高效节能的蒸发冷却技术及其应用的建模与实验研究

【摘要】： 随着制冷空调技术的发展与广泛应用,传统的制冷方法导致了目前令人们关注的两大问题:即能源问题和环境问题。蒸发冷却因其节能环保的优势而越来越受到重视,本文以高效节能的蒸发冷却技术及其应用为主要研究对象,建立和完善了直接蒸发冷却(DEC)和间接蒸发冷却(IEC)热力分析与计算模型,并探讨了蒸发冷却与现有制冷空调技术相结合的两种新型空调系统的经济性及其应用前景。 本文建立了DEC的热力计算模型,并在借鉴冷却塔的传热传质计算理论的基础上,得出了传热传质系数基本形式。通过对DEC的实验研究,探讨了DEC性能的影响因素,得到了无机填料和纸质填料的换热系数和空气阻力的经验公式,进一步完善了DEC的计算理论,并对两种填料进行了详细地比较。 本文在对间接蒸发冷却(IEC)计算与分析模型深入调查的基础上,建立了IEC理论分析模型,对IEC传热传质机理及其性能影响因素进行了广泛深入地探讨。另外,考虑到工程计算的需要,还建立了一种IEC简化计算模型,该模型物理意义清晰,计算过程简单,计算结果与理论分析模型接近,偏差在3%以内,适合工程应用。 本文将蒸发冷却与现有技术相结合,建立了两种新型空调系统,即蒸发冷却与风冷冷水机组相结合的复合式系统和两级蒸发冷却与溶液除湿相结合的空调系统。阐述了直接蒸发冷却(DEC)与风冷冷水机组相结合的新型复合式系统的原理,通过对全国15个典型城市的计算分析表明,该系统可以有效地增加系统的制冷量和减小输入功率,从而提高系统的COP,在我国具有广泛的应用前景。在直接蒸发冷却(DEC)和间接蒸发冷却(IEC)优化组合的基础上构建了溶液除湿蒸发冷却系统(LDCS),探讨了系统特性及其运行调节方法,并以南京的天气为例进行了详细的实例计算,研究表明,该系统具有良好的发展潜力与广泛的应用价值。 【关键词】：直接蒸发冷却 间接蒸发冷却 溶液除湿 风冷冷水机组 空调 填料 节能
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TB61
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 主要符号表7-11
• 第一章 蒸发冷却及其应用研究概述11-19
• 1.1 研究背景11
• 1.2 蒸发冷却的基本原理及其在制冷空调系统中的应用概述11-14
• 1.2.1 直接蒸发冷却12-13
• 1.2.2 间接蒸发冷却13
• 1.2.3 间接－直接蒸发冷却13-14
• 1.2.4 除湿蒸发冷却14
• 1.3 国内外的研究现状14-18
• 1.3.1 直接蒸发冷却的基础研究14-15
• 1.3.2 间接蒸发冷却的基础研究15-16
• 1.3.3 蒸发冷却的应用研究16-17
• 1.3.4 除湿蒸发冷却的研究17-18
• 1.4 本课题的研究工作18-19
• 第二章 直接蒸发冷却的理论研究19-27
• 2.1 空气与水直接接触时的热质交换过程19-21
• 2.1.1 空气与水直接接触时的热质交换机理19-20
• 2.1.2 空气与水直接接触时的热质交换基本方程20
• 2.1.3 空气与水直接接触时的热质交换过程分析20-21
• 2.2 直接蒸发冷却的原理与设备21-22
• 2.2.1 直接蒸发冷却器21
• 2.2.2 直接蒸发冷却的空气处理过程21-22
• 2.2.3 直接蒸发冷却的性能评价22
• 2.3 直接蒸发冷却的计算模型22-25
• 2.3.1 数学模型的假设条件22-23
• 2.3.2 数学模型23
