009／6．(3)苦21式中E为换热效率；tn为新风人口干球温度；t为新风出口干球温度；f为排风人口干球温度；￡为排风经喷水室、填料式直接蒸发冷却器降温处理后的干球温度；为排风(c)=3．0m／s人口湿球温度．图2不同热管冷端断面风速下，排风、新风风量比由2．1可知，最佳排风、新风风量比口为0．9，以下实与新风出口干球温度的关系验均在0．9的条件下进行．◆一方式1；一一方式2；▲一方式3；×一方式42．2．1实验参数新风人口干球温度25．0