分體式蒸發(fā)空調(diào)器的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)

黃 翔孫哲，2劉佳莉

(1西安工程大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院 西安 710048；2西安地下鐵道有限責(zé)任公司 西安 710018)

分體式蒸發(fā)空調(diào)器的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)

黃 翔1孫哲1，2劉佳莉1

(1西安工程大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院 西安 710048；2西安地下鐵道有限責(zé)任公司 西安 710018)

設(shè)計(jì)研究了一種蒸發(fā)冷卻與半導(dǎo)體制冷相結(jié)合的分體式蒸發(fā)空調(diào)器，探討了其原理及三種運(yùn)行模式。總結(jié)出該分體式蒸發(fā)空調(diào)器的主要設(shè)計(jì)步驟。對樣機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，得出了該分體式蒸發(fā)空調(diào)器的出水、出風(fēng)溫度。結(jié)果表明，室外機(jī)出風(fēng)溫度高于室外濕球溫度3～4℃。室外機(jī)出水溫度低于室外濕球溫度1～2℃，經(jīng)過半導(dǎo)體制冷再次溫降后，可低于室外濕球溫度4～5℃。依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合氣象數(shù)據(jù)，計(jì)算得出該分體式蒸發(fā)空調(diào)器在我國288個(gè)城市的出風(fēng)、出水溫度結(jié)果。計(jì)算得出，該分體式蒸發(fā)空調(diào)器可在我國西北地區(qū)等高溫低濕地區(qū)廣泛采用，適用率超過90%。

蒸發(fā)冷卻；半導(dǎo)體制冷；分體式蒸發(fā)空調(diào)器；亞濕球效率；適用性

在住宅空調(diào)領(lǐng)域，采用蒸發(fā)冷卻空調(diào)技術(shù)的蒸發(fā)式冷風(fēng)扇、蒸發(fā)式空調(diào)器已相繼推向市場。而制定中的國家標(biāo)準(zhǔn)《家用和類似用途電氣的安全-蒸發(fā)式冷風(fēng)扇和蒸發(fā)式空調(diào)器的特殊要求》將進(jìn)一步發(fā)展和規(guī)范市場。蒸發(fā)式空調(diào)器將成為住宅空調(diào)領(lǐng)域設(shè)備發(fā)展的一個(gè)新方向。但目前，蒸發(fā)式空調(diào)器均以直接蒸發(fā)冷卻為技術(shù)核心，以冷風(fēng)作為載冷介質(zhì)。這樣，一方面不能對室內(nèi)的濕度進(jìn)行有效地控制，一方面受到建筑物層高與形式的制約。

采用蒸發(fā)冷卻空調(diào)技術(shù)制取冷水[1]，并伴以在小型特殊領(lǐng)域有所應(yīng)用的半導(dǎo)體制冷加以輔助調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)流體介質(zhì)輸配的小型化，實(shí)現(xiàn)較為穩(wěn)定的工況，有效地對濕度進(jìn)行控制，同時(shí)提高了半導(dǎo)體制冷的能效比[2]。針對住宅空調(diào)領(lǐng)域，設(shè)計(jì)研究了一種分體式蒸發(fā)空調(diào)器[3]。該分體式蒸發(fā)空調(diào)器采用間接-直接蒸發(fā)冷卻制取冷水控制室內(nèi)溫度，利用間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)處理新風(fēng)適當(dāng)控制室內(nèi)濕度和潔凈度。可應(yīng)用于干燥地區(qū)乃至中等濕度地區(qū)。對該分體式蒸發(fā)冷卻器的原理、運(yùn)行模式及設(shè)計(jì)步驟加以分析，制作出小型實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，并在標(biāo)準(zhǔn)空調(diào)焓差實(shí)驗(yàn)臺(tái)上對該分體式蒸發(fā)空調(diào)器進(jìn)行了測試，得出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并依據(jù)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析了在我國的適用性。

1 原理

如圖1所示，該分體式蒸發(fā)空調(diào)器分為室外機(jī)與室內(nèi)機(jī)兩大部分。室外機(jī)為利用間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)制取冷風(fēng)，間接-直接蒸發(fā)冷卻技術(shù)制取冷水的蒸發(fā)冷卻設(shè)備。制取的少量新風(fēng)可滿足室內(nèi)新風(fēng)需求及適當(dāng)維持室內(nèi)濕度的穩(wěn)定。制取的冷水供給室內(nèi)機(jī)提供冷量，也可對半導(dǎo)體制冷裝置進(jìn)行散熱。