• 2.3.3 数学模型的求解23-25
• 2.3.4 直接蒸发冷却性能分析25
• 2.4 直接蒸发冷却的传热、传质系数的确定25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第三章 直接蒸发冷却的实验研究27-43
• 3.1 直接蒸发冷却实验系统27-29
• 3.1.1 直接蒸发冷却模块27-28
• 3.1.2 工况调节模块28-29
• 3.1.3 测量与控制模块29
• 3.2 直接蒸发冷却实验测控系统的软件设计29-31
• 3.2.1 模块设计29-30
• 3.2.2 软件的接口设计30-31
• 3.3 直接蒸发冷却实验目的与方法31-33
• 3.3.1 实验目的31-32
• 3.3.2 实验方法32-33
• 3.4 直接蒸发冷却过程的影响因素33-37
• 3.4.1 空气流速33-34
• 3.4.2 淋水量34-35
• 3.4.3 空气干、湿球温度35
• 3.4.4 循环水水温35-36
• 3.4.5 填料厚度36-37
• 3.5 直接蒸发冷却的数值拟合37-40
• 3.5.1 热质交换系数的拟合37-38
• 3.5.2 空气阻力的拟合38-40
• 3.6 直接蒸发冷却两种填料的比较40-42
• 3.6.1 传热性能40
• 3.6.2 阻力特性40-41
• 3.6.3 抗漂水性41
• 3.6.4 防腐性能41
• 3.6.5 阻燃性41
• 3.6.6 成本41-42
• 3.7 本章小结42-43
• 第四章 间接蒸发冷却的理论研究43-63
• 4.1 间接蒸发冷却概述43-44
• 4.1.1 间接蒸发冷却的基本原理43
• 4.1.2 间接蒸发冷却的性能评价43
• 4.1.3 间接蒸发冷却器的结构43-44
• 4.2 间接蒸发冷却经典模型评述44-45
• 4.3 间接蒸发冷却的热力分析与建模45-49
• 4.3.1 基本假设45-46
• 4.3.2 间接蒸发冷却器的建模46-49
• 4.4 间接蒸发冷却器的模拟与讨论49-57
• 4.4.1 间接蒸发冷却器的模拟49-50
• 4.4.2 板式换热器热力参数的分布规律50-52
• 4.4.3 运行工况对IEC 性能的影响52-56
• 4.4.4 结论56-57
• 4.5 间接蒸发冷却的简化计算模型57-62
• 4.5.1 间接蒸发冷却器的综合传热系数的确定57-59
• 4.5.2 板式间接蒸发冷却器冷却效率的计算59-61
• 4.5.3 两种计算模型的准确性探究61-62
• 4.6 本章小结62-63
• 第五章 蒸发冷却的应用研究63-75
• 5.1 蒸发冷却用于改善风冷冷水机组性能的研究63-67
• 5.1.1 研究背景及其现状63-64
• 5.1.2 直接蒸发冷却与风冷冷水机组相结合的复合式系统64
• 5.1.3 复合式系统的节能效果分析64-66
• 5.1.4 本节小结66-67
• 5.2 蒸发冷却在溶液除湿空调系统中的应用研究67-75
• 5.2.1 溶液除湿蒸发冷却系统(LDCS)的构建67-69
• 5.2.2 空调系统运行调节69-71
• 5.2.3 LDCS 实例计算和分析71-74
• 5.2.4 本节小结74-75
• 第六章 研究总结与建议75-77
• 6.1 全文总结75-76
• 6.2 本论文的不足之处以及对未来相关研究的建议76-77
• 致谢77-78
• 参考文献78-82
• 研究生在读期间发表论文82
• 科研与社会实践82

