制冷知识：蒸发冷却冷凝技术

制冷知识：蒸发冷却冷凝技术

1、直接蒸发冷却空调技术

空气和水发生直接接触时，空气不断地将显热传递给水降低自身温度，同时水由于吸热释放出汽化潜热，这种利用空气的显热换得潜热的过程就是直接蒸发冷却过程。利用该原理的直接蒸发冷却空调按照降温形式可分为冷雾式直接蒸发冷却空调和冷风式直接蒸发冷却空调。

1.1 冷雾式直接蒸发冷却空调

1.1.1 高压微雾型

图1所示为高压微雾型冷雾式直接蒸发冷却空调器，其工作原理是利用高压柱塞泵将水压提高至7 MPa，然后将加压后的水经耐高压管线输送至专业喷嘴将其雾化，产生直径为3~15 μm的微雾颗粒，使其能够迅速从空气中吸收热量完成汽化并扩散，从而达到空气加湿、降温的目的。

高压微雾型冷雾式直接蒸发冷却空调器应用比较广泛，不仅可以用于室内，户外场所同样适用，1992年西班牙塞维利亚世界博览会欧洲大道上的喷雾塔内就设置了高压雾化喷嘴（图2）为游客进行降温，且设计简洁大方，与周围建筑相得益彰。

图1 高压微雾型冷雾式直接蒸发冷却空调器实物图

图2 塞维利亚世界博览会欧洲大道喷雾塔

1.1.2 汽水混合

汽水混合型冷雾式直接蒸发冷却空调器的加湿过程可分为引射和雾化2个部分。具有一定压力（0.1~1.0 MPa）的压缩空气通过特制的喷嘴腔，进行合理的配置和导流，在喷嘴口形成负压区，由于负压作用，集水器中的水连续不断地被引射到喷嘴腔内。被引射的水通过自动控水装置集存于集水器内，为高压空气引射喷雾提供了无压水源。压缩空气与被引射水的流速不同，2股流体在喷嘴腔内以设定的流量和流向有序地流动。

雾化过程中较高压力的压缩空气能量传递给较低压力的水，使水的能量增高。2股流体在喷嘴出口处混合喷出，混合过程中高压空气与水流发生动量交换，与水进行剧烈摩擦与碰撞，利用空化效应将水充分雾化成细小的水珠。当汽水混合流体从喷嘴高速喷出时，又与外界大气中的空气进行摩擦接触，从而将水滴进一步撕碎，水滴的直径可达5~10 μm，从而达到良好的雾化效果。图3所示为汽水混合型冷雾式直接蒸发冷却空调器。

图3 汽水混合型冷雾式直接蒸发冷却空调器实物图

1.2 冷风式直接蒸发冷却空调

1.2.1 蒸发式冷气机（冷风扇）

蒸发式冷气机是利用淋水填料层直接与待处理的室外空气接触，由于喷淋水的温度一般都低于待处理空气(即新风)的温度，空气不断将自身显热传递给水而得以降温；与此同时，部分喷淋水（循环水）会因不断吸收空气中的热量而蒸发，蒸发后的水蒸气被气流带入室内，于是，新风既得以降温，又实现了加湿。所以，这种利用空气的显热换得潜热的处理过程，既可称为空气的直接蒸发冷却，又可称为空气的绝热降温加湿。待处理空气通过直接蒸发冷却所实现的空气处理过程为等焓加湿降温过程，其极限温度为空气的湿球温度。图4和图5所示分别为蒸发式冷气机（冷风扇）的原理图和实物图。

图4 蒸发式冷气机工作原理图

图5 家用小风量蒸发式冷风扇

蒸发式冷气机适用范围：

1）在南方地区主要适用于纺织、服装、制革、化工、冶金、食品等工厂以及一些有高温热源的生产场所；

2）在北方地区适用于商场、餐馆、火锅店、医院门诊大厅、车站候车厅、机场、学校等人口密集需要通风降温的公共场所；

3）有污染性气体或散发粉尘及有害气体的场所；

4）已安装传统空调但新风量或含氧量不足的场所；

5）通信基站、机房降温设备的节能改造。

目前，单独采用直接蒸发冷却空调技术的蒸发式冷气机主要适用于允许室内温度偏高、空气流速大的场所。直接蒸发冷却还可与岗位送风相结合，将冷风直接送至人员的工作区域，有利于提高工作效率。

