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降温原理

蒸发式冷风机如何工作:四个步骤看懂降温原理

JHCOOL 编辑团队 阅读约需 3 分钟

从湿帘进风到送风、补水和排水,解释蒸发冷却的工作过程,以及湿度、通风和运行条件对降温效果的影响。

蒸发式冷风机如何工作:四个步骤看懂降温原理
以公司产品实拍为基础制作的文章配图。

蒸发冷却的四个步骤

蒸发式冷风机通过水蒸发吸收空气中的热量。家用机和工业机的风量、功率虽不同,基本工作过程相同。

  1. 空气穿过湿帘。 水泵将水分布到纤维素或高分子材料制成的湿帘上,风机使热空气流经湿润的表面。
  2. 水蒸发并吸热。 部分水进入空气,蒸发过程吸收热量,使空气温度下降、含湿量增加。吸热量取决于蒸发水量及工况。
  3. 降温后的空气送入使用区域。 引入室外空气的系统需要相应的排风通道,让室内热空气排出。换气速度取决于实际风量和空间体积,不能仅凭地面面积判断。
  4. 补水与排水。 未蒸发的水回到水箱。随着蒸发持续,矿物质浓度会上升,需要通过补水和排水控制;具体方式取决于机型。所述工业机组在炎热干燥工况下的耗水量为 9–11 L/h,实际耗水量仍需按设备及现场条件核算。

这一过程不依赖压缩机制冷回路。水承担蒸发吸热作用,风机和水泵维持气流与循环供水。

出风温度为什么受湿度影响

直接蒸发冷却的理论降温极限由 进风湿球温度 决定。实际出风温度通常高于这一极限,取决于湿帘效率、风量和进风条件。

进风条件(示例)湿球温度(约)设备出口温度(约)
40°C、相对湿度 15%19°C21°C
35°C、相对湿度 30%22°C24°C
30°C、相对湿度 50%22°C24°C
28°C、相对湿度 80%26°C27°C

这些数值用于说明湿度变化带来的差异,并非特定城市或机型的性能保证。空气越接近饱和,可利用的蒸发降温空间通常越小;送风温度也不等于整个房间的温度。

JHCOOL 30 系列冷风机,采用注塑外壳,侧格栅后可见湿帘
现款 30 系列冷风机采用注塑外壳、轴流风机和湿帘。图中为现款产品,并非 2003 年样机。

用电量如何比较

以 380 W 冷风机和 1,500 W 分体式空调为例,在相同运行时长下,前者用电量约为后者的四分之一。这一计算比较的是耗电功率,不能单独证明两种设备的风量、制冷能力或房间温降相同。

按每天运行 8 小时、每月 30 天、每年使用 6 个月、电价 0.18 欧元/kWh 计算,两者年电费分别约为 98.50 欧元和 388.80 欧元。实际费用还应考虑运行负荷、用水和维护。

工程与采购需要考虑什么

  • 购置与安装。 蒸发冷却系统无需制冷剂管路及室外冷凝机组,但工业应用仍可能需要风管、供水、排水和电气安装。总投入应按完整方案比较。
  • 新风与排风。 采用室外进风的设备可在降温的同时引入新风,但需要与排风量匹配,并评估室外空气质量。
  • 日常维护。 湿帘、水箱、水泵和风机均需定期检查、清洗或更换。维护周期和人员要求应遵循设备说明书及现场条件。
  • 制冷剂管理。 直接蒸发冷却不使用压缩机制冷剂,因此不涉及该制冷剂回路的泄漏检查。其他安装、卫生和电气要求仍须按项目执行。

哪些工况需要其他方案

高湿度会限制直接蒸发冷却的效果,密闭空间也需要特别评估排风条件。服务器机房、药品仓储和精密制造等场所若要求严格控制温湿度,不宜仅依靠直接蒸发冷却维持目标环境。

对于需要稳定低于 18°C 的场所,应根据当地气象条件、热负荷和运行要求评估压缩机制冷或组合方案。选型的依据是现场需求,而非单一的湿球温度阈值。

如需评估,可向晶辉提供所在城市、空间尺寸、目标温度和通风条件,咨询适用的降温方案。

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