直接蒸发式空气冷却器设计的优化汇总
蒸发冷却设计的全面指南
蒸发冷却设计的全面指南1. 引言蒸发冷却是一种高效节能的空调系统设计，其原理是通过蒸发液体来吸收空气中的热量，并将其转化为冷空气。
这种设计不仅可以提供舒适的室内环境，还可以降低能源消耗，减少碳排放。
在本篇文章中，我们将全面探讨蒸发冷却设计的各个方面，包括原理、组件、安装和维护等，以帮助您更好地了解和应用这项技术。
2. 基本原理蒸发冷却技术的基本原理是利用液体蒸发吸收空气中的热量，同时将空气冷却下来。
这一过程中，液体通过蒸发器吸收热量，在蒸发的过程中，空气中的热量被带走，从而使空气温度降低。
蒸发冷却设备通常由几个主要组件组成，包括蒸发器、循环泵、风扇和控制系统等。
3. 设计考虑因素在进行蒸发冷却设计时，一些关键的因素需要考虑：3.1 空间大小和需求：根据待冷却的空间大小和使用需求，确定蒸发冷却设备的规格和容量。
3.2 空气流动：良好的空气流动对于蒸发冷却的效果至关重要。
在设计和安装过程中，需要确保蒸发器和风扇的位置合理，并能够提供均匀的空气流动。
3.3 水资源和质量：蒸发冷却过程中需要大量的水来实现蒸发。
需要考虑水资源的可获得性以及水质对设备性能和寿命的影响。
3.4 控制系统：一个好的控制系统可以提供精确和稳定的温度控制，进一步提高蒸发冷却的效率和性能。
在设计过程中，需要选择适当的控制系统，并确保其可靠性和易用性。
4. 安装步骤下面是蒸发冷却设备的常见安装步骤：4.1 预备工作：在开始安装之前，需对安装环境进行准备工作，包括清理现场，检查设备和零部件的完整性，并确保所有所需工具和材料的可用性。
4.2 安装蒸发器：根据设计要求，将蒸发器安装在适当的位置。
确保蒸发器与风扇和控制系统的连接良好，并进行必要的密封工作。
4.3 安装循环泵和水供应系统：将循环泵和水供应系统安装在合适的位置，并确保其能正常工作。
连接各个部件并进行必要的调试工作。
4.4 测试和调试：在安装完成后，进行系统的测试和调试工作。
检查各个组件的工作状况，并根据需要进行调整和修正。
管式间接+直接组合式蒸发冷却空调机组的改进优化
摘要 ： 实际工程 应用 出发 ， 从 通过 分析工程 实例 测试 中存 在 的 问题 ， 出管 式 间接 蒸发 冷却 器 段 提 应 用 高压柱 塞 泵雾化循 环 水 、 次 空气的进风 采 用 四面进 风． 二 并针 对 不 同地 区、 同环 境 的使 用 不 情况， 根据 实际运行测 试提 出在 干燥地 区和 中等湿度 地 区二 次／ 一次 空 气比值 的优 化设 计值 分别 为 ２： １和 １： ； 机 组整 体 的性 能方 面 ， 出对 不 同地 区和 室外 环境 采 用 不 同的过 滤措施 ， １从 提 既
２１ 一次、 ． 二次 风 能和换 热效 率 的重要 因素．
２ 存 在 的 问题 及 改进 优 化措 施
实 际工程应 用 中机组及 各功 能段 出现 的 问题 是 困扰管式 间接 ＋直 接多级蒸 发 冷却 空调 推广应 用 的关
键所 在 ， 只有对 实 际中 出现 的问题 进行 详 细地分 析 ， 针对 性地 提 出如何 优 化 的方 案 ， 进行 改 进 才 能对 间 并 接蒸 发冷 却空调 技术 的发 展有 长远 的支持 ［ 。 ７。 ．
可 以减 少送 风机 的 负荷 ， 降低 能耗 ， 可以满足 不 同 室 内洁净 度要 求 ， 进 一步推 广蒸 发 冷却 空 又 为
调机 组应用提 供使 用方 法和 条件．
关键 词 ： 蒸发 冷却 空调 ； 管式 间接 蒸发冷却 器 ； 次 空气 ； 次／ 次 空气 比 二 二 一 中图 分类号 ： Ｕ ３ Ｔ ８１ 文献标 识码 ： Ａ