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

蒸发式冷气机性能参数的试验研究    刘刚;曹阳;

蒸发冷却填料性能的无量纲参数分析    江锐锋;辛军哲;刘金星;

蒸发冷却空调系统在我国村镇的适用性研究    花严红;曹阳;

膨胀珍珠岩蒸发层厚度对屋面蒸发隔热效果的影响分析    梅胜;郭创;杨晚生;

基于溶液除湿的直接蒸发冷却冷水系统性能模拟    李士强;殷勇高;张小松;

基于虚拟循环结构（火用）分析的水蒸发冷却技术高效利用的研究    刘刚

空调系统排风冷能利用研究    黄艾星

《村镇小型地源热泵采暖制冷技术规程》中若干问题研究    方琦

直接蒸发冷却填料的理论计算与优化设计    江锐锋

直接蒸发冷却的数值模拟及应用研究    段满清

小型货车用引射加湿制冷装置的研究    李德智

直接蒸发冷却空调器填料表面性能实验研究    冯翠珍

间接蒸发冷却式板式换热器热工特性实验研究    丁良士,王建军,姜明健

蒸发冷却式空调自动控制的研究    黄翔,强天伟,狄育慧,贺进宝

面向环保、节能、经济及室内空气品质联合挑战的蒸发冷却技术    黄翔

间接发冷却器中布水器对传热传质的影响    周斌,黄翔,狄育慧

蒸发冷却空调房间气流组织的数值模拟    杨建坤,张旭,徐琳

直接蒸发冷却式空调机用填料的性能评价    宣永梅,黄翔,武俊梅

单元式直接蒸发冷却空调机的优化设计    武俊梅,黄翔,陶文铨

间接蒸发冷却器热工计算数学模型及验证    屈元,黄翔

蒸发冷却技术    孟华,龙惟定

蒸发式空气加湿冷却器的性能及其在风冷冷水机组中的应用    由世俊,张欢,刘耀浩,孙泽强

蒸发冷却（火用）分析及板式换热器的设计与模拟研究    任承钦

太阳能溶液蓄能空调系统的基础研究    殷勇高

陶粒湿屋面传热过程的有限元解法    杨红霞;戴天兴;崔保龙;吴小强;

空气源热泵热水器的研制及试验研究    李海峰;蔡正云;

浅析吸收式太阳能空调    杨军华;董军;

利用太阳能的被动蒸发冷却技术    范影;黄翔;狄育慧;

关于城市气候资源研究    孟庆林,蔡宁

燃气空调机组性能分析    宋岩;

蒸发冷却制冷水设备的改进设计    吕艳;刘德扬;

浅析绿色生态建筑与暖通空调技术    李杰明;翟华;

中国严寒和寒冷地区城镇住宅采暖耗能影响因素分析——以吉林省为例    陈莉;李帅;方修琦;陈坤;

地表水地源热泵系统工程应用及节能效益    黄余余;党志良;张波;李金店;

蒸发冷却组合式空调机组性能测控系统的开发    熊理;黄翔;强天伟;

泡沫陶瓷填料直接蒸发冷却换热性能的实验研究    冯胜山;刘庆丰;许顺红;辛军哲;刘群赐;

城市热网夏季吸收式供冷方式分析    张群力;付林;狄洪发;

多孔陶瓷填料直接蒸发冷却器的初探    刘小文;黄翔;吴志湘;

水侧蒸发冷却空调技术    孙铁柱;黄翔;文力;

转轮式热回收型蒸发冷却空调的浅析    罗绒;黄翔;靳贵铭;

蒸发冷却空调技术的诠释(2)    黄翔;孙铁柱;汪超;

空气-空气能量回收装置阻力性能的数值模拟研究    栾卫涛;李永安;

溶液除湿系统内循环的数值模拟研究    许礼飞;鲁月红;雷博;黄志甲;

低温烟气余热驱动的溶液除湿系统热力学分析    鲁月红;雷博;许礼飞;黄志甲;

湿热地区降雨对墙体传热的影响研究    李丽

冷变换器原理及其在低品位热驱动制冷系统中的应用研究    何丽娟

建筑蓄热与自然通风耦合作用下室内温度计算及影响因素分析    周军莉

地铁站全膜流板式蒸发冷却器传热传质机理研究    蒋斌

城市地下空间热能综合利用系统研究    叶凌

靶式撞击流喷水室对空气热湿处理和喷嘴流场模拟研究    颜苏芊

生物质能—太阳能联合制冷的适配性研究    周恒涛

多孔建筑材料表面换热系数的风洞实验研究    李宁

蒸发冷却（火用）分析及板式换热器的设计与模拟研究    任承钦

喷射器与太阳能喷射式制冷系统研究    张博

基于工质R134a的冷水机组换热器结构分析及系统特性研究    朱新华

非饱和蒸发式冷却器设计及强化传热性能研究    李雪玲

基于虚拟循环结构（火用）分析的水蒸发冷却技术高效利用的研究    刘刚

水膜作用下换热管传质性能的研究    刘世昊

纺织空调用折板式间接蒸发冷却器开发与研究    臧丹阳

干湿两用闭式冷却塔的结构设计与性能分析    李楠

基于空气—空气能量回收装置的空调系统全年节能效果分析与研究    杨宗瑾

污水换热器结垢规律及在线清洗装置研究    冯源

山东地区建筑风环境模拟及自然通风潜力分析    魏晓真

蒸发冷却空调新风机组的开发及实验研究    尧德华

陶粒湿屋面隔热效果的测试研究    杨红霞;戴天兴;刘加平;李盛斌;

TiO_2光催化薄膜的制备法    于向阳,程继健,杜永娟

增强型电场协助光催化降解有机污染物    吴合进,吴鸣,谢茂松,刘鸿,杨民,孙福侠,杜鸿章

表面键联型TiO_2/SiO_2固定化催化剂的结构及催化性能    胡春,王怡中,汤鸿霄

稀土元素掺杂对纳米TiO_2光催化剂的影响及机理    孙俊英;孟大维;汪新星;刘卫平;欧阳海琳;王革;

