78 FLUID MACHINERY Vo1.40,No.6,2012 文章编号:1005—0329(2012)06—0078—04 蒸发冷却空气处理机组性能的对比分析 李成成 ,黄翔 ,霍海红。,王伟 ,沈柏青 ,刘晓峰 ,陈本林 。康健 。陆襄 (1.西安工程大学,陕西西安710048;2.南通昆仑空调有限公司,江苏南通226008) 摘要:通过对3台直接蒸发冷去Il空气处理桃组采用3射不同的填料形式、过滤器、挡水板、布水方式进行对比分析。 通过对这3台蒸发冷却空气处理机组分别测试得到不同的填料形式、不同的布水方式、不同的挡水方式对机组的效率、 阻力的影响以及不同风速对填料效率和阻力的影响。从测试结果得到3台蒸发冷却空气处理机组的阻力分别是230Pa、 716Pa、443Pa,其中三者的风速分别在2.5—3.0m/s、5.0~6.0roJs和2.0—2.5m/s,在机组断面面积和内部结构不相同 的情况下,机组的阻力大小与机组结构相关和风速的大小没有特定关系。3台蒸发冷却空气处理机组的填料厚度分别 为50mm、195mm、300mm,填料的效率分别是69.6%、84.7%、93.3%。 关键词:蒸发冷却空调;性能;对比分析;填料;过滤器 中图分类号:TH63;TK4l4.2 文献标识码: A doi:Io.3969/j.issn.1005—0329.2012.06.018 Comparative Analysis Performance of Evaporative Coofing Air Handling Unit LI Cheng—cheng ,HUANG Xiang ,HUO Hai.hong ,WANG Wei ,SHEN Bo—qing , LIU Xiao-feng2,CI-IEN Ben-lin2KANG Jian2,LU Xiang2 ,(1.Xi an Polytechnic University,Xi all 710048,China;2.Nan tong Kunlun Air Conditioinng Co.,Ltd.,Nantong 226008,China) Abstract:Through to introducing direct evaporative cooling air handling unit used three diferent kinds of packing form,three diferent kinds of iflter,three different kinds of flush boards,three diferent kinds of cloth water means were compared and ana— lyzed.Three sets of evaporative cooling air handling units were tested to obtain the diferent filler forms,diferent cloth water means,diferent block water means have influence on efifciency and resistance of the unit.different wind speed nad resistance im- pact efifciency and resistance of packing.From the result of the test,The resistance of three sets of evaporative cooling air handling units is respectively 230 Pa,716 Pa,443 Pa,three wind speed respectively from 2.5 to 3.0 m/s,from 5.0 to 6.0 m/s and 2.0 to 2.5 m/s,the resistance of units have not relation with speed.Packing thickness of three sets of evaporative cooling air handling U— nit is respectively 50mm,195mm and 300mm,packing efifciency is 69.6%,84.7%,93.3%,the efifciency of 300ram packing htickness increased by 23.7%50ram thickness packing Key words: evaporative air conditioning;performance;comparative ayalysis;filler;filter 1前言 方向垂直通过填料与其进行热交换 。水吸收 空气的显热与其进行热质交换,水吸收空气中的 目前直接蒸发冷却装置与空气的接触方式主 显热而蒸发成水汽进入空气,使空气降温 。