香港地区的淡水资源匮乏,其空调系统一般采用空气冷却型,使得空调能耗占建筑能耗的比例很高。随着香港水务署部分淡水限令的解除,大量用户对空冷式空调系统进行改造研究。本文对香港一空冷式空调系统进行了改进,采用在冷凝器上直接喷水的方式增强其换热效果,并进行了相关性能测试。测试结果表明,改进后的系统比原系统的制冷系数平均高35.9%。

为研究间接蒸发冷却系统作为空调系统的新风预冷装置在夏季相对湿度较高的环境下的换热性能,利用微元分析法构建了适用于叉流板式间接蒸发冷却换热器的二维传热传质分析解模型,并对不同新风温湿度状态下间接蒸发冷却系统的换热性能进行了试验测试。理论计算及试验结果表明:在夏季高温潮湿环境下,间接蒸发冷却器新风通道内将出现凝结换热。换热壁面上的凝结液膜虽然会增加导热热阻降低显热传热量,但系统总换热量将随凝结换热过程的增强而显著提高,凝结过程产生的潜热换热量占总换热量的75%左右。换热器的湿球换热效率在新风相对湿度为50%,70%,90%状态下分别为70%,62%,50%左右。蒸发过程中的喷淋水消耗量与系统总换热量相关,平均每产生1kW的热量传递对应消耗水量为1.5L/h。

构建一种槽式太阳能集热器、氨吸收式热泵和板式换热器联合供暖系统，探讨槽式太阳能集热器与板式换热器之间的最佳匹配关系。设定太阳能保证率为30%、40%、50%，板式换热器设计负荷占建筑负荷的20%、30%、40%、50%。建立数学模型对太阳能保证率和板式换热器换热量的组合形式进行计算，经过综合分析最终确定出当太阳能保证率在45%、板式换热器设计负荷占建筑负荷的30%时，系统达到最佳配比关系。在这种匹配关系下，系统COP为3.11，辅助加热量为520 kW·h。通过试验对构建的系统进行验证，结果表明,导热油出口温度的实测值与计算值误差为11%，供水水温的实测值与计算值误差为3%。误差在允许范围内，由此验证所建数学模型的正确性。

采用聚丙烯为过滤材料，通过改变褶皱过滤器的褶深度和褶间距，对褶皱过滤器的过滤效率和阻力进行测试，研究褶皱过滤器的结构与其过滤效率和阻力之间的关系。试验结果表明，在褶皱过滤器褶深度一定的情况下，褶间距为3.5 mm的过滤效率均大于褶间距为2和5 mm的过滤效率。当褶深度为46 mm时，过滤效率较高（大于0.5μm颗粒物的过滤效率均达到90%），其阻力比褶深为72 mm阻力低（最大阻力低32%）。因此，当褶皱过滤器选择褶间距为3.5 mm，褶深度为46 mm时，褶皱过滤器的过滤性能最佳。

通过搭建可视化的间接蒸发冷却试验系统,研究了无冷凝、部分冷凝、全冷凝条件下新风温湿度和风量对间接蒸发冷却器二次空气的影响。试验结果显示,冷凝可以有效地抑制二次空气的温降,增加二次空气的含湿量;在全冷凝条件下新风温湿度过高则会出现二次空气温升。另外,冷凝条件下新风风量对二次空气温湿度影响较小。

高温高湿地区,由于新风的相对湿度较大,干通道内板面上容易发生冷凝,从而影响换热器的性能。本文通过可视化的试验装置观察新风风量对干通道内冷凝区域的影响,分析冷凝条件下新风风量对新风出口温度、湿球效率、换热量、冷凝量和耗水量等性能的影响。试验结果显示:增加新风风量可以减少冷凝区域,但当新风风量超过700 m3/h,新风风量对冷凝区域影响较小。减小新风风量可以减少换热,但也可以降低出口温度和耗水量,提高了湿球效率。当风量为500~900 m3/h时,新风出口温度最低为24.57℃,湿球效率最大为57.77%,耗水量最大为1.38 g/s。此外,新风风量对潜热换热量和冷凝量影响较小。

风量比是回风风量与新风风量的比值,是间接蒸发冷却器性能的主要影响因素,调节新风风量和回风风量可以得到不同的风量比。在相同的风量比条件下,通过分别调节新风和回风风量试验对比分析两者对间接蒸发冷却器的出口温度、湿球效率、换热量和耗水量等性能的影响。试验发现,当风量比的范围为0.44~0.8时,风量比越小,调节回风风量可以得到更低的出口温度、更高的湿球效率、更低的换热量和更少的耗水量。调节回风风量使得风量比为0.44时,出口温度、湿球效率、换热量和耗水量分别为25.95℃、55.61%、1.29 kW和0.64 g/s,分别比调节新风风量时低0.37℃、高3.15%、低0.89 kW和少0.48 g/s。