蒸發冷卻空調技術按照產出介質(獲得冷量)形式分為風側蒸發冷卻(Evaporative Air
Cooling;縮寫 EAC)空調技術和水側蒸發冷卻(Evaporative Water Cooling;縮寫 EWC)空調技術。其中水側蒸發冷卻空調技術按照技術形式分為水側直接蒸發冷卻(Direct Evaporative WaterCooling)空調技術、水側間接蒸發冷卻(IndirectEvaporative Water Cooling)空調技術、水側間接 -直接蒸發冷卻(Indirect-Direct Evaporative WaterCooling)復合空調技術、水側蒸發冷卻 - 機械制冷(Evaporative Water Cooling-MechanicalRefrigeration)聯合空調技術。而目前許多業內人士對水側蒸發冷卻空調技術的認識尚存欠缺,本文就首先從風側蒸發冷卻空調技術和水側蒸發冷卻空調技術的比較入手,通過從水側蒸發冷卻空調技術術語詮釋及設備類型方面進行詳細介紹。
1 風側蒸發冷卻空調技術和水側蒸發冷卻空調技術
1.1 風側蒸發冷卻空調技術
風側蒸發冷卻空調技術:根據水蒸發冷卻原理,采用直接蒸發冷卻或間接蒸發冷卻方式或加以機械制冷輔助獲取冷風的空調技術。風側蒸發冷卻空調技術按照技術形式分為:風側直接蒸發冷卻空調技術、風側間接蒸發冷卻空調技術、風側間接 - 直接蒸發冷卻復合空調技術、風側蒸發冷卻 -機械制冷聯合空調技術。相應的設備分為:直接蒸發冷卻空調機組、間接蒸發冷卻空調機組、間接-直接蒸發冷卻復合空調機組、蒸發冷卻 - 機械制冷聯合空調機組。
風側直接蒸發冷卻空調技術:根據水蒸發冷卻原理,采用直接蒸發冷卻方式獲取冷風的空調技術。
風側間接蒸發冷卻空調技術:根據水蒸發冷卻原理,采用間接蒸發冷卻方式獲取冷風的空調技術。
風側間接 - 直接蒸發冷卻復合空調技術:根據水蒸發冷卻原理,采用間接蒸發冷卻與直接蒸發冷卻復合方式獲取冷風的空調技術。
風側蒸發冷卻 - 機械制冷聯合空調技術:根據水蒸發冷卻原理,采用蒸發冷卻與機械制冷聯合方式獲取冷風的空調技術。
1.2 水側蒸發冷卻空調技術
水側蒸發冷卻空調技術:根據水蒸發冷卻原理,采用直接蒸發冷卻或間接蒸發冷卻方式或加以機械制冷輔助獲得冷水的空調技術。水側蒸發冷卻空調技術按照技術形式分為:水側直接蒸發冷卻空調技術、水側間接蒸發冷卻空調技術、水側間接-直接蒸發冷卻復合空調技術、水側蒸發冷卻 - 機械制冷聯合空調技術。相應的設備分為:直接蒸發冷卻冷水機組、間接蒸發冷卻冷水機組、間接 - 直接蒸發冷卻復合冷水機組、蒸發冷卻 - 機械制冷聯合冷水機組。
水側直接蒸發冷卻空調技術:根據水蒸發冷卻原理,采用直接蒸發冷卻方式獲取冷水的空調技術。
水側間接蒸發冷卻空調技術:根據水蒸發冷卻原理,采用間接蒸發冷卻方式獲取冷水的空調技術。
水側間接 - 直接蒸發冷卻復合空調技術:根據水蒸發冷卻原理,采用間接蒸發冷卻與直接蒸發冷卻復合方式獲取冷水的空調技術。