圖1 分體式蒸發(fā)空調(diào)器的原理圖Fig.1 Schematic diagram of the split evaporative air conditioner

圖2 室外機(jī)空氣水處理過程焓濕圖Fig.2 Psychrometric chart of air-water treatment process in outdoor unit

室外機(jī)的工作原理如圖2焓濕圖所示。室外側(cè)空氣通過間接蒸發(fā)換熱器被等濕冷卻(W1→W2)。大部分被處理的空氣與水進(jìn)行逆流熱濕交換，帶走熱量排出室外(排至室外側(cè))。小部分的被處理空氣由送風(fēng)機(jī)直接送入室內(nèi)。在室外機(jī)中，水溫由入口溫度t1降至亞濕球溫度t2，并趨向于狀態(tài)點(diǎn)S2。當(dāng)水溫滿足要求時(shí)，被處理的水直接通入到室內(nèi)機(jī)中，與室內(nèi)側(cè)空氣進(jìn)行間接換熱。當(dāng)水溫不滿足要求時(shí)(通常以高溫冷水出水18℃作為衡量標(biāo)準(zhǔn))，啟動(dòng)半導(dǎo)體制冷裝置，一部分通入到半導(dǎo)體制冷裝置的冷通道進(jìn)一步降溫，一部分通入到半導(dǎo)體制冷裝置的熱通道進(jìn)行散熱。

該分體式蒸發(fā)空調(diào)器充分利用自然能源，利用空氣的干濕球溫差，通過水的蒸發(fā)吸熱，實(shí)現(xiàn)對空氣、水的降溫。由于僅有風(fēng)機(jī)、水泵的做功，可實(shí)現(xiàn)較小的能耗制取較低的供冷溫度和較大的制冷量。同時(shí)，由于加入半導(dǎo)體制冷裝置進(jìn)行輔助調(diào)節(jié)，一方面實(shí)現(xiàn)了對水溫的進(jìn)一步降溫調(diào)節(jié)，解決了由于利用室外氣候條件冷卻造成的水溫不穩(wěn)定性，另一方面由于水作為半導(dǎo)體制冷熱端的散熱介質(zhì)，縮小了半導(dǎo)體制冷的冷熱端溫差，提高了半導(dǎo)體制冷的能效比。

2 運(yùn)行模式

由于風(fēng)系統(tǒng)在任何運(yùn)行模式下的處理流程不變，所以在運(yùn)行模式的討論中著重對水系統(tǒng)進(jìn)行討論。

2.1 模式1:蒸發(fā)冷卻室外機(jī)單獨(dú)運(yùn)行

當(dāng)水溫滿足要求(高溫冷水通常為16℃ ～18 ℃)時(shí)，不需開啟半導(dǎo)體制冷裝置。通過間接-直接蒸發(fā)冷卻制取出的冷水直接通入室內(nèi)末端中。其流程如圖3所示。只運(yùn)行蒸發(fā)冷卻室外機(jī)時(shí)，所需循環(huán)水的質(zhì)量流量為:

此時(shí)，該分體式蒸發(fā)空調(diào)器的熱平衡關(guān)系為:室外機(jī)排風(fēng)排走的熱量＝新風(fēng)負(fù)荷＋室內(nèi)顯熱負(fù)荷＝新風(fēng)負(fù)荷＋水系統(tǒng)承擔(dān)的顯熱負(fù)荷。

圖3 單獨(dú)開啟蒸發(fā)冷卻室外機(jī)Fig.3 Only running evaporative cooling outdoor unit

2.2 模式2～3:蒸發(fā)冷卻室外機(jī)與半導(dǎo)體制冷裝置同時(shí)運(yùn)行

當(dāng)水溫不滿足高溫冷水的要求時(shí)，分兩種工況運(yùn)行，其流程如圖4所示。其中，半導(dǎo)體制冷裝置為上下熱水通道，中間冷水通道的模塊化裝置。

1)模式2:室內(nèi)末端的出水水溫高于室外機(jī)的出水水溫

室外機(jī)、半導(dǎo)體制冷裝置、室內(nèi)末端三者串聯(lián)。通過室外機(jī)的間接-直接蒸發(fā)冷卻制取出的冷水一部分通入半導(dǎo)體制冷裝置的熱通道吸熱，一部分通入半導(dǎo)體制冷裝置的冷通道進(jìn)行冷卻。冷通道中的冷水再通入空調(diào)末端中，最后與熱通道回水匯入蒸發(fā)冷卻室外機(jī)中。其末端水的質(zhì)量流量為:

