露点蒸发冷却技术的发展及其在数据机房冷却中的应用

露点蒸发冷却可以将空气温度降至进口空气湿球温度以下，理想状态下可达到进口空气的露点温度。露点蒸发冷却器冷却性能受湿通道内表面润湿材料、冷却器结构及运行参数影响。概述了露点蒸发冷却器在湿通道材料选择、冷却器结构及运行参数优化方面的研究现状及研究进展，以及其在数据机房冷却中的不同应用形式。

1.3 露点蒸发冷却器结构及运行参数优化

露点蒸发冷却器的运行参数，如一二次风量比、空气流速、循环水流量等，以及结构参数，如板间距、通道长度、通道宽度等，会影响露点蒸发冷却器的性能及制冷效率。因此国内外学者对结构及运行参数的优化进行了大量的实验及理论模拟。

一些代表性学者对露点蒸发冷却器的研究结果对比如表1所示。

表1 露点蒸发冷却器性能对比

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2 露点蒸发冷却在数据机房中的应用

目前数据机房制冷系统多采用恒温、恒湿的空调设备，基于蒸气压缩式制冷循环，空调全年运行，整个系统全年能耗非常高。

蒸发冷却技术的节能环保优势使其在数据机房中的推广及应用受到关注。直接蒸发冷却发展时间长，技术成熟，在数据机房中已得到广泛应用。其应用形式主要有２种：一是直接在数据机房设置蒸发式冷气机，并且增加排风系统；二是在使用蒸发式冷气机的同时，让一部分回风与冷气机处理后的空气混合，可增加冬季数据机房的含湿量。

间接蒸发冷却器由于送风可以在降温的同时保持含湿量不变，因此其在数据机房中的应用较直接蒸发冷却更加有利，但其送风降温极限受室外空气湿球温度限制。露点蒸发冷却器送风在含湿量不变的前提下，温度可降至接近室外空气露点温度。

Liu等人提出了2种应用于数据机房冷却的露点蒸发冷却器热管复合冷却系统，如图3所示，复合系统根据室外温度采用不同的复合运行模式。并计算分析了2种复合系统在北京地区的全年运行能耗，结果表明，2种系统全年平均COP分别可达到33，34，相比压缩式制冷系统的节能率都高达89%，体现了良好的节能性。

图3 露点蒸发冷却器热管复合冷却系统>>>>

3 结语及建议

本文对3种蒸发冷却技术原理与发展现状进行了分析，重点综述了露点蒸发冷却器的发展及研究现状，包括热质交换器结构、湿通道表面材料，以及露点蒸发冷却器的结构及运行参数的优化研究。综述了露点蒸发冷却技术在数据机房冷却中的应用。

从研究现状的回顾可见，露点蒸发冷却器的COP可达30以上，相比于传统压缩式制冷空调，节能效果明显。但是由于露点蒸发冷却效果受室外环境温湿度影响较大，且其送风温度相比压缩式制冷系统高，送风量需求较大，因此其应用受到了一定限制。要提高露点蒸发冷却技术的地区适用性，需要在研究提高露点蒸发冷却器性能的同时，研究露点蒸发冷却技术与其他技术相结合的形式，比如除湿系统及机械制冷系统。数据机房因为恒温恒湿的环境要求，对制冷系统有稳定的制冷需求，且对送风温度没有过低的要求，因此露点蒸发冷却器的节能优势可在数据机房冷却中得到体现。但其在数据机房冷却中的应用形式及控制形式，与其他冷却方式的联合运行模式及优化，需要进一步的研究。

（全文刊登于《暖通空调》2019年第49卷第7期56～61,137页）

       文章来源：暖通空调

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