访谈:铅冶炼烟气净化中的蒸发冷却技术    郭海军,裴丽苗

客车空调技术的发展    潘月芳

新农村建设给排水系统规划    许升超;

大型发电机蒸发冷却技术中新型冷却介质的实验研究    阮琳,顾国彪,田新东,常振炎

蓄能型太阳能溶液除湿蒸发冷却空调系统研究    殷勇高,张小松,李应林,管振水

蒸发冷却在节能降温方面的应用    林易谈;

排风热回收装置的适用性及经济性    董乃进;徐传汉;

板式热回收器的性能试验    钱兆铭;黄支美;

金属填料表面热质交换实验研究    华君;由世俊;冯立;

淋水金属填料的冷却、除湿性能研究    邢永杰;由世俊;刘芳;

金属填料型空气处理设备的热质传递性能研究    由世俊;张欢;孙贺江;王峰一;

无机填料的直接蒸发冷却实验研究    蒋毅;张小松;殷勇高;

多波段光催化协合材料    颜学武

通风空调设备用蒸发冷却节能技术的研究    强天伟

湿空气透平（HAT）循环饱和器若干问题的研究    李一兴

通风空调系统空气微生物传播与消毒控制方法    卢振

村镇地下水直接冷却与地源热泵联合运行技术研究    何帅

组合式空调数字化设计研究    白伟

电极性矿物材料表面光催化功能膜研究    冯艳文

暖通空调系统全寿命周期成本研究    刘映

电气石、稀土、二氧化钛复合材料的制备及光催化性能研究    孟军平

蒸发冷却技术理论及应用研究    柴续斌

纳米二氧化钛抗菌性能研究    刘艳辉

新风热回收空调器的研发及实验研究    郭岩杰

冬冷夏热地区应用地表水源热泵系统供暖的优化方法    刘婷婷

静止式空气—空气全热交换器性能评价研究    王政

蒸发冷却在我国不同区域地下工程中的适用性分析    郭学森;韩旭;周森林;张华;窦文平;王瑞海;

浅谈蒸发冷却中的数值模拟    李婷;强天伟;

热管式间接蒸发冷却空调方式的能耗分析    余龙;万建武;李俊华;

数值模拟在蒸发冷却中的应用    李婷;强天伟;

采暖空调在我国农村住宅的应用现状    孙哲;黄翔;刘佳莉;

蒸发式空调应用于我国农村住宅的前景初探    刘佳莉;黄翔;孙哲;

蒸发冷却在我国各地地下工程中的适用性分析    郭学森;韩旭;刘永华;程涛;

增膜型蒸发空冷器强化传热传质研究    王军

基于虚拟循环结构（火用）分析的水蒸发冷却技术高效利用的研究    刘刚

冷却器传热的数值模拟及影响因素分析    王雪

地板个性化送风方式的动态能耗分析研究    徐善梅

矿井局部热害快速蒸发冷却技术的研究    王伟

一体化高湿差压预冷装置的开发和预冷效果的研究    邓超

小型货车用引射加湿制冷装置的研究    李德智

环形热管换热器在蒸发冷却空调系统的应用研究    余龙

西北地区应用蒸发冷却空调的节能分析与研究    王永辉

家用直接蒸发冷却器对房间温湿度场影响的性能研究    孙欣欣

屋面被动冷却蒸发层温度波衰减问题    孟庆林,陈启高

湿表面蒸发冷却作用下的广义综合温度研究    孟庆林

蓄能技术新概念——制冷/制热潜能储存技术    徐士鸣

蓄能型溶液除湿蒸发冷却空调系统中除湿器研究    张小松,费秀峰,施明恒,曹毅然

间接蒸发冷却式板式换热器热工特性实验研究    丁良士,王建军,姜明健

我国某几个城市利用蒸发冷却进行空调的适用性分析    陆亚俊;刘文;

氯化锂－水吸附式再循环型空调制冷系统性能研究    丁静,冯毅,谭盈科

建筑屋面利用含湿多孔材料被动蒸发降温技术研究    孟庆林

蓄能空调的优化设计与经济运行    武新国

卧式组合空调机组直接蒸发冷却段的开发与研究    马最良,肖玉生

复合式蒸发冷却空调机组中冷却塔供冷型预冷器的计算机辅助设计    屈元;黄翔;狄育慧;贺进宝;李刚;