1.2.2 窗式蒸发冷却空调器

图6所示为窗式蒸发冷却空调器。随着不断地开发和完善，第二代窗式蒸发冷却空调器的外形和功能不断改进，较第一代更加美观，还可以从房间内部拆卸外壳，检修和更换填料，为安装和维护提供了方便。图7所示为第一代和第二代窗式蒸发冷却空调器的对比图。

图6 窗式蒸发冷却空调器实物图

图7 第一代和第二代窗式蒸发冷却空调器对比图

窗式蒸发冷却空调器具有节能、环保、经济、低碳、舒适等优点，近年来已经在我国广大西北地区得到了推广和应用，尤其是在学生宿舍。学生宿舍多采用悬挂式电风扇进行降温，少数采用机械压缩式制冷空调进行降温。窗式蒸发冷却空调器降温效果虽不如机械压缩式制冷空调，但其具有送风量大、全新风运行的特点，可以满足宿舍空间的舒适性要求，且在过渡季节，窗式蒸发冷却空调器仅作为通风设备使用，可满足室内的舒适性要求。使用窗式蒸发冷却空调器能够有效降低房间温度，改善室内热环境，送入宿舍的全新风改善了室内空气品质，但同时要做好排风系统，以达到良好的通风降温目的，避免室内湿度过大。

2、间接蒸发冷却空调技术

间接蒸发冷却空调技术，产出介质（空气或水）与工作介质（空气和水）间接接触进行热湿交换，产出介质与工作介质之间不存在质的交换，仅是显热的交换。作为间接蒸发冷却空调技术的特殊形式，露点式间接蒸发冷却空调技术是利用空气的干球温度与不断降低的湿球温度之差完成换热，这不同于一般间接蒸发冷却空调技术（利用空气的干球温度和固定的湿球温度之差换热）。

露点式间接蒸发冷却器干湿通道之间被打上小孔，进入干通道的一次空气被预冷后，流经小孔时一部分进入湿通道，作为二次空气与湿通道的水膜发生热湿交换，降低湿通道的温度，拉大了干湿通道的换热温差，使得干通道内的一次空气降温幅度增大。露点式间接蒸发冷却技术的驱动势是一次空气的干球温度与二次空气的露点之差，送风温度的极限是一次空气的露点，因此，可以提供送风干球温度比室外湿球温度低且接近露点的空气，温降较大。

2.1 露点式间接蒸发冷却空调机组

露点式间接蒸发冷却空调技术突破了直接蒸发冷却空调技术受湿球温度的限制，在干燥地区，露点式间接蒸发冷却空调很接近传统机械压缩式制冷空调的送风温度，相较于直接蒸发冷却空调，舒适性得到提高。高温冷水+盘管（AWA）的降温模式是以冷风先制取冷水，再用冷水制取冷风，而露点式间接蒸发冷却空调机组（AA）是用冷风直接制取冷风，如图8所示，省却了能量转换带来的无谓损耗，工程造价大幅降低，无表冷器，因此冬季无须考虑防冻问题。机组利用露点与干球温度之间存在的温差不断对空气进行冷却，使送风逼近露点。

图8 露点式间接蒸发冷却空调机组与高温冷水机组＋盘管送新风对比

图9 露点式间接蒸发冷却空调机组实物图

如图10所示，工作气流通过芯体下部的干通道，被前一级湿侧蒸发冷却带走显热，焓值降低，实现预冷后，经过节流孔进入另一侧的湿通道进行等焓加湿。产出气流通过芯体上部的干通道，绝对含湿量不变，干球温度被另一侧交叉布置的多级湿通道依次降低，然后送入室内。

图10 露点式间接蒸发冷却芯体工作原理图

2.2 露点式间接蒸发冷却冷水机组

蒸发冷却冷水机组与常规的蒸发冷却空调技术制取冷风所获得冷量形式不同，是采用水侧蒸发冷却技术获得冷水。机组由间接蒸发冷却段、喷淋装置、风机等组成。室外新风先经过间接蒸发冷却过程预冷，预冷后的空气进入填料塔与填料表面的水膜进行充分的热湿交换制备冷水，然后空气在排风机的作用下被排出冷水机组。间接蒸发冷却段可以有多种形式，例如表冷式间接段、板翅式间接段、管式间接段、露点式间接段等。

