Study of cooling system with water mist sprayers: Fundamental examination of particle size distribution and cooling effects

A cooling system that sprays micro water droplets could prove useful in mitigating temperature increases in urban areas by using the heat of water evaporation, a process that consumes only small amounts of water and energy. If water mist is sprayed in a semi-outdoor area, for example, under a canopy, it could potentially improve conditions on hot days. However, there is little reference data concerning the design or control of such systems. In order to propose a method for designing and predicting the performance of a water mist system, we discuss differences in cooling effects in the context of particle size distribution of water mist. The results of numerical fluid analysis showed there is no significant difference in temperature reduction for different particle sizes. However, the water particles remained in a lower position with larger particles.     

喷雾降温效果影响因素的数值模拟分析

采用计算流体力学软件(Fluent)对室外空间喷雾降温过程进行了数值模拟,在不同环境风速、喷雾压力、喷嘴流量工况下,模拟模型区域的温度场、速度场、相对湿度分布。环境风速较小时,局部区域降温幅度大,范围窄,温度梯度大;环境风速增大使液滴飘散效果更好,虽然降温幅度减小,但降温区域分布更广,温度分布更均匀。环境风速较小的地区,可以减小单个喷嘴流量,缩短喷嘴布置间距,使喷嘴作用范围内温度分布更加均匀。环境风速较大的地区,宜适当增加单个喷嘴流量并增大下游喷嘴间距,利用环境风速使液滴飘散。此外,在环境风速较大的情况下还可以适当降低喷嘴高度使人员可感知区域的温降增大。在相同环境风速下,喷雾压力对降温范围与降温幅度的影响较小,可适当降低喷雾压力,以提高喷雾系统运行的经济性。     

间接发冷却器中布水器对传热传质的影响

通过理论计算和工程实际验证了在蒸发冷却空调中,间接蒸发冷却段布水器对水膜均匀分布及对传热传质效果的影响,提出新的布水方式及可借鉴的布水器型式。     

热舒适与蒸发冷却空调

介绍了标准有效温度,分析了温度、湿度、空气流速对热舒适的影响,给出了在热舒适的前提下,温度、湿度、空气流速的组合值。认为在较高温、湿度条件下,适当提高室内空气的流速可达到舒适、节能的目的,使用蒸发冷却空调可以创造舒适的健康环境,同时可大大节约能耗。     

上海村镇居住建筑夏季风扇用能模式研究

本文通过CFD模拟,研究风扇对上海村镇居住建筑室内热环境的改善效果与节能潜力、居民对夏季自然通风与风扇结合的接受度及适用范围。研究结果表明:夏季利用风扇可以提高上海村镇居住建筑室内风速、降低室内温升并改善室内热场分布,结合自然通风可在一定程度上代替空调进行降温。当室外温度超过29.8℃时,风扇和自然通风将无法保证室内人员舒适度,建议开启空调进行降温;风扇在空调开闭情况下较单用空调制冷可分别节能13.5%~14.5%和93%~94%。     

Application of radiant cooling as a passive cooling option in hot humid climate

In hot and humid region, air-conditioning is increasingly used to attain thermal comfort. Air-conditioning is highly energy intensive and it is desirable to develop alternative low-energy means to achieve comfort. In a previous experimental investigation using a room equipped with radiant cooling panel, it was found that cooling water kept to 25 °C could be used to attain thermal comfort under some situations, while water at such temperature would not cause condensation of moisture from air on the panel. This paper reports results of a series of whole-year simulations using TRNSYS computer code on applications of radiant cooling to a room model that represents the actual experimental room. Admitting the inability of radiant cooling to accept latent load, chilled water at 10 °C was supplied to cooling coil to precool ventilation air while water cooled by cooling tower was used for radiant cooling in daytime application. For night-time, cooling water from cooling tower supplied for radiant cooling was found to be sufficient to achieve thermal comfort. Such applications are considered to be more amenable to residential houses.     

强化室内空气流动以改善热舒适的节能研究

基于热舒适实验,研究了提高室内空气流速对人体热舒适的改善程度以及空气流速的合理取值。研究结果表明,可以通过提高空气流速保持室内标准有效温度SET*不变,从而可适当提高室内温度、相对湿度的设定值,达到节能的目的。以天津地区为例,分析结果表明,空调运行时间大大缩短,直接蒸发冷却方式的利用率得到提高。     

保水性铺装材料的湿气特性及表面蒸发冷却效果实验研究

保水性铺装是一种能缓解城市热岛现象的有效方法。本文实验采用高吸水、保水性矿物质作为吸水材料,制成了新型吸水、保水材料。首先对该材料的吸水、保水及表面蒸发特性进行了测试,可知该材料具有很好的吸水及保水效果;而后,利用该矿物质和木屑作为吸水材料与速硬白水泥混合制成了2种保水性实验材料,并与纯速硬白水泥材料及普通沥青路面铺装材料进行表面蒸发冷却对比实验,结果显示,与沥青铺装材料相比,该矿物质材料具有很好的表面蒸发冷却效果。     

适用于炎热干旱地区的一种节能型空调系统

搭建了热管式间接蒸发冷却器实验台，将热管式间接蒸发冷却器集成到蒸发冷却空调系统中，在炎热干旱地区既满足了人体热舒适性的要求，又节约了初投资及运行费用。     

Thermal comfort analysis of a low temperature waste energy recovery system: SIECHP

The use of a recovery device is justified in terms of energy savings and environmental concerns. But it is clear that the use of a recovery system also has to lead to controlling indoor environmental quality, nowadays a priority concern. In this article, experimental research has been carried out whose aim is to study the thermal comfort provided by a combined recovery equipment (SIECHP), consisting of a ceramic semi-indirect evaporative cooler (SIEC) and a heat pipe device (HP) to recover energy at low temperature in air-conditioning systems. To characterize this device empirically in terms of thermal comfort (TC), Fanger's predicted mean vote (PMV), draught rate, and vertical air temperature difference were used in this study as the TC criteria.     

