數(shù)據(jù)中心間接蒸發(fā)冷卻技術原理是什么？

作者：蘭洋科技????瀏覽量：5574????時間：2023年06月27日????標簽: 蒸發(fā)冷卻空氣冷卻冷卻技術

蒸發(fā)冷卻工藝是一種使用水作為制冷劑的冷卻技術，這是一個顯著的優(yōu)勢，使其環(huán)境友好。

蒸發(fā)冷卻的工作原理是水的蒸發(fā)。水從進入的空氣中吸收熱量并蒸發(fā)。蒸發(fā)使空氣冷卻并增加其濕度。由于能耗低，這種冷卻方法在炎熱干燥的氣候中非常流行。

人體汗液的分泌和蒸發(fā)導致的身體冷卻是蒸發(fā)冷卻的一個例子。這種控制體溫的自然現(xiàn)象在所有哺乳動物中都很普遍。

在蒸發(fā)冷卻過程，風扇或鼓風機用于從外部吸入熱空氣，并通過濕墊，為水蒸發(fā)提供足夠的表面積。墊子通常由諸如白楊木羊毛或紙賽璐珞墊之類的材料制成。

蒸發(fā)冷卻工藝

墊子材料：阿斯彭羊毛纖維。

墊子材料：紙賽璐珞墊

與傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)一樣，蒸發(fā)冷卻器也可以作為獨立機器安裝或通過管道安裝。蒸發(fā)冷卻器可以安裝在屋頂、窗戶安裝或地面安裝。當安裝管道系統(tǒng)時，屋頂安裝是首選。

由于系統(tǒng)在不斷蒸發(fā)時需要不斷補充水，因此水的質(zhì)量至關重要。如果使用硬水，會導致金屬部件結(jié)垢。水垢沉積也發(fā)生在墊中并且經(jīng)過一段時間。這會導致水在墊上的分布不均勻，從而導致熱點和由此產(chǎn)生的有效冷卻。為了解決再循環(huán)水中礦物質(zhì)含量高的問題，安裝了排水管以連續(xù)/間歇地排出部分水。

蒸發(fā)器的其他應用之一冷卻，在工業(yè)冷卻塔中大規(guī)模使用。在冷卻塔中，通過熱交換器從工業(yè)系統(tǒng)/過程中吸收熱量的循環(huán)水被排放到大氣中。

散熱過程是通過水分配噴嘴和管道系統(tǒng)在大面積上噴灑水來實現(xiàn)的，并將水收集在下面的水池中。根據(jù)冷卻塔的設計，水的蒸發(fā)是通過自然對流或引風機引起的。取決于流入水和大氣溫度之間的差值以及相對濕度，在冷卻塔中可以實現(xiàn)6-10°C的溫降。

什么是蒸發(fā)冷卻？

蒸發(fā)冷卻可以使用比典型制冷過程少得多的能量來降低空氣溫度。

在這個過程中，水在空氣流中蒸發(fā)，并從液相變?yōu)闅庀唷?來自周圍空氣的顯熱在該過程中用作蒸發(fā)水所需的潛熱——空氣中的能量損失導致空氣溫度降低。

這種冷卻技術既節(jié)能又具有高度可持續(xù)性，可確保在辦公樓、生產(chǎn)或配送中心內(nèi)營造勤勞、舒適和衛(wèi)生的工作環(huán)境。與另一種機械冷卻系統(tǒng)相比，蒸發(fā)冷卻方法使用的能量要少得多，但與傳統(tǒng)冷卻方法相比，其冷卻能力相同或更有效。

蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)不使用受污染的溫暖室內(nèi)空氣，從而在房間或建筑物內(nèi)產(chǎn)生 100% 新鮮和無污染的空氣。

然而，蒸發(fā)冷卻有其缺點，主要是當大氣濕度高時效率降低。在高濕度條件下，或當相對濕度由于大氣已經(jīng)被水分飽和，接近 100% 的水分蒸發(fā)變得困難。

