间接蒸发冷水机组设计开发及性能分析*清华大学�谢晓云��江�亿�刘拴强�曲凯阳新疆绿色使者空气环境技术有限公司�于向阳摘要�基于间接蒸发冷却技术设计了高温冷水机组,其驱动源为室外干空气而非电能,冷水机组的理论出水温度可无限接近进口空气的露点温度。建立了数学模型,并提出了系统的串联冷水流程,以更充分地利用室外干空气的能量。合作开发了第一台间接蒸发冷水机组,通过测试得到了实际机组的性能。最后分析了冷水机组作为湿度独立控制空调系统的高温冷源在中国西部及其他地区的应用。关键词�干空气�间接蒸发冷却�冷水机组DesignanddevelopmentofanindirectevaporativewaterchillerByXieXiaoyun,JiangYi,LiuShuanqiang,QuKaiyangandYuXiangyangAbstract�Basedontheindirectevaporativecoolingtechnique,designsthehightemperaturewaterchillerwhosedrivingforceisnotelectricpowerbutthedryairoutdoor.Theoreticallytheoutletwatertemperatureofthechillercanbeinfinitelyclosetothedewpointtemperatureoftheinletair.Establishesthemathematicalmodelandpresentsthechilledwaterseriesflowroutetotakeadvantageofdryairasmuchaspossible.Developsthefirstindirectevaporativechillerbycooperatingwithancompanyandconductsitsperformance.FinallyanalysesapplicabilityofthechillerasthecoldsourceofthehumidityindependentcontrolairconditioningsysteminwestandotherdistrictsofChina.Keywords�dryair,indirectevaporativecooling,waterchillerTsinghuaUniversity,Beijing,China�*国家自然科学基金资助项目(编号:50276029)*0�引言随着空调的广泛使用,相应而来的能源问题越来越引起人们的关注。采用可再生能源以及利用低品位能源成为重要的节能途径。普通的集中空调系统为除湿的需要,多采用蒸气压缩式冷水机组或吸收式冷水机组作为冷源,供水温度5~9!。而随着湿度独立控制理念的提出[1],相应示范工程的成功运行[2],产生15~20!冷水的高温冷源有了广泛的需求。我国西部地区气候干燥,蒸发冷却是一种很有潜力的高温冷源获取途径。蒸发冷却技术利用室外空气的不饱和性,通过水的蒸发产生冷量。蒸发冷却分为直接蒸发冷却和间接蒸发冷却。直接蒸发冷却产生冷水的极限温度为空气湿球温度,间接蒸发冷却产生冷水的极∀66∀设备开发����暖通空调HV&AC�2007年第37卷第7期��������*�谢晓云,女,1981年11月生,在读博士研究生100084清华大学建筑技术科学系(010)62773772E�mail:xy�xie03@mails.tsinghua.edu.cn收稿日期:2006-01-25一次修回:2006-03-23二次修回:2007-06-05限温度为空气露点温度。目前已有很多研究成果采用直接和间接蒸发冷却技术制备冷空气作为空调系统送风[3-7]。然而,由于这种方式必须是全空气系统,在许多场合风道占用空间过大,风机能耗也较高。因此有必要开发基于间接蒸发冷却技术的冷水制备装置,通过间接蒸发冷却,从干空气中产生低于湿球温度的冷水。这将使间接蒸发冷却技术有更大的应用领域。笔者建立了间接蒸发冷水机组的数学模型,完成了这种冷水机组的设计,并合作开发出第一台间接蒸发冷水机组,已应用于实际工程###新疆石河子市凯瑞大厦。通过测试,得到了实际机组的性能。1�间接蒸发冷水机组工作原理基于间接蒸发冷却技术[8]设计的冷水机组,其原理图见图1,图2为焓湿图表示的冷水产生过程。状态为O的空气从进风口进入空气冷却器1,被从塔底部流出的冷水冷却到A状态,之后进入塔的尾部喷雾区和B状态的冷水进行充分热湿交换后等焓到达接近饱和的状态。在排风机的作用下,空气进一步沿塔内填料层上升,上升过程中与顶部淋水逆流接触,沿饱和线升至C后排出。塔内的热湿交换过程同时产生B状态的冷水,一部分进入空气冷却器冷却进口空气,一部分输出到用1空气冷却器�2空气-水直接接触逆流式填料塔3循环水泵�4风机图1�间接蒸发冷水机组原理图图2�间接蒸发冷水机组的冷水产生过程焓湿图户,两部分回水混合到塔内喷淋产生冷水,完成水侧循环。此间接蒸发冷却过程的核心是采用逆流换热、逆流传质来减小不可逆损失,以充分利用外界干空气中具有的潜在能源,得...
