蒸发空调
采用平面液膜蒸发式冷凝技术的空调
蒸发空调,也被称为省电空调或蒸发式冷凝空调,是一种利用蒸发式冷凝技术的空调产品。这种技术的应用可以显著减少能源消耗,与传统的风冷空调系统相比,能耗减少了35%以上,而与水冷空调系统相比,则能节约15%以上的能量。蒸发空调采用了平面液膜蒸发式冷凝技术,通过热交换系统,可以直接获取接近湿球温度的冷却水温度,从而实现高效的制冷效果。
技术原理
根据美国采暖、制冷与空调工程师学会年鉴ASHRAE Handbook的数据,当冷凝温度每下降1℃时,压缩机的能效会提升约3%。由于蒸发空调的冷凝温度可以达到环境湿球温度,这是市场上所有空调中最低的水平,因此它相对于广泛使用的风冷空调系统,能节约35%-50%的能量,而对于水冷空调系统来说,这一数字则是15%-25%。
发展现状
在中国,自20世纪80年代起,包括同济大学哈尔滨工业大学天津大学北京工业大学在内的多所高校开始对蒸发冷却空调技术展开研究。这些研究涵盖了理论分析、热湿交换计算、填料性能等方面,并在空调机组、风冷热泵等领域进行了相关的试验。进入21世纪,深圳市立冰空调有限公司西安工程大学华南理工大学等机构合作,开展了大量的实验和推广工作,针对蒸发式冷凝模式进行了深入研究,并取得了4项发明专利及11项实用新型专利。在此基础上,该公司成功研发出蒸发式冷凝空调。
冷凝模式对比
传统风冷式冷凝器通过空气与风冷式冷凝器之间的显热交换来带走冷凝热,导致空气温度上升,随后通过大风量轴流风机将其排出室外。相比之下,水冷式冷凝器借助冷却水与水冷冷凝器之间的显热交换来带走冷凝热,冷却水温度随之升高,接着通过大功率冷却水泵送入冷却水塔,在那里通过潜热交换进行降温,最后由冷却塔风机排出室外。而蒸发式冷凝(即省电空调的冷凝模式),则是通过蒸发式冷凝器进行显热交换,将冷凝热传递给水膜,水膜蒸发过程中发生潜热交换,最终通过小风量轴流风机将冷却后的空气排出室外。
蒸发式冷凝方案
板管蒸发式冷凝
板管蒸发式冷凝方案的核心在于利用盘管外部的喷淋水部分蒸发时吸收盘管内部高温气态制冷剂的热量,从而使管内的制冷剂逐步由气态转变为液态。喷淋水由水泵从集水槽中输送至蒸发式冷凝器顶部的喷淋管,通过喷嘴均匀喷洒在不锈钢制冷凝排管的外表面形成一层薄水膜。水膜中的一部分水分在吸收热量后蒸发成水蒸气,剩余的水则流入集水槽,供水泵循环使用。轴流风机强制空气从顶部和侧壁下部吸入,依次流过盘管、填料,最终饱和热湿空气被排放到外界环境中。其中,热湿空气中携带的部分水滴会被收水器拦截,而散失至大气中的水蒸气则由浮球阀控制补充冷却水。尽管该方案的成本较高,且喷嘴易堵塞,但其具有较高的冷凝效率。
湿帘蒸发式冷凝
湿帘蒸发式冷凝方案采用的是特殊的蒸发冷却湿帘作为冷凝器的主要材料。这种湿帘是由特殊纤维材料和多种化学材料制成的高蒸发效率和高防腐性能的波纹纤维叠合物。通过内置水泵将水输送到湿帘上部,水均匀地润湿整个湿帘的接触面,然后通过风机加速蒸发,带走大量热量。随着水流至湿帘下部,其温度已经降至环境湿球温度,之后冷水再经过高效热交换器与制冷剂进行换热。通常情况下,湿帘蒸发式冷凝方案能够将制冷剂的冷凝温度降至30℃以内。相较于板管蒸发式冷凝方案,湿帘蒸发式冷凝方案的成本更低,而且只需要每隔2-3年更换一次湿帘,大大降低了维护成本。
目录
概述
技术原理
发展现状
冷凝模式对比
蒸发式冷凝方案
板管蒸发式冷凝
湿帘蒸发式冷凝
参考资料