水側蒸發冷卻 - 機械制冷聯合空調技術:根據水蒸發冷卻原理,采用蒸發冷卻與機械制冷聯合方式獲取冷水的空調技術。
2 風側蒸發冷卻空調設備和水側蒸發冷卻空調設備的區別
2.1 風側蒸發冷卻空調設備
表1列出了風側蒸發冷卻空調技術的分類,按照技術形式又分為4種不同的風側蒸發冷卻空調技術形式。相對應的設備也分為 4 類,分別為:直接蒸發冷卻空調機組,間接蒸發冷卻空調機組,間接 - 直接蒸發冷卻復合空調機組,蒸發冷卻 - 機械制冷聯合空調機組。
直接蒸發冷卻空調機組:根據水蒸發冷卻原理,采用直接蒸發冷卻方式,獲取冷風的設備。間接蒸發冷卻空調機組:根據水蒸發冷卻原理,采用間接蒸發冷卻方式,獲取冷風的設備。間接 - 直接蒸發冷卻復合空調機組:根據水蒸發冷卻原理,采用間接蒸發冷卻與直接蒸發冷卻復合方式,獲取冷風的設備。
蒸發冷卻 - 機械制冷聯合空調機組:根據水蒸發冷卻和機械制冷原理,采用蒸發冷卻與機械制冷聯合方式,獲取冷風的設備。
2.2 水側蒸發冷卻空調設備
表2列出了水側蒸發冷卻空調技術的分類,按照技術形式又分為4種不同的水側蒸發冷卻空調技術形式。相對應的設備也分為 4 類,分別為:直接蒸發冷卻冷水機組,間接蒸發冷卻冷水機組,間接 - 直接蒸發冷卻復合冷水機組,蒸發冷卻 - 機械制冷聯合冷水機組。
直接蒸發冷卻冷水機組:根據水蒸發冷卻原理,采用直接蒸發冷卻方式,獲取冷水的設備。間接蒸發冷卻冷水機組:根據水蒸發冷卻原理,采用間接蒸發冷卻方式,獲取冷水的設備。間接 - 直接蒸發冷卻復合冷水機組:根據水蒸發冷卻原理,采用間接蒸發冷卻與直接蒸發冷卻復合方式,獲取冷水的設備。
蒸發冷卻 - 機械制冷聯合冷水機組:根據水蒸發冷卻和機械制冷原理,采用蒸發冷卻與機械制冷聯合方式,獲取冷水的設備。
2.3 兩者的同異
從上述術語詮釋中可以看出,風側蒸發冷卻空調設備和水側蒸發冷卻空調設備主要有以下相同和不同:
1)相同點:兩者都是根據水蒸發冷卻原理,都是采用直接蒸發冷卻或間接蒸發冷卻方式(或兩者相互結合)或加以機械制冷輔助技術手段。
2)不同點:兩者產出介質(獲得冷量)的形式不同,前者為了獲取冷風,后者為了獲取冷水。兩者所對應的設備在空調系統中擔當的角色不同,前者作為集中式蒸發冷卻空調系統的空調機組,為室內提供冷風;而后者作為半集中式蒸發冷卻空調系統的冷源,為顯熱末端提供冷水。
3 水側蒸發冷卻空調設備的形式
水側蒸發冷卻空調技術根據技術形式不同,目前主要有4種水側蒸發冷卻空調設備形式,下面就一一介紹 4 種設備形式。
3.1 直接蒸發冷卻冷水機組
直接蒸發冷卻冷水機組產出介質為冷水,冷水由直接蒸發冷卻冷水機組(空調用開式冷卻塔)制取。其過程為產出介質和工作介質(冷卻排風和循環噴淋水)直接接觸發生熱濕交換,冷卻排風吸收熱量后排出,產出介質降溫后,送入室內顯熱末端,如干式風機盤管、輻射末端、冷梁等。其設備如圖1、圖2 所示,按冷卻塔中是否有填料,分為滴水填料式直接蒸發冷卻冷水機組、噴淋式直接蒸發冷卻冷水機組。
