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论文题目：用直接蒸发冷却提高风冷冷水机组性能的初步研究

论文编号： lw200711021208078075

论文属性：学术论文

论文国籍：

论文语言：中文

登出日期： 2007-11-02

点击次数：623

论文字数：6789

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意图如图7所示：

让环境空气先经过直接蒸发冷却器，充分利用干湿球温差，使其干球温度有降到（湿球温差保持不变，空气状态变化过程如图1所示），再进入风冷式冷凝器。由于进入

冷凝器的作为冷却介质的空气温度下降，相应地冷凝温度也下降，输入功率减少，制冷量增加，而且直接蒸发冷却基本上不消耗电能，因此使系统的COP有较大提高。

尽管被直接蒸发冷却的空气含湿量增加，但是质量很好的直接蒸发冷却设备其出风口可以不带水，保持风冷冷凝器肋片间的干燥，对传热过程无不良影响。

　　3.2 改进系统的性能评价指标
为了更好地说明直接蒸发冷却对风冷冷水机组性能的改善，并消除冷水机组的个体性能和不同运行工况，对分析结果的影响，我们采用了基于相对值的性能评价指标：性能系数（COP）增加的百分数用aCOP来表示，制冷量增加的百分数用a表示，功率减少的百分数用aP表示，它们分别定义如下：

；；；其中：，，分别表示不采用直接蒸发冷却技术时的制冷量，功率和性能系数。，，分别表示采用直接蒸发冷却技术时的制冷量，功率和性能系数。

　　3.3 风冷冷水机组的性能分析
以p5G144DBE型压缩机的风冷式冷水机组为研究对象，在环境温度从25℃变化到40℃时，制冷量和

输入功率及COP见表1。

表1 风冷冷水机组性能表环境温度(℃)
制冷量（KW）
输入功率（KW）
COP
环境温度(℃)
制冷量（KW）
输入功率(KW）
COP
40
26.96
12.16
2.218
32
30.56
11.37
2.687

39
27.41
12.06
2.273
31
31.02
11.27
2.752

38
27.86
11.96
2.329
30
31.47
11.17
2.817

37
28.31
11.86
2.386
29
31.90
11.07
2.883

36
28.76
11.76
2.444
28
32.38
10.97
2.950

35
29.21
11.67
2.504
27
32.83
10.87
3.019

34
29.66
11.57
2.564
26
33.29
10.77
3.090

33
30.11
11.47
2.625
25
33.75
10.67
3.161

由上表中的数据可知，环境温度每变化1℃，则使制冷量增加大约1.7%，输入功率减少1.2%，COP增加3.1%。如果使环境空气先经过直接蒸发冷却降温，其结果必然将会使冷水机组的COP得到明显的改善。

3.4 改进系统在全国各城市的性能分析

为了评估改进系统在我国各城市的实用效果，我们对改进系统进行模拟仿真，得出了如下页表2所示的数据。

表2 改进系统性能表城市

a
aP
acop

北京
33.2
26.4
0.918
9.44
5.69
15.67

大连
28.4
25
0.927
4.47
2.94
7.54

广州
33.5
27.7
0.914
8.04
4.77
13.19
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哈尔滨
30.3
23.4
0.921
9.23
5.94
15.72

昆明
25.8
19.9
0.871
6.99
4.90
12.23

兰州
30.5
20.2
0.894
13.39
8.81
23.38

南京
35
28.3
0.911
9.46
5.45
15.42

上海
34
28.2
0.911
8.07
4.73
13.18

沈阳
31.4
25.4
0.921
8.15
5.10
13.68

天津
33.4
26.9
0.917
9.03
5.41
14.93

乌鲁木齐
34.1
18.5
0.894
21.37
13.48
37.73

武汉
35.2
28.2
0.911
9.92
5.70
16.18

西安
35.2
26
0.917
13.14
7.70
21.85

香港
32.4
27.3
0.916
6.98
4.23
11.50

重庆
36.5
27.3
0.914
13.34
7.56
21.91

表4-2中表示夏季空气调节室外计算干球温度，表示湿球温度，表示直接蒸发冷却效率，a表示制冷量增加的百分数，aP表示输入功率减少的百分数，aCOP表示COP增加的百分数。

从上表可以看出：在计算的所有城市中，改进的风冷冷水机组的COP均有所提高，制冷量都有不同程度的增加，输入功率都有减少。在一些沿海城市如大连，香港等地COP增幅较小，约为7%到12%，制冷量增加百分比为4%—8%，功率减少的百分数为3%到4%；环境空气干湿球温差较大的我国西北地区，COP增幅最大，其中乌鲁木齐高达37.73%，兰州高达23.38%，西安高达21.85%，制冷量增加的百分数分别为21.37%、13.14%和13.39%，输入功率减少的百分数为10%左右；绝大部分城市的COP增幅为10%到16%，制冷量增加8%到10%，输入功率减少为5%到10%。COP值明显提高，是由于双向得益；制冷量的增加和输入功率的下降。改进系统基本上适用于我国的所有城市，在我国具有广泛的应用前景。

3.5 改进系统的性能影响因素——干湿球温差

改进系统与一般的风冷式冷水机组相比，其最大的不同是利用了直接蒸发冷却器，对进入冷凝器的空气进行了预冷却，充分利用了自然环境中的空气的干湿球温差。干湿球温差是改进系统性能的主要影响因素。

由图10、11、12可见，随着干湿球温差的增大，制冷量直线上升，功率消耗显著下降，COP明显增加。干湿球温差越大，直接蒸发冷却效果越明显，风冷冷水机组性能提高越明显。

4 结论
利用波纹纸质填料作为直接蒸发冷却器填料是可行的，用它来处理空气，热湿交换充分，冷却效率高。影响直接蒸发冷却器效率的主要因素是空气的迎面流速和填料层的厚度，水量和进口空气的干湿球温度影响不大。

将蒸发冷却技术应用到风冷冷水机组中，能够有效的增加系统的制冷量和减小输入功率，从而提高系统的COP，这是一种行之有效的节能措施，在我国具有广泛的应用前景。

参考文献(References)
【1】Tohn R.Watt .Coolin

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