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蒸发冷却

物理现象

蒸发冷却，水蒸发吸热，具有冷却功能。这种物理现象早为人类所利用，例如在房间内泼点水，可以使室温有所下降。

现象描述
目前国内常见的蒸发冷却应用是：冷却塔的冷却水，水依靠自身一小部分在空气中蒸发而被冷却；纺织厂中要求空气湿度大，常用喷淋循环水来冷却空气（温度降低、含湿量增加）。蒸发冷却需要消耗水，但耗量很小，蒸发1kg水大约有2500kJ的冷量。蒸发冷却存在的问题是，用喷淋循环水来冷却空气，导致空气湿度增大，从而限制了它的应用范围，但是近代蒸发冷却技术的发展已经扩展了它的应用范围。
方式分类
干热气候区（如西北部地区等），夏季空气的干球温度高，含湿量低，其室外干燥空气不仅可直接利用来消除空调区的湿负荷，还可以通过间接蒸发冷却等来消除空调区的热负荷。在新疆、内蒙古、甘肃、宁夏、青海、西藏等地区，应用蒸发冷却技术可大量节约空调系统的消耗。
蒸发冷却分为直接蒸发冷却（Direct Evaporative Cooling，缩写为DEC）和间接蒸发冷却（Indirect Evaporative Cooling，缩写为IEC）。直接蒸发冷却是指干燥空气和水直接接触的冷却过程，空气处理过程中空气和水之间的传热、传质同时发生且相互影响，空气处理过程为绝热降温加湿过程，其极限温度能达到空气的湿球温度。
在某些情况下，当对处理空气有进一步的要求，如要求较低含湿量或比焓时，就应采用间接蒸发冷却。间接蒸发冷却可避免传热、传质的相互影响，空气处理过程为等湿降温过程，其极限温度能达到空气的露点温度。间接蒸发冷却又可分为两类：（1）利用直接蒸发冷却的二次空气通过换热器对一次空气（被冷却空气）进行干冷却；（2）利用蒸发冷却获得的冷水通过换热器对空气进行冷却。
设备分类
直接蒸发冷却设备
直接蒸发冷却设备有喷水室和淋水填料式两种型式。
直接蒸发冷却过程是接近等焓过程。用冷却效率来评价直接蒸发的换热效能，冷却效率Ed的定义为：
（1）
间接蒸发冷却器
间接蒸发冷却器类似于空气-空气换热器，换热器换热面的一侧是被冷却空气（称为一次空气）；另一侧是蒸发冷却的空气（称二次空气），在二次空气通过的同时淋循环水。常用的间接蒸发冷却器有两类——板翅式和管式。
间接蒸发冷却器换热效能也用冷却效率来评价，它定义为：
（2）
空调系统
全空气蒸发冷却空调系统
（1）一级蒸发冷却系统
我国有一些地区夏季空调室外计算干、湿球温度不高，用直接蒸发对室外空气进行冷却，冷却后的状态可以达到一般舒适性空调的送风要求。
（2）两级蒸发冷却系统
室外空气先经间接冷却处理后在进行直接蒸发冷却，以获得温度和含湿量均低的送风状态。
（3）三级蒸发冷却系统
第一级间接蒸发冷却——室外空气用冷却塔的冷水通过空气冷却器来冷却。第二级为间接蒸发冷却。第三级为直接蒸发冷却。
空气-水系统中蒸发冷却的应用
（1）冷却新风
（2）制取空调冷水
适用性分析
Ⅰ区：室外焓值h0和含湿量d0均小于室内焓值hR和含湿量dR。适宜采用蒸发冷却空调。Ⅱ区:h0>hR，而d0新风。Ⅲ区:h0>hR，d0
产品特点
蒸发冷却空调的主要特点有：
（1）能耗低。
（2）全空气蒸发冷却空调系统是全新风系统。
（3）初投资少，维修保养费低。
（4）受气候条件的制约，蒸发冷却的应用场所，系统形式、地区均受到限制。
（5）蒸发冷却都采用循环水喷淋，容易产生水垢；临水填料层容易被灰尘所堵塞；集水盘等存水的地方也易滋生微生物。
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