它 要有两种:一是空气与水膜直接接触,二是空气与 还是有效的空气净化器主要是水通过布水器散布 水滴直接接触 。其中空气与水膜接触对空气 在填料上,通过惯性、洗涤作用对空气净化 。 进行降温是通过填料式直接蒸发冷却来完成的, 它主要是通过循环水泵从集水池中将水抽出,在 2蒸发冷却空气处理机组 经布水器均匀散布在填料上,靠重力作用向下流 润湿填料表面并形成水膜,被处理的空气沿水平 2.1 蒸发冷却空气处理机组的构成 收稿日期:2011—11—22 2012年第40卷第6期 流体机械 79 3台蒸发冷却空气处理机组分别为1 蒸发冷 表2蒸发冷却空气处理机组的温湿度测试数据结果 机组 室外空气的 室外空气的 室外空气的 填料后空 填料后空 编号 平均干球 平均湿球 平均相对 气的干球 气的相对 温度(℃) 温度(℃) 湿度(%) 温度(℃) 湿度(%) 1 2 却空气处理机组、2 蒸发冷却空气处理机组、3 蒸 发冷却空气处理机组。1 蒸发冷却空气处理机组 由波纹板式初效过滤器、袋式中效过滤器、100f ̄m 厚的亲水性高分子纤维填料、送风机所组成。2 29.O 31.4 25.7 26.5 73.2 70.5 26.7 27.3 88.8 90.1 蒸发冷却空气处理机组由惯性粗效过滤器、袋式 中效过滤器、195mm厚的吸水性高分子纤维填 3 31.3 26.8 66.5 27.1 94.6 料、50mm厚的吸水性高分子纤维填料式挡水板、 表3蒸发冷却空气处理机组的其他参数测试数据结果 2台送风机组成。3 蒸发冷却空气处理机组由滤 网过滤器、300ram厚的不锈钢金属填料、150ram 厚挡水板、送风机组成。各个蒸发冷却空气处理 机组的设计参数见表1所示 。 表1 蒸发冷却空气处理机组的设计参数 机组编号 机组的外形尺寸 设计风量 填料迎风 (L×H×W)(mm) (m /h) 面积(m ) 1 80oO×4800×5200 2l5O00 169.7 2 7340×3800×3604 14 84.8 3 350o X2500 X3O00 55O0o 22.3 2.2蒸发冷却空气处理机组的工作原理 3台蒸发冷却空气处理机组的工作原理相 同,室外新风经过粗效过滤器将室外新风进行一 次过滤,然后被一次过滤的新风进人中效过滤器 进行二次过滤,此时在机组中水箱的水经过水泵 由管道上面的喷嘴向填料表面布水,在填料表面 形成水膜,经过两次过滤的新风与填料表面的水 膜直接接触来对新风进行降温、加湿。最后由送 风机送人室内uo 。 2.3 蒸发冷却空气处理机组的测试 2011年8月中旬分别对3台样机进行测试 分析。本次测试的主要参数是蒸发冷却空气处理 机组中各个功能段的阻力、蒸发冷却空气处理机 组的送风量、风速、室外空气的干湿球温度、蒸发 冷却段前面空气的干湿球温度、蒸发冷却段后面 空气的干湿球温度、送风口处空气的干湿球温度。 通过测得填料前后的干球温差及进风口的湿球温 度求出填料的效率。其中风管中风量的测定方法 相同:选择测定断面、测量断面尺寸、确定测点、测 定各点动压、求出平均动压、确定断面上的风速和 计算风量 卜m]。每台蒸发冷却空气处理机组每 段的阻力都是在每个功能段的前后使用毕托管和 微压计测出前后的全压,然后两者的差值就是各 个功能段的阻力_4 J。各个机组的测试数据见表 2、3所示。 机组 直接蒸发 粗效过滤 中效过滤 蒸发冷却 风量 编号 冷却效率 器阻力 (%) (P器阻力 段阻力 (a) (Pa) (Pa) m。/h) 1 69。6 60 l37 33 2l3075 2 84.7 295 185 236 146138 3 93.3 20 0 423 55O00 3各个参数的对比分析 本次测试的3台蒸发冷却空气处理机组,虽 然都是利用填料一级直接蒸发冷却的原理来对空 气降温,但是其内部的结构不同,蒸发冷却空调机 组中的各个功能段的阻力不同、降温的效果不同、 风速不同、效率也不同。因此有必要将3台蒸发 冷却空调机组从不同的性能参数进行分析,对比 不同的性能参数对其蒸发冷却空气处理机组效 率、阻力和风量的影响。从而为以后的机组设计 和研究提供理论依据。 3.1 阻力的对比分析 1 蒸发冷却空气处理机组主要由波纹板式初 效过滤器、袋式中效过滤器、100mm厚的亲水性 高分子纤维填料、送风机所组成,由上面的表2可 以知道波纹板式过滤器的阻力是60Pa,袋式中效 过滤器的阻力是137Pa,蒸发冷却段的阻力是 33Pa,则机组的总阻力是230Pa。而2 蒸发冷却 空气处理机组由惯性粗效过滤器、袋式中效过滤 器、195mm厚的吸水性高分子纤维填料、50ram厚 的吸水性高分子纤维填料式挡水板、2台送风机 组成,机组的总阻力是716Pa。3 蒸发冷却空气 处理机组由滤网过滤器、300mm厚的不锈钢金属 填料、150mm厚挡水板、送风机组成,机组的阻力 是443Pa。从上面的数据结果可以看出采用不同 形式的过滤器机组的阻力不同。