由于直接蒸發冷卻冷水機組中的循環水與室外空氣(工作介質)直接接觸,所以產出介質已被污染,進而造成水系統中管路腐蝕、結垢和堵塞。因此如圖1 所示,在滴水填料式直接蒸發冷卻冷水機組和顯熱末端之間設置板式換熱器;或者如圖2所示,在噴淋式直接蒸發冷卻冷水機組供水管路和顯熱末端之間設置過濾裝置,從而保證水系統的清潔,使顯熱末端不易堵塞。
3.2 間接蒸發冷卻冷水機組
間接蒸發冷卻冷水機組目前主要有以空調用冷卻塔為冷源的系統形式,利用從閉式冷卻塔制得的冷卻水直接代替冷凍水通入空調系統末端設備的冷卻盤管進行供冷,圖3所示是一種常見的間接蒸發冷卻冷水機組。在冷卻塔中設置蒸發冷卻盤管,產出介質(冷水)始終在蒸發冷卻盤管中流動,通過盤管壁與工作介質(冷卻排風和循環噴淋水)進行換熱,工作介質(冷卻排風和循環噴淋水)不與產出介質(冷水)直接接觸,僅是顯熱的交換。間接蒸發冷卻冷水機組中有3種流體,蒸發冷卻盤管內的產出介質(冷水)、向上橫掠管束的室外空氣(工作介質)和噴淋于管束表面的循環噴淋水。由于間接蒸發冷卻冷水機組中產出介質不與工作介質直接接觸,冷水系統為閉式水系統,避免了產出介質(冷水)受環境的污染,保持冷水的清潔,不會造成系統中管路腐蝕、結垢和堵塞現象發生。
3.3 間接 - 直接蒸發冷卻復合冷水機組
間接 - 直接蒸發冷卻復合冷水機組利用西北地區得天獨厚的氣候特點,以室外空氣干球溫度和露點溫度的差值為驅動勢,實現一種節能、環保、經濟、健康的冷水處理方式,獲得接近室外空氣露點溫度的冷水。
圖4是間接 - 直接蒸發冷卻復合冷水機組。首先室外空氣(工作介質)經過一個間接蒸發冷卻器,如板翅式、管式、熱管式、轉輪式、露點式等結構形式,冷卻排風先進行預冷卻,然后再與產出介質(冷水)充分接觸,進行熱濕交換,帶走產出介質(冷水)的熱量,最后在排風機的作用下排出,通過這個過程可以獲得較低溫度的冷水。
3.4 蒸發冷卻 - 機械制冷聯合冷水機組
蒸發冷卻 - 機械制冷聯合冷水機組的產出介質為冷水。如圖5所示,蒸發冷卻 - 機械制冷聯合冷水機組里間接蒸發冷卻段為二級間接蒸發冷卻,上面是高溫冷水空氣冷卻器,內部所通的由蒸發冷卻段產生的高溫冷水;下面是低溫冷水空氣冷卻器,內部所通的低溫冷水來自經由用戶的回水。室外空氣進入間接蒸發冷卻段,首先經過高溫冷水空氣冷卻器進行初步冷卻,然后再經過低溫冷水冷卻器進一步等濕冷卻,最后經過直接蒸發冷卻段進行熱濕交換,產生高溫冷水,制取的高溫冷水再和機械制冷段制取的冷水按一定比例進行混合,最終得到溫度穩定的高溫冷水,輸送到室內顯熱末端,如干式風機盤管、輻射末端、冷梁等。
4 結語
風側蒸發冷卻空調技術與水側蒸發冷卻空調技術都是根據水蒸發冷卻原理,但獲得的冷量形式不同,前者獲取的是冷風,而后者獲得的是冷水。利用水側蒸發冷卻空調技術的主要目的不再是獲取冷風,而是獲取冷水。本文從術語詮釋方面對風側蒸發冷卻空調技術和水側蒸發冷卻空調技術進行了比較分析,明確區別了兩者的關系,并重點介紹了水側蒸發冷卻空調設備形式。希望通過此文的介紹,能夠使業內人士正確認識水側蒸發冷卻空調技術,并更加規范地正確使用術語,進而希望該技術能夠實現其應有的使用價值。