室外機(jī)的進(jìn)出水的質(zhì)量流量為:Wc＝Wr＋Wl。根據(jù)對半導(dǎo)體制冷裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究表明，通常將此半導(dǎo)體制冷裝置的冷熱通道水的質(zhì)量流量設(shè)置成1∶1。即Wr＝Wl。所以室外機(jī)所處理的水質(zhì)量流量為Wc

圖4 蒸發(fā)冷卻與半導(dǎo)體制冷同時(shí)運(yùn)行Fig.4 Evaporative cooling and semiconductor refrigeration running at the same time

此時(shí)，該分體式蒸發(fā)空調(diào)器的熱平衡關(guān)系為:室外機(jī)排風(fēng)排走的熱量＝半導(dǎo)體制冷產(chǎn)生的焦耳熱＋新風(fēng)負(fù)荷＋末端承擔(dān)的顯熱負(fù)荷。

2)模式3:當(dāng)室內(nèi)末端的出水水溫低于室外機(jī)的出水水溫

室外機(jī)與半導(dǎo)體制冷裝置的熱通道串聯(lián)，室內(nèi)末端與半導(dǎo)體制冷裝置的冷通道串聯(lián)。通過室外機(jī)的間接-直接蒸發(fā)冷卻制取出的冷水全部通入半導(dǎo)體制冷裝置的熱通道中進(jìn)行吸熱后再回至室外機(jī)。通過半導(dǎo)體制冷裝置制取的溫度更為低的冷水通入室內(nèi)末端吸熱再回至半導(dǎo)體制冷裝置的冷通道。其末端的水質(zhì)量流量為:

同樣也將此半導(dǎo)體制冷裝置的冷熱通道水的質(zhì)量流量設(shè)置成1∶1，所以室外機(jī)所處理的水質(zhì)量流量為Wc

該分體式蒸發(fā)空調(diào)器的熱平衡關(guān)系為:室外機(jī)排風(fēng)排走的熱量＝半導(dǎo)體制冷產(chǎn)生的焦耳熱＋新風(fēng)負(fù)荷＋末端承擔(dān)的顯熱負(fù)荷。

在實(shí)際運(yùn)行操作過程中，考慮到系統(tǒng)切換簡繁程度和計(jì)算能效比的結(jié)果，模式3經(jīng)濟(jì)性較差。所以模式3(當(dāng)室內(nèi)末端的出水水溫低于室外機(jī)的出水水溫)這種模式不適宜在該分體式蒸發(fā)空調(diào)器中普遍采用。因此，在設(shè)計(jì)研究該分體式蒸發(fā)空調(diào)器時(shí)宜以前兩種運(yùn)行模式作為常用模式。

3 設(shè)計(jì)

如圖5所示，設(shè)計(jì)流程主要分為以下6個(gè)步驟。首先，與傳統(tǒng)機(jī)械制冷空調(diào)的設(shè)計(jì)不同之一在于此分體式蒸發(fā)空調(diào)器需要嚴(yán)格按照室外氣象參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。不同地區(qū)的氣象參數(shù)直接決定了不同的出風(fēng)、出水溫度。也導(dǎo)致在選取半導(dǎo)體制冷裝置個(gè)數(shù)與功率大小時(shí)也不盡相同。所以設(shè)計(jì)流程的第一步就是確定室外氣象參數(shù)。第二步，根據(jù)室內(nèi)顯熱負(fù)荷需求，按照運(yùn)行模式中的公式計(jì)算出總水流量。設(shè)計(jì)流程的第三步為根據(jù)水流量與氣水比確定風(fēng)量、新風(fēng)量、二次風(fēng)量等。第四步是根據(jù)風(fēng)量計(jì)算間接換熱器尺寸。第五步也是最重要的一部，選取填料的尺寸，這直接決定了產(chǎn)出冷水的效率高低。第六步，根據(jù)以上參數(shù)進(jìn)行選取配件設(shè)備。

圖5 設(shè)計(jì)步驟Fig.5 Design steps

下面對設(shè)計(jì)過程中的關(guān)鍵步驟加以敘述:

1)確定水量

水系統(tǒng)采用兩種模式運(yùn)行，應(yīng)按照蒸發(fā)冷卻室外機(jī)與半導(dǎo)體制冷裝置同時(shí)運(yùn)行時(shí)進(jìn)行水量確定。根據(jù)計(jì)算式Wc得出。