在1 、2 、3 蒸发 冷却空调机组中测量了机组断面的迎面风速,1 蒸发冷却空气处理机组的断面风速2.5~3.0 m/s,2 蒸发冷却空气处理机组的断面风速5.0~ 80 FLUID MACHINERY Vo1.40,No.6,2012 6.0m/s。3 蒸发冷却空气处理机组的断面风速 冷却的形式,但是其内部各个功能段的采用的结 2.0—2.5m/s,3 机组的风速最小,其阻力居中,机 构形式不同。首先过滤器的形式不同,1 蒸发冷 组的总阻力与风速也没有很大的关系。因此从上 却空调机组采用波纹板式过滤器和袋式中效过滤 面的测试数据中可以看出机组的总阻力与机组的 器,2 蒸发冷却空气处理机组由惯性粗效过滤器、 内部结构有很大的关系,与采用的过滤器的形式、 袋式中效过滤器,3 蒸发冷却空气处理机组由滤 填料的形式有关。 网过滤器。3台蒸发冷却空气处理机组根据应用 3.2填料效率的对比分析 在不同地区的室外空气品质的不同选用不同形式 l 蒸发冷却空气处理机组采用100ram厚的 的过滤器,三者过滤器的原理不同,过滤的效果也 亲水性高分子纤维填料,从测试数据表3中可以 不同,对机组产生的阻力也不同。其次3台蒸发 看出1 蒸发冷却空气处理机组中填料直接蒸发 冷却空气处理机组采用填料的形式不同分别采用 冷却的效率是69.6%,能够将室外空气的干球温 100mm厚的亲水性高分子纤维填料、195mm厚的 度降低2.3℃,室外空气的相对湿度能够增加 吸水性高分子纤维填料、300ram厚的不锈钢金属 15.6%。2 蒸发冷却空气处理机组采用195mm 填料。同时所采用布水方式不同,1 、2 蒸发冷却 厚的吸水性高分子纤维填料和50ram厚的吸水性 空气处理机组分别采用分层布水在填料分为两 高分子纤维填料式挡水板,此时挡水板不但可以 层,在填料的上部均匀布水。而3 蒸发冷却空气 防止空气中夹带着水滴,而且相当于第二个直接 处理机组采用三维布水分别在填料的上面和前面 蒸发冷却段,将室外空气进行二次降温,其中该直 分别对填料进行布水。从测试的效果来看填料的 接蒸发冷却的效率是84.7%,室外空气的干球温 厚度增加了,增加了空气与水接触的时间,提高了 度降低了4.1 ̄12,室外空气的相对湿度增加了 直接蒸发冷却的效率,从而填料段的阻力增加,同 19.6%。3 蒸发冷却空气处理机组300mm厚的 时在填料段上采用三维布水提高了布水的均匀 不锈钢金属填料,此时填料直接蒸发冷却的效率 性,增加空气与水的接触面积,提高了蒸发冷却的 是93.3%,室外空气的干球温度降低了4.2cC,室 效率。所以3 机组不但采用了300ram厚的不锈 外空气的相对湿度增加了28.1%。从3台蒸发 钢金属填料又在填料的布水方式上得到了改进, 冷却空气处理机组中填料直接蒸发冷却的效率的 因此,在几乎同样的测试条件下3 蒸发冷却空气 结果上来看3 蒸发冷却空气处理机组填料直接 处理机组的效率最高。最后,三者采用的挡水板 蒸发冷却的效率最高,而1 蒸发冷却空气处理机 的形式不同,1 机组直接由于采用了吸水性强的 组的填料直接蒸发冷却的效率最低。主要是由于 亲水性高分子填料,没有设置挡水板,而2 蒸发 采用的填料的厚度不一样,其中3 蒸发冷却空气 冷却空气处理机组采用50ram厚的吸水性高分子 处理机组的填料厚度是300ram,填料的厚度增加 纤维填料式挡水板,3 蒸发冷却空气处理机组采 了,增加了机组的阻力同时增加了填料表面上的 用最普通的波纹板式挡水板,从过水量上来看,三 水膜与空气的接触时间,从而提高了填料直接蒸 者的效果很接近,但是2 的填料式挡水板不但可 发冷却的效率。1 、2 都属于吸水性好的填料,2 以起到挡水的作用,而且还可以对空气再一次降 蒸发冷却空气处理机组填料厚度大于1 蒸发冷 温。 却空气处理机组填料的厚度,同时2 蒸发冷却空 气处理机组又在风速为5—6m/s是1 蒸发冷却 5结语 空气处理机组的风速2倍。、但是从测试效果上看 2 蒸发冷却空气处理机组填料直接蒸发冷却的效 通过对以上3台蒸发冷却空气处理机组从不 率高。因此从上面的数据可以看出填料直接蒸发 同的参数如机组效率、阻力、风速等性能参数上分 冷却的效率不但与风速有关,与填料的厚度有很 析3台机组蒸发冷却的效果。同时又从3台机组 大的关系。厚度增加,填料的效率提高。 内部结构所采用3种不同的填料形式、过滤器、挡 水板、布水方式进行对比分析。测试数据结果上 4机组内部结构的对比分析 来看直接蒸发冷却的效率与所采用的填料的形式 影响不大,与填料的厚度有较大的影响关系。3 3台蒸发冷却空气处理机组均采用直接蒸发 蒸发冷却空气处理机组直接蒸发冷却的效率比 2012年第40卷第6期 流体机械 筑工业出版社,2010. 81 1 蒸发冷却空气处理机组的效率提高了23.7%。 对于结构不同的机组,机组阻力与风速的大小也 没太大的关系,而与蒸发冷却内部所采用过滤器 [5] 中国气象信息中心气象资料室,清华大学建筑技术 科学系.中国建筑热环境分析专用气象数据集 [M].北京:中国建筑工业出版社,2005. 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