西 安 工 程 大 学 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ’ ｎ Ｐ ｌｔｃ ｎｃＵｎ ｖ ｒｉｙ ｏ ｒ ａ ｆＸｉａ ｏ ｙ ｅ ｈ ｉ ｉｅ ｓｔ
第 ２ 卷 第 ４ （ １６ ） ６ 期 总 １期
除湿蒸发冷却空调系统的优化设计
ｎ
ｓ ｍ ｐ ｉ ｆｔ ｙｓ ｅ ． Ｉ ａ ｎｈａ ｅ ｔ ｅ ｒ ｇ ｅ ａ ｉ ｏ ｒ ｙ ｗ ｈｅ ｈｅｒ ｃ ｕ ｔｏｎ ｏ ｈｅ ｓ ｔ ｍ ｔｍ ｙ ｅ ｎｃ ｈ ｅ ｇ ｒ ｔｏｎ ｐｒ ｐｅ ｔ ｅ ｎ ｎ ｔ ｅ ｕｐｅ ａ ｏｒｉ ｒ ｔ ｓ ｙ
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属 卤盐 类溶 液 。三 甘 醇 是有 机 溶 剂 ， 黏度 大 ， 流 在
效 比高 、 备简 单等 特 点 ， 集节 能 、 保 、 康 于 设 是 环 健
一
体的 空 调 方 式 ， 此 倍 受 暖 通 界 人 士 的 青 睐 。 因
动过程 中会 有部 分滞 留 ， 响 系统 的稳 定 性 ； 溴 影 而 化锂 的溶解 度 比较 大 ， 需 的 除湿 浓 度高 ， 增 加 所 会
下结 论 ： 在溶 液 除 湿蒸 发 冷 却 空 调 系 统 的 多种 实 现 形 式 中 ， 风 经 除 湿 后 与 回风 混 合 比 新 回 风 混 合 后 再 除 新
湿 节 能 ； 室 内排 风返 回溶 液 再 生器 ， 行热 湿 交 换 ， 将 进 既可 加 强对 处 理 空 气 的 预 冷 ， 回收 排 风 冷 量 ， 可 提 高 又
直接蒸发式空气冷却器设计的优化
直接蒸发式空气冷却器设计的优化摘要：本文对直接蒸发式空气冷却器的换热特性进行了分析，采用计算机编程模拟了直接蒸发式空气冷却器的一些性能，为制冷系统的优化提供参考。
关键词：接蒸发式空气冷却器流速压降优化分段分析法直接蒸发式空气冷却器选用合适的风速和制冷剂质量流速对于其换热性能及能耗有重要的影响。
本文利用计算机采用分段分析法模拟了直接蒸发式空气冷却器的一些性能，为制冷系统的优化提供参考。
1直接蒸发式空气冷却器的结构空气冷却器的表面式蒸发器都采用翅片管式。
氟利昂翅片管式蒸发器的结构常用紫铜管外套铝片制成。
铜管直径由至，铝片厚。
在以上工作的蒸发器翅片节距在之间，并采用整套片式。
空调用空冷器由于传热系数高，因而排数少，一般不超过6排。
2直接蒸发式空气冷却器的传热过程空冷器中的传热过程包括：管内制冷剂的流动沸腾换热；通过金属壁、垢层的导热过程；管外空气的放热过程（对流换热）。
2.1制冷剂侧的换热制冷剂侧沸腾换热采用分段分析法，即按照干度来分段计算。
每一段的制冷剂侧的沸腾换热系数的求法按照文献[2]推荐的公式计算。
2.2空气横向掠过肋管管束时的换热空气横向掠过肋管管束时的换热系数的计算按照文献[3]中提供的公式计算。
这里就不做重复了。
2.3通过管壁与垢层的附加热阻管壁热阻为（），对于铜管，由于其导热系数很高，该项热阻可以不计。
但对于钢管则应予以考虑，本论文的设计程序中取为。
油膜热阻的考虑，若为氟里昂制冷剂，一般控制含油浓度，设计时可以不考虑。
直接蒸发式空气冷却器肋管外表面积灰等造成的附加热阻，计算时一般取0.0003～0.0001。