气液流量对低压双流体细水雾雾场特性的影响

由于对民机货舱中不同气液流量的低压双流体细水雾研究较少,且对单个喷头雾通量和雾动量的定量、定性分析不够完善,还需设计开展实验进行更深入的研究。参考美国联邦航空管理局（简称“FAA”）制定的相关标准,设计并搭建飞机货舱低压双流体细水雾实验平台,主要包括FAA全尺寸飞机货舱、低压双流体细水雾系统。采用的喷头与常规的喷头有所不同,喷出的细水雾是一个圆形平面,具有优良的弥散性和滞空性。实验中采用马尔文粒径分析仪结合Spraytec软件测量不同气液流量下的细水雾雾滴粒径,发现当气体流量从250 L/min增加至350 L/min、液体流量保持0.5 L/min不变时,细水雾雾滴粒径从130 μm降低至95 μm;当液体流量分别为0.75 L/min和1.0 L/min时,粒径大小分别从161 μm降至110 μm,从201 μm降至142 μm。根据美国防火协会的标准,采用量杯收集法测量得到不同气液流量下的雾通量,发现单独增加气体流量或液体流量,其雾通量都会增加。当气体流量为350 L/min、液体流量为1.0 L/min时,雾通量达到最大值,为0.255 L/（min·m2）。利用粒子图像测速仪的高速摄像机拍摄喷雾照片,测量雾滴速度,结果显示,在3种不同的液体流量工况下,随着气体流量从250 L/min增加至350 L/min,对应的雾滴速度均近似以0.04的增长率上升,最小值为8.5 m/s,最大值为16.0 m/s。在假设细水雾雾滴形状为球状时,雾动量关系式由雾滴质量与速度的乘积得到。选取雾滴速度最大值代入公式,得到单个雾滴在不同气液流量下的雾动量变化曲线,发现当气体流量为250 L/min、液体流量为1.0 L/min时,单个雾滴动量达到最大值,为3.6×10-8 kg·m/s。通过实验研究不同气液流量对低压双流体细水雾雾场特性的影响,得出以下结论：当液体流量不变,气体流量从250 L/min以25 L/min的变化率增加至350 L/min时,雾滴粒径和雾动量逐渐减小,而雾滴速度和雾通量逐渐增加;当气体流量不变,液体流量从0.5 L/min以0.25 L/min的变化率增加至1.0 L/min时,雾滴粒径、雾动量和雾通量均逐渐增大,而雾滴速度逐渐减小。对于单个雾滴,雾动量取决于雾滴粒径的大小;而对于喷头喷出的所有雾滴,雾滴速度决定了整体雾动量的大小。今后课题将进行细水雾灭火实验,探究达到最佳灭火效果的气液流量。结论可用于飞机货舱细水雾灭火系统的设计与改进,为飞机防火系统一些参数的设置提供了实验和理论基础。     

住宅用地板辐射供冷系统的实验分析

针对夏热冬冷地区的气候特征,分别从室内温度场、湿度场、风速场以及地板换热等出发,比较了住宅用冷却地板单独供冷、风机盘管单独供冷及两者联合运行三种供冷方式。结果显示,冷却地板与风机盘管联合运行可以满足夏季供冷要求,而且克服了冷却地板易结露的缺陷,具有良好的舒适性和节能性。     

西北干旱地区的空调系统节能设计

针对西北地区独特的气候特点,分别提出了蒸发冷却+置换通风和蒸发冷却+干式风机盘管2种空调系统形式可在喀什地区实际工程中应用。通过对比发现,第1种系统形式比传统电制冷空调系统节能53%,第2种系统形式比传统电制冷系统的制冷机房内设备节能71%,2种系统节能效果显著。通过对送风状态点露点分析,蒸发冷空调系统无凝结水产生,可避免室内环境污染。蒸发冷却空调系统的独特优势决定了其在西北地区的广泛应用前景。     

复合式风冷热泵机组的研究开发

根据长江流域及其以南地区气候特征,研究开发了复合式热泵机组,机组的冷凝器由翅片管组和光面管组串联组成,兼具风冷冷却和蒸发冷却方式特点,介绍了机组的结构和工作原理,分析了机组的技术经济性,比较了该机组相对于风冷机组的节能效果,认为复合式机组具有市场潜力,该样机经过较长时间的实际运行,冬、夏节能效果显著。     

国内外蒸发冷却空调技术研究进展(3)

介绍了多级蒸发冷却空调系统、除湿与蒸发冷却相结合的空调系统、半集中式蒸发冷却空调系统、建筑物被动蒸发冷却技术、蒸发冷却自动控制系统及蒸发冷却水的水质处理。     

再循环蒸发冷却技术及其应用

基于直接蒸发冷却和间接蒸发冷却方法,提出了一种再循环蒸发冷却方法。设计了一套再循环蒸发冷却装置,并通过试验测试了它的冷却效果。对再循环蒸发冷却技术在空调行业的应用进行了具体分析,提出了相应的系统应用设计方法。最后指出这种技术为开发节能环保空调设备和空调系统提供了一个新的途径。     

某车间蒸发冷却通风降温系统的设计及运行测试

介绍了蒸发冷却降温技术在某工厂空冷配电室的应用,对其系统运行情况进行了测试分析,结果表明在干燥地区采用直接蒸发冷却通风降温方式消除工业余热可以满足生产需求.