2)確定風(fēng)量

根據(jù)氣水比可確定與水進(jìn)行熱濕交換的風(fēng)量。氣水比λ是進(jìn)入填料的空氣質(zhì)量流量Qa與噴淋水質(zhì)量流量W之比λ＝氣水比是影響蒸發(fā)冷卻制取冷水的重要因素，必須考慮其水側(cè)蒸發(fā)冷卻最佳氣水比，以使其熱濕交換效率達(dá)到最高。目前，氣水比一般選擇為1.0～2.0。確定出一次空氣風(fēng)量。再根據(jù)目前常用的二次空氣比一次空氣之比1∶1，確定二次空氣風(fēng)量。

3)確定間接換熱器尺寸

該室外機(jī)間接段采用了板翅式顯熱換熱器。經(jīng)過理論和實(shí)驗(yàn)論證得出，交錯(cuò)流板式間接蒸發(fā)冷卻器一二次通道的寬度分別為5 mm左右為最佳，且二次通道的寬度要略大于一次通道的寬度[4]。根據(jù)廠家提供的樣本，確定迎風(fēng)風(fēng)速，計(jì)算得出迎風(fēng)面積。最終確定板翅式換熱器尺寸。

4)確定填料尺寸

填料的迎風(fēng)風(fēng)速一般為2～3 m/s。根據(jù)風(fēng)量計(jì)算得出迎風(fēng)面積大小。再考慮機(jī)組整體尺寸及加工工藝等因素，得出迎風(fēng)面積尺寸。

根據(jù)麥克爾(Merkel)方程，并對其進(jìn)行修正[5－10]，得出:

(1)方程中體積傳質(zhì)系數(shù)βv(kg/m3·s)，反映了淋水裝置的散熱能力，可根據(jù)計(jì)算式:βv＝3.926g0.1607wg1.290a得出。

(2)別爾曼對麥克爾方程進(jìn)行了修正，引入了考慮因蒸發(fā)水量而帶走熱量的1/K。K可按照公式:K ＝1－(Cmt2)/λ0進(jìn)行計(jì)算。

式中:Δh0、Δh1……Δhn指的是水溫分別為t2、t2＋dt……t2＋(n－1)dt、t＋ndt時(shí)的相應(yīng)焓。

當(dāng)計(jì)算精度要求不高時(shí)，Δt＜15℃時(shí)，可用以下簡化計(jì)算:

式中:h″－h(huán)2為進(jìn)水溫度的飽和空氣焓與排出的空氣焓差；h″m－h(huán)m為進(jìn)出水平均溫度下的飽和空氣焓與進(jìn)出的平均空氣焓的差；h″2－h(huán)1為出水溫度下的飽和空氣焓與進(jìn)入的空氣焓的差。

經(jīng)過一系列計(jì)算取整，并考慮填料阻力等經(jīng)濟(jì)性因素，最終得出填料高度H。

計(jì)算出填料高度H后可根據(jù)公式驗(yàn)證效率:

4 實(shí)驗(yàn)

結(jié)合設(shè)計(jì)步驟，完成了制冷量為3500 W的分體式蒸發(fā)空調(diào)器實(shí)驗(yàn)樣機(jī)設(shè)計(jì)與制作。所配半導(dǎo)體制冷裝置的個(gè)數(shù)為4個(gè)，半導(dǎo)體制冷片48片。在空調(diào)標(biāo)準(zhǔn)焓差實(shí)驗(yàn)室模擬高溫低濕工況(干球溫度34℃，濕球溫度18～23℃)，對該分體式蒸發(fā)空調(diào)器進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試，如圖6所示。

圖6 在焓差實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的實(shí)物圖Fig.6 The photo of test prototype in enthalpy difference lab

只開啟蒸發(fā)冷卻(運(yùn)行模式1)空氣、水的溫度如表1所示。蒸發(fā)冷卻與半導(dǎo)體制冷裝置同時(shí)開啟(運(yùn)行模式2)，空氣、水的溫度如表2所示。