3采用分段分析法对直接蒸发式空气冷却器计算机模拟的计算步骤在这里，我们只给出制冷剂为纯质时的直接蒸发式空气冷却器计算机模拟的计算步骤：1）输入已知蒸发器入口制冷剂参数，蒸发压力或蒸发温度，并求入口焓；2）输入结构参数及物性参数：结构参数中需给出基管外径，壁厚，肋片厚度，肋片节距，排列方式，管中心距；物性参数中需给出空气的导热系数，动力粘性系数，密度，比热，空气的进口状态参数，空气的出口状态参数和冷却空气量，并调用湿空气的热物性计算程序来计算空气进出口的其余参数；3）计算空气侧换热系数，初步确定沿气流方向的管子排深数；4）确定制冷剂循环量及每排并联的肋管根数；5）根据干度分段，，分为段；6）计算局部微元段换热量；7）假设局部微元段长度，可求局部微元面积；8）局部微元段热流密度（以管内表面积为基准），是计算制冷剂侧换热系数的必需已知量；9）调用制冷剂侧换热系数计算程序，算；10）计算局部传热系数（以管内表面积为基准）其中为肋化系数，为空气侧垢阻，为空气侧的当量换热系数；11）计算局部微元段热流密度；12）与比较，调整；13）计算该干度段的压降，下一干度段的压力为，返回6），进行下一干度段的计算；14）每个通路肋管总长；15）计算蒸发器的长宽高。
蒸发式空冷器换热性能的优化
蒸发式空冷器换热性能的优化作者：段瑞娇来源：《中国新技术新产品》2018年第24期摘要：蒸发式空冷器由循环水泵、风机、换热盘管等部分构成，属于内部相互关联的复杂系统，及时进行蒸发式空冷器换热性能的优化具有较高重要价值。
该文基于传统蒸发空冷器结构，结合传热传质原理等进行了探讨，从3种结构优化的角度出发进行改造设计，旨在提高空冷器的换热性能。
同时改造后设备操作方便、噪声降低，具有良好的发展前景。
新型高效节能产品具有更高的经济效益、社会效益和环境效益。
关键词：换热温差；蒸发式空冷器；换热性能中图分类号：TQ051 文献标志码：A1 蒸发式空冷器概述蒸发式空冷器将空气冷却器和管式喷淋水冷却器融为一体，借助盘管外端水膜和其表面的对流空气实现换热，对流空气可快速带走水膜中热量，属于汽化放热过程，保证管外传热满足预期要求，提高了其传热效率。
空冷器从结构方面出发，具有操作稳定、节水节能的优势，当下国家大力推广绿色节能项目的开发，因此蒸发空冷器的发展前景十分广阔，为此，及时加强高性能空冷器的研发具有重要的价值，具有良好的節能降耗效果，同时可为新设备的研发提供一定参考价值。
图1为复合型高效蒸发空冷器的结构图，其工作原理为：借助循环水泵将冷却水运送至喷水装置，喷洒后液体在惯性作用下会从最高点下落，液体和喷淋设备内部填料充分接触后便可在填料表面形成水膜。
重力作用下水膜会流向蒸发盘管外表面，在管子外表面形成的水膜吸收热量并最终流向回收水槽，完成整个循环。
该过程中，风机作用下会增加管子表面迎面风速。
冷却水在管壁位置发生蒸发，将管内高温冷凝冷却介质的热量带走，同时与管外向上流动的空气发生对流换热。
考虑到水汽化潜热较高，蒸发盘管外表面的蒸发换热会具有较高的换热效率。
波纹填料作用下，空气和冷却水的接触面积增加，盘管外表面液膜稳定得到明显下降，从而实现换热过程。
蒸发结构中捕雾器可降低冷却水的损失，水雾也会降低干冷管翅片和相邻设备的腐蚀程度。
蒸发式冷风机送风管系统设计要点解析
蒸发式冷风机送风管系统设计要点解析蒸发式冷风机是不断往室内注入新鲜的冷空气来更换室内浑浊的空气而达到降温的目的，所以冷风机制冷系统的基本形式是“一进一出”，而不是封闭的。
蒸发式冷风机送风管的材料一般采用镀锌板(俗称白铁皮)，也可采用玻璃钢、塑料风管等。
送风口设置在实际需要降温的地方，风口设计风量即是以其要降温的地方所需的送风量，风口规格可根据风量与出风口速度来确定，送风口材质可采用铝合金制品或木质等其他制品，风口型式可根据实际情况采用多种形式，但推荐选直流型四面吹风单层或双层百叶，风口喉部平均流速控制在3-6m/s，推荐采用4-5m/s的流速；在风口处建议加装风口调节阀以便于调节风量。
送风管的规格一般采用假定流速的法进行设计，主风管的风速保持在6-9m/s，支风管4-6m/s，系统末端管内的风速应保持在3-5m/s。