直接蒸发冷却式空气处理机组的试验、研制与应用    宋志强;江洪涛;张建华;江从仁;

蒸发冷却空调技术的工程应用问题    刘鸣;

三级蒸发冷却空调热工计算法与工程应用分析    黄翔;周斌;屈元;张丹;

面向环保、节能、经济及室内空气品质联合挑战的蒸发冷却技术    黄翔

52.5MW蒸发冷却水轮发电机的研制    梁学焜;

蒸发冷却技术在变频器中的应用    叶万仁;李振国;

蒸发冷却技术在变频器中的应用研究    李振国;田新东;梁文瑞;张广强;

水轮发电机内冷技术的发展    顾国彪;田新东;

大型发电机蒸发冷却技术中新型冷却介质的实验研究    阮琳,顾国彪,田新东,常振炎

水轮发电机自循环蒸发冷却技术解说    田新东;袁佳毅;常振炎;

定子蒸发冷却转子空冷的汽轮发电机    熊斌;顾国彪;

水轮发电机定子绕组的蒸发冷却    

蒸发冷却技术在非干燥地区的应用    陈沛霖

纺织细纱车间采用蒸发冷却技术的适用性    周义德;臧丹阳;王宏伟;

蒸发冷却技术在纺织厂空调改造中的应用(2)    黄翔;白延斌;汪超;霍海红;

水蒸发冷却技术在云南通信机房空调高效节能中的应用与研究    王瑞瑜;

论大型水轮发电机蒸发冷却技术    岳立夫;吕六和;宋秀山;

蒸发冷却技术在我国非干燥地区的应用研究    王倩;

《蒸发冷却空调技术手册》(第3版)简介    

喷雾蒸发冷却技术在高炉干法除尘系统中的应用    刘晨;王家帘;裴丽苗;刘增华;程小军;

大型水轮发电机蒸发冷却——自主创新,迎接挑战    顾国彪;

蒸发冷却在节能降温方面的应用    林易谈;

蒸发冷却技术在李家峡水电站400MW水轮发电机组上的应用    王兴玉;乔吉庆;孙天虎;田新东;袁佳毅;

东方电机将用蒸发冷却技术装备三峡    余小波

大型电气设备领域自主创新探路人    刘伟　刘炳胜 覃硕

电磁除铁器研制获重大技术突破    驻山东记者 张运科

建设一流战略高技术创新基地    实习生 张如 本报记者　于莘明

哈电机瞄准世界科技前沿亮剑    本报记者 由庆祝 通讯员 孙世岩

选好冷却方式 实现高效除尘    刘晨

紧跟国家发展战略 追求创新50载    本报记者 李大庆

集节能、环保于一体的减排技术    刘晨 裴丽苗 宋会江

蒸发冷却技术改变传统换热工艺    记者 姜小毛　通讯员 杨湃

在电工学科前沿领域开拓创新    范兴川 张蕾

大型水轮发电机蒸发内冷系统的基础理论研究及自循环系统的仿真计算    阮琳

牵引变压器的优化设计及蒸发冷却技术在电磁除铁器和变压器方面的应用研究    郭卉

大型汽轮发电机转子开放管道式蒸发冷却技术基础研究    侯哲

通风空调设备用蒸发冷却节能技术的研究    强天伟

板式湿式空冷器湿球温度迁移特性与优化研究    许旺发

基于数值分析的大型同步电机内温度场的研究    温志伟

地铁站全膜流板式蒸发冷却器传热传质机理研究    蒋斌

蒸发冷却电机空心导线内气液两相流动摩擦阻力的研究    蔡静

卧式蒸发冷却电机定子绝缘与传热系统的研究    栾茹

基于虚拟循环结构（火用）分析的水蒸发冷却技术高效利用的研究    刘刚

蒸发冷却技术在冷轧厂房中的应用研究    徐斌

用于芯片散热的蒸发冷却技术    孙潇

大功率整流器件蒸发冷却技术的研究    谢秀刚

基于蒸发冷却辐射供冷/热空调系统实验研究    闫振华

蒸发冷却电磁除铁器的温度场仿真计算及复合型蒸发冷却介质的试验研究    李树柯

水下电机定子蒸发冷却技术与传统冷却技术模型实验研究    张学礼

南疆地区建筑自然通风与蒸发冷却匹配技术研究    王鸽鹏

解剖实验室甲醛污染控制研究    王友君

冷却器传热的数值模拟及影响因素分析    王雪