表1 運(yùn)行模式1出風(fēng)、出水溫度Tab.1 Air and water temperature of operating mode 1

表2 運(yùn)行模式2出風(fēng)、出水溫度Tab.2 Air and water temperature of operating mode 2

通過間接-直接蒸發(fā)冷卻產(chǎn)生冷水的出水水溫，通常在室外空氣濕球溫度以下露點(diǎn)溫度以上，把該溫度定義為亞濕球溫度。所對應(yīng)有亞濕球效率，表征了低于濕球溫度的程度，可以作為該室外機(jī)的冷卻效率的重要指標(biāo)。表1、表2結(jié)果表明，室外機(jī)的出水溫度低于室外空氣濕球溫度1～2℃。根據(jù)公式(8)得出，亞濕球效率平均為110%。室外機(jī)的出風(fēng)溫度高于室外空氣濕球溫度3～4℃，根據(jù)公式(9)得出，間接的濕球效率平均為75%。

實(shí)驗(yàn)同時(shí)也對樣機(jī)的功率進(jìn)行了測試。室外機(jī)實(shí)測功率為660 W，與預(yù)期計(jì)算相比較為高。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)需要，風(fēng)機(jī)的選型不合適，選取較大。風(fēng)機(jī)的功率占到了總功率的90%。這樣算下來的整機(jī)能效比不具有說服性。但從半導(dǎo)體制冷的能效比來看，經(jīng)過計(jì)算得出，該樣機(jī)的半導(dǎo)體制冷裝置能效比為3，還處于一個(gè)較高的水平。說明通過冷水這種散熱方式縮小了半導(dǎo)體制冷的冷熱端溫差確實(shí)對提高半導(dǎo)體制冷能效比有一定的作用。這樣通過半導(dǎo)體制冷裝置對水溫的一定程度調(diào)節(jié)，可保證水溫的穩(wěn)定，彌補(bǔ)由于蒸發(fā)冷卻帶來的不穩(wěn)定性，適當(dāng)擴(kuò)大了應(yīng)用地域，同時(shí)保證了較高的能效比。

實(shí)驗(yàn)在穩(wěn)定工況穩(wěn)定后進(jìn)行讀數(shù)。但在模擬空氣溫濕度的過程中，由于室外側(cè)室外機(jī)排濕量較大，造成冷機(jī)負(fù)荷較大，所以造成了濕球溫度有輕微的波動(dòng)(±0.1℃)，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生了輕微的影響。實(shí)驗(yàn)過程中所取得的數(shù)據(jù)忽略了積液、測點(diǎn)布置長度的誤差，認(rèn)為所得誤差是實(shí)驗(yàn)儀器本身造成的。同時(shí)，忽略了機(jī)組外殼和管道外壁對溫度的影響。另外，除空氣的干濕球溫度、空氣流量、水量、水溫外的其他數(shù)據(jù)均為計(jì)算取整所得。

5 適用性分析

以《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50736—2012》[11]中最新提供的室外設(shè)計(jì)參數(shù)作為計(jì)算數(shù)據(jù)，該規(guī)范提供了除我國香港、澳門特別行政區(qū)、臺(tái)灣外28個(gè)省級行政區(qū)、4個(gè)直轄市所屬的294個(gè)臺(tái)站的室外空氣計(jì)算參數(shù)。其中，咸陽等7個(gè)地區(qū)沒有提供濕球溫度，因此共統(tǒng)計(jì)計(jì)算了288個(gè)市/區(qū)/自治州的出水、出風(fēng)溫度情況。

統(tǒng)計(jì)計(jì)算依據(jù)了該分體式蒸發(fā)空調(diào)器實(shí)驗(yàn)樣機(jī)在空調(diào)標(biāo)準(zhǔn)焓差實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，包括了利用亞濕球效率計(jì)算出水溫度，利用間接蒸發(fā)效率計(jì)算出風(fēng)溫度，利用半導(dǎo)體制冷的實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算再次溫降后的出水溫度。

再根據(jù)該分體式蒸發(fā)空調(diào)器在各個(gè)市/區(qū)/自治州的出水溫度情況，以通常高溫冷水的供水溫度18℃作為界限，判斷各省(區(qū))中滿足要求的百分率情況。最終統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該分體式蒸發(fā)空調(diào)器主要可應(yīng)用于我國西北地區(qū)以及內(nèi)蒙、云南等省(區(qū))。特別是在我國新疆、甘肅、內(nèi)蒙、寧夏等省(區(qū))，夏季的室外氣候特征為高溫低濕，為該分體式蒸發(fā)空調(diào)器創(chuàng)造了良好工況，其適用率超過90%。而在我國陜西、山西、黑龍江、貴州的部分地區(qū)也可以采用。

