叉流板式间接蒸发冷却换热器的实验研究

    随着社会的发展，空调技术在生产与生活中得到了越来越广泛的应用，其消耗的能源在社会总能耗中占有相当大的比例。因此，开展空调节能技术的研究成为一个重要课题。间接蒸发冷却技术是利用水在未饱和二次空气中蒸发吸热，从而间接冷却一次空气来实现制冷的。这种方式无污染、能耗少，在我国空调领域中有着广阔的应用前景[1]。

    国内外很多学者对间接蒸发冷却器进行了深入的研究。Pescod[2-3]开发出了一种以铜丝扰流的叉流板式换热器，随后又提出一种带尖状物的换热器，并分别进行了实验研究。Peterson[4]等对一个用于新风预冷的板式间接蒸发冷却器进行了性能测试。丁良士[5]等研制出了一种带弧形表面凸起物的换热板组成的板式间接蒸发冷却换热器。陈伟琳[6]等对三种低肋扰流丝网强化结构进行了对比实验。黄翔[7]等从另外的角度入手，设计了采用功能性纤维套、铝箔椭圆管和间歇性供水方式等强化传热措施的间接蒸发冷却结构。郭新川[8]等提出一种波纹丝网换热表面并进行了实验研究。

    文章在前期实验研究工作[9-10]的基础上首先对实验装置进行了改进以提高测量准确性，然后探讨了自制叉流板式间接蒸发冷却换热器在多种工况下的实验性能，对该种换热器阻力特性及换热效率的影响因素做出了分析，可为换热器设计提供参考。

    1   实验介绍

    间接蒸发冷却换热器有两个相互垂直的通道，一个是一次空气通道，此通道中的空气不与水膜相接触，在整个传热过程中温度降低，但湿度不变(在不发生冷凝的情况下)；一个是二次空气通道，二次空气在这个通道中与水膜相接触，发生热质交换，二次空气湿度增加，温度降低，通过两通道之间的金属板吸收一次通道侧的热量。实验系统中的换热器芯体宽高均为400mm，厚度为230mm，每个通道宽为3mm，一次空气通道与二次空气通道均为30个，换热器两边用聚本乙烯材料的盖板夹盖，绝热效果好，内部的换热板为不锈钢材料，如图1。

    实验系统利用部分冷却后的一次风作为二次风，一次风与二次风的风量都可以通过阀门进行调节。各风道温度可分别通过调节风道上的电加热器功率进行调节，温度统一使用铂电阻温度计测量。一次空气与二次空气的流量分别由安装在管道中的电加热器功率与其两侧的温度变化求得，当关闭水平支管上的阀门时，可达到一次风量与二次风量相等的工况。压力差使用倾斜式微压计直接测量，在分析摩擦阻力时减去进出口的局部阻力。为了降低测温误差及提高流量计算的准确性，电加热器由原来的光管式改为肋管式，换热面积大幅提高。该改进措施降低了加热器表面温度，从而降低了对测温传感器的辐射影响，同时提高了加热器下游断面气流温度的均匀性。