【摘要】 蒸发冷却空调技术在干燥地区、空调负荷中等以上的建筑使用，或推广其在中湿度以上地区的舒适性空调中使用，都需要对间接蒸发冷却作进一步的研究。蒸发冷却装置应用很广，但由于其传热、传质过程的耦合，数值模拟的研究还不充分，尤其是蒸发冷却空气的数值模拟还很少。
【关键词】 蒸发冷却空调；数值模拟
蒸发冷却作为一种看似古老、简单的技术，实际上其内部是一个流动、传热、两相传质的多种复杂耦合在一起的过程，国内、国外学者、工程技术人员对它的相关研究一直没有中断过。学术研究的重点是水膜的蒸发特性，而工程应用则主要依赖于实验结果。
1、国内研究现状
杜鹃、武俊梅[1]等针对直接蒸发冷却系统，建立了数学模型，包括控制方程及相应的边界条件，提出水分蒸发在空气流动中的简化处理方法。
西安工程大学杜鹃[2]通过对直接蒸发冷却空调机与冷却塔传热、传质过程进行类比分析，得到直接蒸发冷却空调机的热工计算方法。
西安工程大学武俊梅、黄翔[3]等分析了影响直接蒸发冷却空调机性能的因素，然后对天然植物纤维填料式直接蒸发冷却空调机性能进行了实验研究，并获得了相关性能曲线。
李刚、黄翔等对J. Sto itchkov建立的关于叉流板式间接蒸发冷却器的数学模型进行了理论计算及实验验证。周孝清、陈沛霖[5]等介绍了以二次空气湿球温度为依据的间接蒸发冷却器的热工计算方法，并对实验工况进行了计算，与实验结果对比的结论是满意的。
任承钦，彭美君等在考虑壁面两侧空气温度实际变化的前提下，对板式间接蒸发冷却传热过程中影响效率的主要因素，如一次空气进口温度、一、二次空气流速之比，二次空气相对湿度，一、二次通道宽度之比以及壁面润湿率进行了分析研究，为实际换热器设计提供理论依据。
屈元，黄翔等对几种间接蒸发冷却器的热工计算数学模型进行了简要介绍和对比，并对其中两种计算方法进行了实验验证，结果表明周孝清、陈沛霖提出的方法更适用于工程实践。
范伟明等对板式间接蒸发冷却器进行了合理必要的简化假设，应用计算流体力学(CFD)方法，建立了板式间接蒸发冷却器的三维数学物理模型。通过Fluent实现对耦合传热传质过程的求解。
丁杰对板式间接蒸发冷却器的结构和换热特点进行了分析。通过引入合适的假设，建立了层流和紊流情形下的数学模型，并拟合得到了平均Nu数和平均Sh数关于Re数和无量纲数 的计算式。
张旭等将管式间接蒸发冷却器抽象为管束内一次空气不混合，管束外二次空气和水膜横向混合的叉流换热器，建立数学模型，得到一次空气、水膜温度及二次空气焓在空间分布的解析表达式。
鱼剑琳等对管式间接蒸发冷却器水平单管外对流传质进行了实验测定，获得了经验关系式。
张旭等根据不可逆热力学理论,给出了管式间接蒸发冷却器的熵产单元数的解析表达式。
黄翔、武俊梅介绍了现有的几种管式间接蒸发冷却器的热工计算模型，并加以比较。分析了各种模型的不足之处，优选出了一种新型简便、实用性较强的计算模型，并对其进行了实验验证。
2、国外研究现状
国外对各种蒸发冷却装置的内部传热、传质过程的研究较多，但多数集中在冷却塔、液膜蒸发冷却、蒸发式冷凝器的热工计算模型和数值模拟，这些装置中是以液体的冷却作为目的，所以数学模型的侧重点与蒸发式空气冷却器或加湿器的有所不同。
Saman和Alizadeh[提出了除湿冷却器并做了三组实验。实验表明，一次空气入口温度和相对湿度增加，可以增加冷却效率和除湿效率。
Zhao,Shli Liu等分析了作为间接蒸发冷却器传热、传质介质的各种金属、纤维、陶瓷等材料，结果表明金属的热传导率、水膜保持率对系统的热质传递几乎没有影响。
Halasz提出了一个针对所有蒸发冷却装置（包括冷却塔、蒸发式冷凝器、蒸发式液体冷却器、空气洗涤器等）的通用的一维数学模型。
Stabat 等提出了两种直接和间接蒸发冷却的设计方法，该方法可以确定室内的小时温、湿度条件和设备能耗。
Ren和Yang在间接蒸发冷却器模型中考虑了布水温度的变化和热交换表面布水的焓的变化，利用这种分析模型得出结果和数学积分方法有很好的一致性。
Qiun和 Riffat设计了一种新式的蒸发冷却器以提高效率，并将此蒸发冷却器用到高温潮湿的地区。
Riffat和 Zhu]对多孔陶瓷管式间接蒸发冷却器建立了数学模型，进行数值模拟，并与实验结果进行了比较，认为这种理论模型结果能够用于对多孔陶瓷管式间接蒸发冷却器的性能估算。
San José Alonso等对间接蒸发空气冷却器的简化而建立了一种数学模型，用来分析各种条件和各种形式的间接蒸发冷却器，并与实验结果予以验证，用来进行能量分析和参数优化。
以上关于蒸发冷却空调的应用现状表明，推广蒸发冷却空调技术在干燥地区、空调负荷中等以上的建筑使用，或推广其在中湿度以上地区的舒适性空调中使用，都需要对间接蒸发冷却作进一步的研究。综上所述，蒸发冷却装置应用很广，但由于其传热、传质过程的耦合，数值模拟的研究还不充分，尤其是蒸发冷却空气的数值模拟还很少。
参考文献
[1] 杜鹃，武俊梅，黄翔．直接蒸发冷却系统传热传质过程的数值模拟．制冷与空调.2005，5（2）：28-32
[2] 杜鹃，黄翔，武俊梅．直接蒸发冷却空调机与冷却塔内部传热、传质过程的类比分析．制冷与空调，2003，3（1）：11-14
[3] 武俊梅，黄翔，殷清海，颜苏芊．直接蒸发冷却空调机性能研究．低温与制冷，2001，19（1）：22-24
[4] 李刚，黄翔．一种板式间接蒸发冷却器数学模型的验证．纺织高校基础科学学报，2005，18（4）：381-383
[5] 周孝清、陈沛霖．板式间接蒸发冷却器的热工计算方法．华南建设学院西院学报，1998，6（2）：9-14
[6] 任承钦，彭美君．间接蒸发冷却板式换热器的火用效率分析．热能工程，2005，34（3）：7-10
作者简介：王芳，女，陕西西安人，1981年10月生，最高学历：2010年毕业于西安工程大学供热、供燃气、通风及空调工程专业，硕士研究生学历。助教，现主要从事暖通空调教学研究工作。