而圖7展現(xiàn)的為在我國部分省(區(qū))中，單獨(dú)開啟蒸發(fā)冷卻(模式一)、蒸發(fā)冷卻與半導(dǎo)體制冷同時(shí)運(yùn)行(模式二)滿足要求所占的比例情況。在新疆與甘肅，直接應(yīng)用蒸發(fā)冷卻制取冷水的地區(qū)超過了50%。在寧夏、內(nèi)蒙古、云南等省(區(qū))，也可以通過蒸發(fā)冷卻與半導(dǎo)體制冷同時(shí)運(yùn)行，達(dá)到80%以上。而在陜西與山西，通過半導(dǎo)體制冷的輔助調(diào)節(jié)，也可以將蒸發(fā)冷卻制取冷水應(yīng)用于部分地區(qū)。

圖7 不同運(yùn)行模式在各省(區(qū))所占的比例Fig.7 The proportion of different operation modes in part of provinces(areas)

6 結(jié)語

1)簡要介紹了一種蒸發(fā)冷卻與半導(dǎo)體制冷相結(jié)合分體式蒸發(fā)空調(diào)器，對其運(yùn)行模式進(jìn)行了探討，得出了不同運(yùn)行模式下的相關(guān)公式以及熱平衡關(guān)系。設(shè)計(jì)制作了用于實(shí)驗(yàn)測試的樣機(jī)，并對該分體式蒸發(fā)空調(diào)器的設(shè)計(jì)步驟做了簡要分析，對重要公式做了梳理。

2)通過在空調(diào)標(biāo)準(zhǔn)焓差實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)臺(tái)的相關(guān)測試，得出了該分體式蒸發(fā)空調(diào)器的出風(fēng)、出水溫度情況。室外機(jī)的出水溫度低于室外空氣濕球溫度1 ～2℃，亞濕球效率平均為110%。室外機(jī)的出風(fēng)溫度高于室外空氣濕球溫度3～4℃，間接蒸發(fā)效率平均75%。半導(dǎo)體制冷裝置的能效比為3。

3)依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合夏季設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，得出該分體式蒸發(fā)空調(diào)器的在我國西北地區(qū)的適用率超過90%。結(jié)果表明，該分體式蒸發(fā)空調(diào)器在我國高溫低濕地區(qū)有著較為廣闊的應(yīng)用前景。相信經(jīng)過今后的進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)后，必將在我國適用的地區(qū)發(fā)揮其環(huán)保、高效、節(jié)能、穩(wěn)定的特點(diǎn)。

本文受陜西省工業(yè)攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目(2013K07－27)和陜西省教育廳自然科學(xué)專項(xiàng)(12JK0804)資助。(The project was supported by the Industrial Research Project in Shaanxi Province(No. 2013K07-27)and the Natural Science Project of Education Department of Shaanxi Provincial Government(No.12JK0804).)

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Design and Test of Split Evaporative Air Conditioner

Huang Xiang1Sun Zhe1，2Liu Jiali1

(1.College of Environmental and Chemical Engineering，Xi′an Polytechnic University，Xi′an，710048，China；2.Xi′an Metro Co.，Ltd.，Xi′an，710018，China)

A split evaporative air conditioner of evaporative cooling and semiconductor refrigeration was designed.Principle and three modes of operation were discussed，and the design step of split air conditioner was summarized.The water and air temperature of split air conditioner were tested with the experimental prototype.The results show that the air temperature of outdoor unit is 3～4℃ higher than outdoor wet bulb temperature.The water temperature of outdoor unit is 1～2℃lower than outdoor wet bulb temperature.After decreasing by semiconductor refrigeration again，it can be 4～5℃ lower than the outdoor wet bulb temperature.According to the test results，combined with meteorological data，the air and water temperature in 288 cities in China was calculated.The calculated result shows that the split evaporative air conditioner is widely adopted in Northwest China and other dry areas.The applicable rate is over 90%.

evaporative cooling；semiconductor refrigeration；split evaporative air conditioner；sub-wet bulb efficiency；applicability

TU831.4

A

0253－4339(2014)05－0038－06

10.3969/j.issn.0253－4339.2014.05.038

黃翔，男(1962－)，教授，副校長，西安工程大學(xué)，(029) 82330016，E-mail:Huangx＠ xpu.edu.cn。研究方向:蒸發(fā)冷卻空調(diào)技術(shù)。

2013年12月3日

About the corresponding author

Huang Xiang(1962－)，male，professor，vice chancellor，Xi′an Polytechnic University，(029)82330016，E-mail:Huangx＠xpu.edu.cn.Research fields:evaporative air-conditioning.