符号说明：

Cpa——干空气的质量比热，kJ/kg；

Cpv——水蒸气的质量比热，kJ/kg；

ω——含湿量，kJ/kg；

ωos——环境状态下饱和湿空气的含湿量，kJ/kg；

T0——环境状态温度，℃；

T ——进出口空气温度，℃；

p0——环境状态压力，Pa；

p ——进出口空气压力，Pa；

ex ——单位质量?，kJ/kg；

exth——单位质量热能?，kJ/kg；

exch，exme——单位质量机械?、化学?，kJ/kg；

η ——?效率；

m1，m2——一次、二次空气质量流量，kg/s；

Δ ——?的变化量。

0 引言

目前，我国能源短缺严重，环境污染问题日益加剧，开发利用可再生能源具有重大意义。蒸发冷却空调技术是一种以自然环境中空气的干湿球温差为驱动势，通过空气与水之间的热湿交换降低空气温度的制冷技术［1］，露点蒸发冷却是蒸发冷却技术的新发展。文献［2-6］阐述了露点蒸发冷却技术的相关研究，该技术可以提供送风干球温度比室外湿球温度低且接近露点温度的空气［7］，具有不需要压缩机，不需要化学制冷剂，新风量大，高效经济等诸多优点［8］，已受到暖通空调领域的广泛关注。绝大部分文献是通过数值模拟或工程测试得出露点蒸发冷却器的湿球效率、露点效率，进而分析其性能。但是仅从效率方面无法全面的分析能量利用和损失的本质。而?分析可以更深刻的找出能量损失的部位、大小、原因，从而可以找出减少能源损失的方法，使露点蒸发冷却器的能量利用率最大化［9］。

本文主要通过计算分析露点蒸发冷却器在不同的进气温度、气流速度、相对湿度条件下的?效率，研究提高露点蒸发冷却器有用能利用率，促进蒸发冷却过程达到良好降温效果的方法与途径，为产品设计及实际工程提供理论参考。

1 蒸发冷却过程分析计算方法

1.1 环境状态的选择

当一个热力系统与环境间存在温度、浓度、化学势不平衡时，系统具有做功的能力。这里的环境是指一种抽象的环境，它具有稳定的温度T0，压力P0以及确定的化学组成，任何热力系与其交换热量、功量和物质，抽象环境的状态都不会发生变化，这种抽象环境可称为?分析的零基点。热力学中定义热力系统只与环境相互作用，从任意状态可逆地变化到与环境相平衡的状态时，作出的最大有用功称为热力学的?［10］。故对露点蒸发冷却器进行?分析，首先要确定研究所需要的?分析的零基点，明显选择未饱和湿空气作为环境状态是不合理的，根据文献［11］选择以大气温度和压力（T0，P0）所对应的饱和湿空气状态（T0，P0，ω0）为环境状态较为合适，具有稳定的 T0，P0以及确定的化学组成。露点蒸发冷却器干通道的进口干空气为未饱和的湿空气，与环境状态存在温度、压力、含湿量的不平衡，故具有做功能力。而露点蒸发冷却器正是利用了未饱和的湿空气具有做功的能力，使更多的能量转化为有用能。

1.2 计算方法

当系统温度与环境温度不平衡时具有的有用能为热能?，计算式为［11］：

当系统湿空气的含湿量与环境状态下湿空气含湿量不平衡时具有的有用能为化学?，计算式为［11］：

当系统压力与环境压力不平衡时的有用能为机械?，计算式为［11］：

单位质量湿空气的总?由热能?，化学?，机械?组成，计算式为［11-17］：

?效率为收益?与总输入?的比值，从做功能力的角度评价能量的转换效率，计算式为：

1.3 数据来源

本文数据全部来自于试验测试，为了对露点蒸发冷确器的参数进行精确测量，构建了专用的试验平台，如图1所示。

图1 测量系统

该测试系统主要由两部分组成，分别为进气调节系统和参数测量系统。进气调节系统涉及到的主要仪器有电加热器，湿度调节器，减湿器，干燥器等。参数测量系统设计到的主要仪器有，温度/湿度/空气流速探头，空气压力计，水压计等。试验数据已在文献［13］中被应用，用此试验数据对露点蒸发冷却器进行?分析，计算结果较为准确，结论真实可信。

2 工作机理及转化关系

2.1 露点蒸发冷却器工作机理

该露点蒸发冷却器结构如图2所示，由风机、水泵、水槽、布水器和数组紧密相连的干湿通道组成，湿通道表面采用亲水性较好的纤维材料，多孔表面扩大了有效蒸发面积，增大传热系数，强化传热。干湿通道由通道壁分隔，室外空气由机组下方两侧进风口进入干通道，与金属壁板进行对流换热，将热量传给湿通道中的工作空气，此过程为等湿降温。循环水由水泵输送到顶部的布水器，布水器将循环水喷淋到湿通道表面，水在沿壁面向下流动的过程中向四周扩散形成润湿的蒸发面，过量的水由下方的水槽收集并经水泵循环使用。