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《西安工程大学》 2012年
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管式间接+直接多级蒸发冷却空调机组的优化和应用研究

王伟  
【摘要】:随着我国经济的发展,能源消耗与污染物排放也大幅度增长,过去的“十一五”计划及现在“十二五”计划中,节能减排已经成为我国发展的主流趋势,而建筑能耗中空调系统又是主要部分,因此空调系统的节能显得尤为重要。蒸发冷却这种节能、环保、高效的空调方式越来越多受到重视,在我国西北地区已经得到广泛实际应用推广。但是蒸发冷却空调系统并非完美,在实际应用中也存在着一些技术和工艺问题,需要改进和完善。其中,蒸发冷却空调实际工程应用中存在的最重要的问题:1、布水方式导致管式间接蒸发冷却器的部分椭圆换热管表面出现无淋水(干点)问题;2、二次空气进风方式导致喷淋水与二次空气间的热湿交换不充分,致使换热管效率不高,温降有限等。那么如何优化改善这些在实际工程应用中发现的问题,提高现有蒸发冷却空调机组的换热效率,使“干空气能”利用效率最大化,我们就应该针对这些实际问题提出解决方案。本文以此为出发点,通过对干燥地区和中等湿度地区实际工程应用的管式间接段+直接两级或三级蒸发冷却空调机组的调试及测试结果分析,分别从管式间接蒸发冷却器段的布水方式和二次空气的进风方式,以及直接段的喷淋泵的选择等方面进行优化设计,并进行了实验测试。 为了深入分析优化设计后机组的性能,作者搭建了管式间接段+表冷器段+直接段三级蒸发冷却空调样机实验台,并对比不同季节开启不同功能段运行测试结果,实验结果表明: (1)在过渡季运行时,通过对管式间接蒸发冷却器的测试表明:采用高压柱塞泵强化喷嘴的雾化程度、对称布置喷嘴来调节喷淋水及二次空气采用四面进风等方式优化,管式间接蒸发冷却器的效率显著提高。同时其效率值随二次/一次空气量比值的增大而逐渐变大,当该比值达到优化最佳设计值1时,其效率可达到80%且有上升的趋势。 (2)在中等湿度地区过渡季节,管式间接+直接两级蒸发冷却空调机组的温降随着室外空气干湿球温差的增大而降低,且机组的温降可以达到15℃以上,这个特点符合干燥地区的变化规律,所以可以预测在中等湿度地区甚至高等湿度地区的过渡季节,管式间接+直接多级蒸发冷却空调可以替代机械制冷空调系统,达到节能的效果。 (3)在夏季运行工况时,管式段的管式间接蒸发冷却器的换热效率随二次/一次空气量比值的增大先升高后降低,当比值达到0.8时,其效率值达到最大值83%;当达到计算优化设计值为1时,其效率降低到80%且有下降的趋势。证明在中等湿度地区,管式间接蒸发冷却器的效率随干湿球温差的变化影响较大,且在中等湿度地区的二次/一次空气量的最佳比值接近0.8,同时也验证这个规律是符合以前的研究者樊丽娟在中等湿度地区的实验室运行蒸发冷却空调试验中所指出的变化规律。 (4)通过对比分析在夏季运行工况时,机械制冷空调和蒸发冷却空调都采用一次回风式系统运行时处理新风的总冷量QX=qm(hCx-hLx)和QX1=qm(hCx1-hLx)的比较,可以看出蒸发冷却空调系统的总冷量QX1小于QX,可以验证说明蒸发冷却空调承担部分冷负荷的一次回风系统,随着新风比的不同,其节能效果相比机械制冷空调一次回风系统更加显著;同时对两种空调系统的EER对比,蒸发冷却空调机组的EER几乎是机械制冷空调机组EER的3倍,充分证明蒸发冷却空调系统的运行费用要远小于机械制冷空调系统。
【学位授予单位】:西安工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TU831.4

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【参考文献】
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