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湿膜直接蒸发冷却在工业热车间通风降温的应用研究

檀志恒  
【摘要】:蒸发冷却空调技术具有节能、环保、经济等优点,因此,有着广阔的应用前景。本文系统的介绍了蒸发冷却空调技术的原理、分类、设备开发、应用领域、研究现状及其研究意义。从理论上对填料式湿膜直接蒸发冷却空调的传热、传质过程进行了研究,并在此基础上建立了质量、动量及能量等方程在内的控制方程组。 工业厂房内温度往往比较高,由于其生产工艺的特点,生产过程中常常会产生一些有毒、有害气体,随着GBZl—2002《工业企业设计卫生标准》等相关标准的提出,采用自然通风降温的方法已很难达到相关标准的要求,而采用传统机械制冷空调则投资、运行费用高,空气质量差。蒸发冷却空调以其自身的特点,在这一领域的应用显示出独特的优点。建立以CELDEK为填料的湿膜直接蒸发冷却空调机实验台以及气候室,模拟以湿膜直接蒸发冷却空调在工业厂房的应用场景,采用正压送风的方法对其进行通风、降温,系统地测得了不同条件下,湿膜直接蒸发冷却空调的性能与使用效果,得到了一系列的原始数据。 运用专业软件ID-DiaGram1.3.5、Origin 7.0软件对实测的原始数据分析、绘图表明:湿膜直接蒸发冷却空调的进出口温度差△t、加湿量△d、冷却效率E等与空调器进口空气(环境空气)的干球温度t_l、湿球温度t_s、相对湿度RH_l、进风风量G、淋水量等因素相关,并存在一定的规律。通过对不同填料厚度、风速情况下的比较指出:设计直接蒸发冷却空调设备时,在尽量提高其冷却效率时,要考虑到设备体积,如果一味的追求效率而降低风速,则会造成设备体积庞大,造价升高;同时,如果采用过高的风速,则会造成设备阻力增大,运行费用提高。 实验结果同时表明:湿膜直接蒸发冷却空调应用于高温工业厂房是切实可行的,满足相关标准的要求。其相对于传统的机械制冷和自然通风空调,存在着经济、卫生、环保等优越性。文章通过理论分析给出了湿膜直接蒸发冷却空调应用条件的室外气候条件,尤其是对高温、高湿地区的应用进行了讨论。另外,针对直接蒸发冷却空调出风相对湿度过高这一缺点,给出了一种简单、切实可行的解决方法。 最后,本文例举工程实例,分析验证其实际应用效果;并利用净现值法,通过对直接蒸发冷却空调与常规机械制冷空调系统的方案对比,得出了直接蒸发冷却空调系统相对


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