所设计的风管系统原则上要求既经济由能达到最低的系统风阻和噪声，使冷风机送风量尽量达到最大。
风管弯管的曲率半径一般不少于管道弯边宽的1.5倍，以减少系统阻力。
根据冷风机风压较低(70Pa-500Pa)的特点，其送风系统的管道不宜设计过长，平面布置上，能不用风管的场所就不用风管，必须使用风管的地方，尽量把风管设计短些，一般控制在25m-60m(根据各机型风压确定)左右比较理想。
所设计的管道应尽量走直线，避免不必要的拐弯和分支，以减少系统管道局部阻力损失。
室外送风管需考虑防水防漏措施，侧墙安装机组的室外送风管须设置一定的坡度，屋顶安装机组的室外送风管也必须做好防水措施。
较长管道根据风量的不同设计成多段不同规格的风管，采用变径管连接，变径管设置不宜过多，一般整个系统不超过四个，变径管长度≥2(D-d)来确定。
送风管道与冷气机的连接处应用软接管，室外的送风管宜设计保温，室内的一般无须保温。
若在设计中存在支风管，则需在分支管上装设阀门或分风挡板以调节风量，使支管的风量达到设计要求。
蒸发式冷气机设计改进
般采 用紫铜 管 、 铝管 和 钢 管 等 ， 翅 片 一 般 为铝 翅
片、 铜 翅片 和钢翅 片 等 ， 笔 者 将 主要 针 对 采 用小 管 径紫铜 管 与铝翅 片 制作 的 冷 风机 进 行 讨论 。这 种
冷风机 主要 用于 中小 型 空 调 装置 及 冷 库 。该种 冷
ห้องสมุดไป่ตู้
风机 由于 不 需 要用 中 间 冷 却介 质 冷 却 空 气 ， 又 称 直接蒸 发式 空气 冷 却器 。空气 流 经冷 风 机 的 盘管 时被 冷却 降 温 ， 其 冷 却 过 程 与 空 气 的入 口状 态 及
出现会 使换 热器 的 热阻 增 大 ， 风 阻增 加 ， 换 热 效果 变差 。随着冷风 机运 行 ， 霜 层 越 来越 厚 ， 换 热 效 率 越来 越低 ， 到一定程度后 ， 就 必 须 将 冰 壳 除去 ， 以
恢 复换 热器 的换 热 效 率 。而 除去 冰 壳 的 方法 就 是 融霜， 对 于小 型冷风 机 ， 最 适 宜 的融 霜 方 法就 是 电
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ ０ ３ — １ ８
霜 电加热 管 ， 如图 ２ （ ｂ ） 所 示 。这 ２种 布 置 方 法各
有优 缺点 ， 第一 种方 法 占用 换 热 管位 置 ， 由于 加 热
管 占用 了一 部 分 换 热 管 的 位 置 ， 因此 换 热 效 率 有
作者简介 ： 谭锋 ， 本科 ， 工程师 ， 技 术室 主任 ， 主 要 研 究 方 向 为制 冷 与 低 温 技 术
１ ． １ 电融霜 用 电加 热 管的布 置
一
般 的电融 霜用 电加热管 的布置 分为 ２ 种： 一
种是 占用原 有 的换 热 管 位置 进 行 融 霜 电加 热管 的
高效冷却蒸发式冷风机结构优化技术研发
本项目研究高效冷却蒸发式冷风机结构优化技术，包括干翅片管与空气进行对流换热和喷淋在填料上的循环水与空气进行热湿交换，传热传质同时发生，相互作用，相互耦合，热量传递强化液膜表面水分的蒸发(传质)；同时质量的传递促使热量的迁移(传热)。新型蒸发冷却空调在淋水填料前面设置空气-水翅片管式换热器，且与喷淋系统均使用循环水，以水的高蓄热性能来弥补空气与空气传热系数小的缺点，从而提高整机的效率，翅片盘管为可拆卸式设计，可与淋水填料结合使用，优势明显，材料费用节省。
二、工程概况
1、本项目由公司研发部自主研发完成；本项目的研制工作纳入公司的科研管理体系，监督审核项目进度和成果。