图11所示为露点式间接蒸发冷却冷水机组的实物图和原理图，图12所示为表冷式间接蒸发冷却冷水机组的实物图与原理图。蒸发冷却冷水机组的出水温度低于常规冷却塔的出水温度，而又高于常规冷水机组的出水温度，因此，蒸发冷却冷水机组的应用方式由其自身的性能特点及建筑使用功能要求和空调对象的热、湿负荷特点决定。

图11 露点式间接蒸发冷却冷水机组实物图和工作原理图

图12 表冷式间接蒸发冷却冷水机组实物图和工作原理图

3、蒸发冷却与机械制冷复合空调技术

蒸发冷却空调技术具有节能、低碳、经济、健康的独特优势，但单独依靠该技术制取的冷风或冷水参数与室外空气状态紧密相关，不易控制且具有不稳定性，自身性能有待提高。而机械制冷技术可以制取温度较稳定的冷风或冷水，但相比而言耗能较大。

将蒸发冷却与机械制冷有机结合，可实现2种技术的协同运行与相互耦合，弥补单纯采用其中一方法所存在的不足，有利于优化蒸发冷却设备，拓宽其使用范围，同时提高机械制冷性能，促进节能减排，实现两者优势互补。图13所示为蒸发冷却＋机械制冷（直膨式）组合式空调机组实物图和工作原理图。

图13 蒸发冷却＋机械制冷（直膨式）组合式空调机组实物图和工作原理图

该组合式空调机组有2种运行模式：①针对干燥工况，充分发挥蒸发冷却空调技术的优势进行自然冷却，只开启直接蒸发冷却段即可满足设计要求，待处理空气经由过滤段进入直接蒸发冷却段被等焓加湿降温后由风机送入室内；②针对高温高湿工况，直接蒸发冷却段关闭，开启机械制冷段，室外空气与室内回风进行混合，之后由机械制冷循环蒸发器进行减湿冷却后由风机送入室内。

4、数据中心用双冷源蒸发式冷气机

出于对高能效的追求，人们对蒸发冷却这一节能环保技术的接受度不断增加，蒸发冷却空调技术广泛地应用到数据中心领域，图14所示为数据中心用双冷源蒸发式冷气机实物。

图14 数据中心用双冷源蒸发式冷气机实物图

一、制冷与空调设备安装修理作业含义：

制冷与空调设备安装修理作业：所指制冷与空调设备整机、部件及相关系统进行安装、调试与维修的作业。

二、制冷与空调设备安装修理作业证书性质：

制冷与空调设备运行操作证，发证机关：应急管理局（原来的安监局）证书3年一审，6年一换。报名后由学校统一组织培训，考试，并且取得理论、实操成绩合格后，由发证机关制证后方可取得。

三、制冷与空调安装修理操作证报名条件：

1、年满18周岁且符合相关工种规定的年龄要求；

2、经医院体检合格且无妨碍从事相应作业的疾病和生理缺陷；

3、初中及以上学历；

四、制冷与空调安装修理操作证报名资料：

1、身份证复印件1份

2、本人照片1张（大小不分、底色不分）

3、初中或初中以上学历证1份（没有毕业证可提供户口册本人信息页）

4、个人健康承诺书1份（学校提供，本人签字按手印）

5、制证申请表1份（学校提供，本人签字按手印）

五、制冷与空调安装修理操作证复训报名条件：

1、证书必须在有效期内。

2、证书必须真实，在国家官网可查询。

六、制冷与空调安装修理操作证复训报名资料：

1、身份证复印件1份（也可提供身份证正反面照片）

2、一寸白底照片2张（也可提供电子照片）

3、工作证明1份（学校提供单位盖章）

4、个人健康承诺书1份（学校提供，本人签字）

七、制冷证考试形式：

本人参考、单人单桌、理论实操均为机考，及格均分为80分

（注：制冷证复审只考理论不考实操）

我校每月开设安监、质监、人社、住建、学历：电工、焊工、登高、叉车、起重、锅炉、压力容器、电梯、电工/焊工（初级、中级、高级、技师、高级技师）、建安abc证、普工、特工、塔吊、信号，以及中专/大专/本科学历的提升等培训考试，更多详询：谭老师15912196962（微信同步）也可关注公众号，时时了解考试时间、考试流程、证书情况！

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