摘 要：露點(diǎn)式蒸發(fā)冷卻器可以將一次空氣冷卻到濕球溫度以下，逼近引入二次空氣的露點(diǎn)溫度，這種結(jié)構(gòu)只能實(shí)現(xiàn)55～85%的露點(diǎn)效率，新型逆流熱質(zhì)交換器是今后露點(diǎn)式蒸發(fā)冷卻器發(fā)展的一個(gè)方向。

關(guān)鍵詞：露點(diǎn)；蒸發(fā)冷卻；熱交換器

蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)利用水分蒸發(fā)的潛熱——一種存在于大氣中的自然能量，因此它是環(huán)境友好的并且較少的依賴于化石燃料的能量。目前可用的系統(tǒng)包括直接和間接和復(fù)合型三種類型。（1）直接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)可以利用蒸發(fā)的潛熱降低空氣的溫度。結(jié)果，熱的干空氣轉(zhuǎn)變?yōu)槔涞臐窨諝猓諝獾撵时３植蛔?。?）間接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)能夠降低空氣溫度并且能夠避免空氣濕度的增加，這一特性使得它們比直接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)適用范圍更廣。熱力學(xué)上，一次（空氣穿過間接蒸發(fā)空氣冷卻器的熱質(zhì)交換隔層的干側(cè)，而二次空氣穿過它相鄰的濕側(cè)。濕側(cè)通過水分蒸發(fā)吸收干側(cè)的熱量，因此干側(cè)被冷卻，而水分蒸發(fā)的潛熱進(jìn)入到濕側(cè)空氣中。在理想的工作狀況下，即一次空氣與二次空氣逆流，兩種流體的流速有一個(gè)好的平衡，并且有一個(gè)無限大的接觸面積，那么薄層干側(cè)的一次空氣溫度將達(dá)到引入二次空氣的濕球溫度，而薄層濕側(cè)的二次空氣的溫度將從它引入時(shí)的干球溫度升高到引入一次空氣的干球溫度并且達(dá)到飽和。然而，實(shí)際的系統(tǒng)遠(yuǎn)離這種理想狀態(tài)。研究證明：對于一個(gè)典型的間接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，引入的二次空氣僅僅有50～60%能夠達(dá)到濕球溫度。

1 露點(diǎn)蒸發(fā)冷卻器

為了制造加工簡單，實(shí)際用于露點(diǎn)冷卻的熱質(zhì)交換器與理想設(shè)計(jì)的稍有不同。圖1給出了一個(gè)實(shí)例的原理示意圖。在這種結(jié)構(gòu)中，干側(cè)部分表面被設(shè)計(jì)成允許二次空氣通過，而剩余部分一次空氣在上面流動(dòng)。一次空氣和二次空氣沿著平行流道流過干側(cè)。在二次空氣通道上有許多規(guī)律分布的孔，每個(gè)孔允許一定百分?jǐn)?shù)的空氣穿過并進(jìn)入薄層的濕側(cè)。當(dāng)這些空氣沿著干側(cè)流動(dòng)時(shí)，它們會(huì)逐漸進(jìn)入到濕側(cè)，在濕表面上產(chǎn)生均勻的氣流分布。這種布置使得二次空氣在進(jìn)入隔層濕側(cè)之前通過放熱到對面得到預(yù)冷，進(jìn)入濕側(cè)被預(yù)冷的空氣沿著與干側(cè)流道垂直的流道在濕表面上流動(dòng)，吸收來自干側(cè)二次空氣和一次空氣的熱量。結(jié)果，一次空氣在進(jìn)入需要制冷的空間之前被冷卻，而二次空氣被加濕加熱后排放到大氣中。

這種交換器由若干具有均勻毛細(xì)作用的纖維素混合纖維矩形薄層組成。這些薄層被堆疊在一起，通過固定在隔層一側(cè)的流道導(dǎo)板來隔開。每片薄層的一側(cè)都涂有聚乙烯以防止水的滲透。這種導(dǎo)板是由乙酸基乙烯制造的（EVC），它沿著一片隔層在長度方向上延伸，而在下一隔層它沿著寬度方向上延伸，在交換器中兩者形成交叉流。測試表明這種交換器可以達(dá)到的濕球效率為110～122%，露點(diǎn)效率為55～85%。

2 新型逆流熱質(zhì)交換器的描述

這種可用的交換器包含了許多堆疊在一起的帶有穿孔的矩形隔層，如圖2所示。雖然這種結(jié)構(gòu)在濕表面上創(chuàng)造了均勻的氣流分布，但由于大量的空氣沿著捷徑穿過小孔，制冷效率也會(huì)降低。這明顯導(dǎo)致了二次空氣的不完全冷卻，所以一次空氣的制冷效率會(huì)更低。再者，二次空氣與一次空氣之間的交叉流排列對熱交換來說不是最好的流動(dòng)模型。逆流排列是更好的，因?yàn)樗軌蛟趦煞N臨近氣流之間產(chǎn)生更高的溫差（對數(shù)平均溫差）。

3 結(jié)語

露點(diǎn)式交換器結(jié)構(gòu)提供了提高多種間接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)性能的機(jī)會(huì)，因而獲益行業(yè)，尤其是空調(diào)行業(yè)，在制冷（或飽和）效率的增加方面超過以前的任何水平，能減少初投資和運(yùn)行成本。圖2所示的這種結(jié)構(gòu)只能實(shí)現(xiàn)55～85%的露點(diǎn)效率，該效率太低而不能提供建筑空調(diào)足夠的冷卻供風(fēng)。因而需要一種新型的交換器結(jié)構(gòu)來獲得更高的露點(diǎn)效率。新型逆流熱質(zhì)交換器是今后露點(diǎn)式蒸發(fā)冷卻器發(fā)展的一個(gè)方向。

[參考文獻(xiàn)]

[1]宣永梅，黃翔，武俊梅.兩種直接蒸發(fā)冷卻空調(diào)機(jī)的性能研究[J].冷藏技術(shù)，2001，1：12～13.