因此，冷卻能力急劇下降。更重要的是，當在炎熱潮濕條件下的住宅區(qū)使用蒸發(fā)冷卻器時，由此產(chǎn)生的空氣中較高的水分含量會使環(huán)境更不適合人類居住。保持持續(xù)的高濕度水平也會導致家居用品中形成霉菌。

蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)

蒸發(fā)冷卻的不同技術是 (1) 直接、(2) 間接和 (3) 直接/間接或兩級蒸發(fā)冷卻。

什么是直接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)？

直接蒸發(fā)冷卻被定義為系統(tǒng)，其中傳入的外部空氣吹過加濕器，在加濕器中添加水分以降低其溫度。

在這個冷卻系統(tǒng)中，外部空氣吹過潮濕的表面，通常是纖維素蜂蜜冷卻墊。表面上的水分蒸發(fā)并降低空氣溫度。在鼓風機的幫助下，冷卻空氣在所需空間內(nèi)循環(huán)。

直接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)

在直接冷卻中，通過水蒸發(fā)實現(xiàn)的所有冷卻效果都轉(zhuǎn)移到被冷卻的空間。實際上沒有冷卻負荷的損失。考慮到 1000 Kg 水需要大約 680 KW 的能量才能將其從液相轉(zhuǎn)化為氣相，所達到的冷卻效果是顯著的。

然而，該系統(tǒng)有其局限性，因為冷卻效率會隨著進入空氣濕度的增加而急劇降低。這是因為如果進入的空氣已經(jīng)飽和了水分，則添加額外水分的可能性會降低，因此會產(chǎn)生冷卻效果。

直接蒸發(fā)冷卻原理？

直接蒸發(fā)冷卻或單級冷卻會增加氣流的水分含量，直至達到飽和點。

一個工作的細節(jié)直接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)如下：

從結(jié)構上看，它非常簡單，由風扇、厚墊、蓄水池等組成。
在一個大風扇的幫助下，來自外面的空氣被吸入厚厚的海綿狀濕墊。
厚墊的主要功能是吸水，并且這些墊的大量層增加了表面積。這種厚墊也稱為加濕器單元。熱空氣蒸發(fā)加濕器墊提供的大表面積上的水分子，結(jié)果加濕器內(nèi)的空氣溫度下降。溫降取決于進入空氣的濕度或水分含量，如果空氣又熱又干，溫降最高可達 20°C。
它是可用的最簡單和最受歡迎的冷卻系統(tǒng)，可用作滿足空調(diào)要求的最經(jīng)濟的替代方案，尤其是在某些氣候條件下。
提供開窗以循環(huán)冷空氣。也可以使用通向通風閣樓的天花板通風口。

可以實現(xiàn)的冷卻量可以根據(jù)進入空氣的干濕球溫度計算。在心理測量圖表的幫助下，需要這些溫度來計算進入空氣的濕度。如上圖所示，藍點表示干球溫度為25.4°C，濕球溫度為23.5°C。

這兩個溫度之間的低差異表明通過蒸發(fā)冷卻進入的空氣的冷卻潛力較低。因此這點位于 80% 相對濕度以上曲線。另一方面，紅點表示進入空氣的蒸發(fā)冷卻潛力較高，干球和濕球溫度分別為 42° 和 23.5° C?？梢岳斫獾氖?，特定濕度位于較低范圍內(nèi)（低于 20% 曲線）。

什么是間接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)？

在間接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)中，空氣流被供應到冷卻空間并且不與水接觸。

該過程實現(xiàn)了熱回收單元，其中被冷卻的空氣與在金屬表面的另一側(cè)蒸發(fā)的水進行熱交換。由于不與水直接接觸，因此空氣在不添加任何水分的情況下被冷卻。

間接蒸發(fā)冷卻

間接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)采用各種技術來實現(xiàn)水側(cè)的蒸發(fā)冷卻。在一種類型中，要冷卻的空氣通過一系列噴有水的金屬管。來自熱空氣的熱量使金屬表面上的水蒸發(fā)，從而產(chǎn)生冷卻效果。

