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 什么是蒸发冷却?

 

        蒸发冷却是一种常见的自然现象。夏天的时候,我们在水泥地面上洒水,稍后就会感觉凉爽些,这不是因为水温的变化,而是因为水泥地面上的水分蒸发时,吸收并带走大量的热量造成的。我们出汗、或者退烧时用酒精擦拭身体,有凉快的感觉也是蒸发冷却的作用。事实上,蒸发冷却是一种强力又经济的冷却技术。

        水分为什么会蒸发呢?水分的蒸发与空气中的水分是否饱和有关,对温度没有要求,即使是零度的水也可以蒸发。在不饱和状态,无论在什么温度,液体中总有一些速度很大的分子能够飞出液面而成为汽分子,这就是蒸发过程。

        影响蒸发的主要因素有三点:

        第一、与相对湿度有关。只要空气的相对湿度没有到达100%的饱和状态,暴露在空气中的液体或者固体的水分子就会飞出液面变成汽分子,就会发生水分蒸发的过程。但是,如果空气中的水分已经达到了它的最大的容量,相对湿度已经到了100%,处于饱和状态,水分就不蒸发了。其它参数相同的情况下,相对湿度越低,蒸发的水分就越多;

        第二、与液面面积大小有关。如果液体表面面积增大,处于液体表面附近的分子数目就会增加,在相同的时间里,从液面飞出的分子数就增多。所以液面面积增大,蒸发就加快;

        第三、与空气流动有关。当飞入空气里的汽分子和空气分子或其他汽分子发生碰撞时,有可能被碰回到液体中来。如果液面空气流动快,通风好,分子重新返回液体的机会越小,蒸发就越快。 

 

        蒸发冷却设备就是应用这些原理来实现换热过程的,如上面的焓湿图所示,随着水分的蒸发,空气状态由A点变化到B点饱和状态,空气焓值增加,吸收大量的热量,达到冷却被冷却介质的效果。蒸发冷却设备的其中一项重要设计理念,就是要让离开的空气,正好处于饱和或者无限接近饱和状态,以达到最佳的换热性能。

        蒸发冷却设备主要包括闭式冷却塔、蒸发式冷凝器以及传统的开式冷却塔。

        闭式冷却塔,英文叫做Closed Circuit Coolers,国内通常翻译成闭式冷却塔蒸发冷却器,也有人翻译成蒸发空冷器。普遍应用于被冷却介质是水或者某些溶液的场所。

        蒸发式冷凝器,英文叫做Evaporative Condensers。主要应用于冷却氨、氟利昂等制冷介质、换热过程有相变的场所。

        开式冷却塔,英文叫做Cooling Towers。就是我们传统意义上的冷却塔,为了和闭式冷却塔区分开,通常我们称之为开式冷却塔

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