间接蒸发冷却空调系统在沿海地区应用的可行性分析开题报告.doc

开题报告 间接蒸发冷却空调系统在沿海地区应用的可行性分析 1 研究的目的及其意义 1.1 历史背景 大约在公元前2500年就有奴隶利用广口瓶里的水扇风给自己降温，这就是利用容器表面可以渗水，从而使表面变湿促进蒸发，吸收热量[1]。 公元70年前后一副壁画描绘了一个用来冷却饮用水的皮革水壶，为了使水更凉，陶瓷容器更健康，弗朗西斯一世的宫女还被派到了葡萄牙，在伊朗，古老的住宅和建筑物中经常使用蒸发冷却，方法是：房间的一部分在地下，从而避免太阳的热，还有流动水的水池，水池上方设有敞口的通风塔用来吸风，并通过改变上方风的方向掠过下方的水表面，饮用水的水池也通过此方法冷却。 现代的蒸发冷却有两个起源，包括东部和西部。由于每个地区的起源不同，所以是分别发展的，东部开发了较好的纺织厂冷却器以及单元式空气洗涤器，西部开发了抛洒式和旋转填料式冷却器以及大规模生产的滴水式冷却器。东部类型的在工业上比较普遍，而很少冷却，西部的则用于建筑和家庭中的冷却装置。 这些冷却装置不仅使人们的生活变得舒适，而且也提高了生产率和收入，从历史的观点上说，价格低廉的蒸发冷却器的贡献堪比早期的有蓬的大货车、反复使用的步枪、风车等。 为了使人们的生活、生产，更加的舒适、高效，人们进行了更具体的研究，利用水与空气之间的热湿交换从而实现的蒸发冷却有两种：直接蒸发冷却器和间接蒸发冷却。直接蒸发冷却是使空气与水直接接触，在水的蒸发过程中空气和水的温度都下降，这时虽然空气的温度降低了但是它的含湿量去增加了，这是它的不足之处，所以这使得它在空调中的使用变得有限，而间接蒸发冷却能弥补直接蒸发冷却的不足[2]。 随着人们生活水平的提高，以及对环境、健康更为关注，新型的节能产品越来越被人们接受。 1.2 研究的目的及意义 近些年来，低碳、节能、环保，成为了科技发展的焦点，为了既能满足人们对生活环境以及健康的需求，又能满足大自然的承受能力，间接蒸发冷却成为了其中的一个，最有利的发展对象。 蒸发冷却技术早期应用于一些干旱气候环境地区，并在美国的西南部、澳大利亚、印度、巴基斯坦、南非、以色列和我国的西北地区等炎热干燥地带得到推广。但是，这并不意味着蒸发冷却技术仅限于干旱气候环境使用。蒸发冷却系统有直接蒸发冷却（DEC）与间接蒸发冷却（IEC）及两者结合合而成的多种蒸发冷却系统几乎可以在所有气候条件下应用。 在夏季用电高峰时期，用电量占了相当高的比例（30%-40%或更高），空调制冷大多还是使用机械制冷系统[3].空调用电高峰直接造成电网负荷峰谷差拉大。1988年3月，美国地质调查数据表明美国石油储备减少了40%，在此之前，就连OPEC的石油储备也面临枯竭，这会使油价相对上涨，煤炭和燃气的价格也会高涨。同时，机械式制冷过程中释放的氟氯烃弥散到大气平流层中会造成臭氧层的破坏。与二氧化碳等温室气体共同作用使得温室效应现象加剧，形成新的恶性循环[4].目前CFCs替代物的使用存在能力使用效率降低，限制排放、回收、破坏处理等需要的能量增大，与此关联的二氧化碳排放量增加等问题。值得注意的是，作为CFCs替代物的制冷剂HCFC-22破坏臭氧层能力较低，但其产生的温室效应却较强。 总之，由于面临能源日趋紧张，环境破坏日趋严重、机械式制冷耗电量过大及夏季空调用电高峰造成电网负荷峰谷差拉大等严重问题，促进了空调技术在减小能源消耗及改善大气环境为目的的新技术的开发和利用。室内空气环境、地球环境以及能源的有效利用已经成为空调专业发展的三个主要方向，而间接式蒸发冷却空调器则符合了目前空调专业的发展趋势。蒸发冷却空调器具有较低的冷却设备成本（初投资约为空调设备的1/2)，能大幅度降低用电量和用电高峰期对电能功率的要求（运行能耗约为常规空调设备的1/5，节能达到70%以上）；采用水作为制冷剂，能减少温室气体和CFCS的排放量，因此被称为“零费用制冷技术”、“绿色空调”和“仿生空调”，是一种真正意义上的节能环保和可持续发展的制冷空调技术。 1.3 蒸发冷却的原理及分类 1.3.1蒸发冷却的原理 在空气中具有蒸发能力。在没有别的热源条件下，水与空气间的热湿交换过程是空气传递显热给水，使空气的温度下降。而由于水的蒸发，不但空气的含湿量要增加，且进入空气的水蒸气带回一些汽水潜热效果。这两种热量相等，故水温会温度于某一平衡温度，这一温度就是空气的湿球温度。只要空气不是饱和的，湿球温度总是低于干球温度，也即水温总是低于空气干球温度。所以，利用循环水直接（或通过填料层）喷淋空气可以取得空气的降温。在允许条件下可以利用这空气作为送风以降低室温，这就是蒸发冷却[5]。 1.3.2直接蒸发冷却的原理及分类 1.3.2.1直接蒸发冷却的原理 利用循环水直接喷淋未饱和湿空气形成的增湿、降温、等焓过程称为直接蒸发冷却，直接蒸发冷却是使空气和水直