2、本项目由本公司7位研发部成员组成项目小组，其他相关人员配合，结合企业自身特点和技术积累，通过创新，终于取得了初步成功。
3、本项目预计投入研发资金25万元；
4、将研发出的核心技术作为企业自有技术秘密进行保护，形成企业核心竞争力与无形资产。
项目名称
高效冷却蒸发式冷风机结构优化技术研发
申请部门
研发部
申请经费（万元）
起始年月
2017/6/1
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直接蒸发式空气冷却器设计的优化
摘要：本文对直接蒸发式空气冷却器的换热特性进行了分析，采用计算机编程模拟了直接蒸发式空气冷却器的一些性能，为制冷系统的优化提供参考。
关键词：接蒸发式空气冷却器流速压降优化分段分析法直接蒸发式空气冷却器选用合适的风速和制冷剂质
摘要：本文对直接蒸发式空气冷却器的换热特性进行了分析，采用计算机编程模拟了直接蒸发式空气冷却器的一些性能，为制冷系统的优化提供参考。
关键词：接蒸发式空气冷却器流速压降优化分段分析法
直接蒸发式空气冷却器选用合适的风速和制冷剂质量流速对于其换热性能及能耗有重要的影响。
本文利用计算机采用分段分析法模拟了直接蒸发式空气冷却器的一些性能，为制冷系统的优化提供参考。
1 直接蒸发式空气冷却器的结构
空气冷却器的表面式蒸发器都采用翅片管式。
氟利昂翅片管式蒸发器的结构常用紫铜管外套铝片制成。
铜管直径由至，铝片厚。
在以上工作的蒸发器翅片节距在之间，并采用整套片式。
空调用空冷器由于传热系数高，因而排数少，一般不超过6排。
2 直接蒸发式空气冷却器的传热过程
空冷器中的传热过程包括：管内制冷剂的流动沸腾换热；通过金属壁、垢层的导热过程；管外空气的放热过程（对流换热）。
2.1 制冷剂侧的换热
制冷剂侧沸腾换热采用分段分析法，即按照干度来分段计算。
每一段的制冷剂侧的沸腾换热系数的求法按照文献 [2]推荐的公式计算。
2.2 空气横向掠过肋管管束时的换热
空气横向掠过肋管管束时的换热系数的计算按照文献[3]中提供的公式计算。
这里就不做重复了。
2.3 通过管壁与垢层的附加热阻
管壁热阻为（），对于铜管，由于其导热系数很高，该项热阻可以不计。
但对于钢管则应予以考虑，本论文的想象程序中取为。
油膜热阻的考虑，若为氟里昂制冷剂，一般控制含油浓度，想象时可以不考虑。
直接蒸发式空气冷却器肋管外表面积灰等造成的附加热阻，计算时一般取
0.0003～0.0001 。
3 采用分段分析法对直接蒸发式空气冷却器计算机模拟的计算步骤
在这里，我们只给出制冷剂为纯质时的直接蒸发式空气冷却器计算机模拟的计算步骤：
1）输入已知蒸发器入口制冷剂参数，蒸发压力或蒸发温度，并求入口焓；
2）输入结构参数及物性参数：结构参数中需给出基管外径，壁厚，肋片厚度，肋片节距，排列方式，管中心距；物性参数中需给出空气的导热系数，动力粘性系数，密度，比热，空气的进口状态参数，空气的出口状态参数和冷却空气量，并调用湿空气的热物性计算程序来计算空气进出口的其余参数；
3）计算空气侧换热系数，初步确定沿气流方向的管子排深数；
4）确定制冷剂循环量及每排并联的肋管根数；
5）根据干度分段，，分为段；
6）计算局部微元段换热量
；
7）假设局部微元段长度，可求局部微元面积；
8）局部微元段热流密度（以管内表面积为基准），是计算制冷剂侧换热系数的必需已知量；
9）调用制冷剂侧换热系数计算程序，算；
10）计算局部传热系数（以管内表面积为基准）
其中
为肋化系数，为空气侧垢阻，
为空气侧的当量换热系数；
11）计算局部微元段热流密度；
12）
与比较，调整；
13）计算该干度段的压降，下一干度段的压力为，返回6），进行下一干度段的计算；
14）每个通路肋管总长；
15）计算蒸发器的长宽高。