間接蒸發(fā)冷卻原理？

在間接蒸發(fā)散熱器空氣的過程濕度不會增加。

間接蒸發(fā)冷卻器使用周圍的空氣來冷卻內(nèi)部溫度，而不允許外部和內(nèi)部氣流直接混合。蒸發(fā)冷卻過程中產(chǎn)生的水分隨廢氣一起排出，送入冷卻空間的氣流通過空對空換熱器進行冷卻。

基于上述概念的設計有多種變化。

間接蒸發(fā)冷卻的工作原理

間接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)的典型設置如上圖所示。在該系統(tǒng)中，入口空氣被分成兩部分。一部分通過加濕器，然后通過熱交換器排出。進氣流的另一部分在被供應到被冷卻的空間之前與冷濕空氣進行熱交換。

間接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)

在這種配置中，空氣對空氣熱交換器由交替的濕管和干管組成。入口空氣進入干燥管，其中一部分被釋放到被冷卻的空間。另一部分被推回濕管，在那里進行蒸發(fā)冷卻。潮濕的冷卻排氣與進入的熱入口空氣交換熱量并提供冷卻效果。

這種方法降低了干球和濕球溫度，并且空氣被冷卻而不會增加任何額外的濕度。因此，這種蒸發(fā)冷卻方法適用于需要低濕度的服務。

如上面的心理測量圖表所示，通過間接蒸發(fā)冷卻，雖然干球和濕球溫度都顯著降低，但被冷卻空氣的特定濕度沒有變化。

直接冷卻和間接冷卻有什么區(qū)別？

直接和間接冷卻的有效性取決于干球溫度超過送風濕球溫度的極限。

直接和間接蒸發(fā)冷卻之間的區(qū)別是：

直接和間接蒸發(fā)冷卻之間的區(qū)別是.jpg

這里干球代表在溫度計的幫助下測量的環(huán)境或周圍空氣溫度，而濕球是空氣蒸發(fā)冷卻后達到的最低空氣溫度水平。

直接和間接蒸發(fā)冷卻

蒸發(fā)冷卻示例

下面列出了蒸發(fā)冷卻的某些示例：

在夏天，土鍋里的水保持涼爽，因為鍋里有細孔，鍋里的水通過這些細孔蒸發(fā)。
當我們出汗時，我們體表的水顆粒會蒸發(fā)，我們會感到舒適的溫度。
從海水中回收鹽分也是通過自然蒸發(fā)過程進行的。
當我們在指甲上涂抹指甲油去除劑時，我們會感覺更冷，因為指甲油去除劑中的丙酮會從我們的身體吸收熱量并蒸發(fā)。

蒸發(fā)冷卻器的優(yōu)點

蒸發(fā)冷卻器或沼澤冷卻器是一種廣泛用于通過加濕降低環(huán)境溫度的電器。

蒸發(fā)冷卻器的主要優(yōu)點是：

與通常的空調(diào)系統(tǒng)相比，更實惠，同時消耗的能源更少。
與空調(diào)相比，安裝成本非常低，由于結(jié)構簡單，維護成本非常低。沒有壓縮機也沒有制冷劑使用時，冷卻器的主要部件是風扇和水泵。在空調(diào)系統(tǒng)的情況下，不需要熟練或?qū)I(yè)的服務提供商。
這些冷卻器在干燥和沙漠地區(qū)工作得最好，因為它們會增加空氣中的水分含量。俗稱沙漠冷卻器。由于使用蒸發(fā)冷卻器，與干燥天氣相關的一些健康問題如鼻襯、喉嚨干燥等得到了解決。
保持對木制家具有益的自然濕度水平。

蒸發(fā)冷卻器的缺點

蒸發(fā)冷卻器不適合潮濕氣候和雨季。

蒸發(fā)冷卻器的缺點主要是由于過度加濕的負面影響。