上海雯琪电气科技有限公司
相变（雾化）冷却节能系统概述

雾化冷却是利用水与空气之间的热湿交换来实现的，属于直接蒸发冷却技术（DEC）之一。喷雾冷却系统利用散发到空气中的水微粒在气化的过程中吸收大量周围环境中的热量，从而达到降低周围环境的温度。根据热质交换理论，水和空气直接接触时，在贴近水表面处，由于水分子做不规则运动的结果，形成了一个温度等于水表面温度的饱和空气边界层，在水蒸气分压力作用下，空气向水传热，空气因失去显热而温度下降；同时水分蒸发进入空气中，空气被加湿，整个过程焓值基本不变。
相变（雾化）冷却节能系统针对IDC（通信及互联网数据）机房使用的精密空调和一般的风冷式中央空调机组实施空调室外机智能雾化节能技术改造，降低压缩机负荷，提高机组制冷量，减少机组高温高压报警的现象出现，并有效提升机组的运行效率。

节能原理概述与技术分析


相变（雾化）冷却节能系统针对IDC（通信及互联网数据）机房使用的精密空调和一般的风冷式中央空调实施空调室外机智能雾化节能技术改造，降低压缩机负荷，提高机组制冷量，减少机组高温高压报警的现象出现，并有效提升空调的能效比相变（雾化）冷却节能系统主要包括雾化器（离心雾化无刷直流电机）、智能雾化控制器、系统控制器（总控制箱）、监控系统（远程或云端上位机）、水处理系统以及配套的电路和水系统装置。

相变（雾化）冷却节能系统的核心部件是雾化器。通过雾化器的高速旋转将水雾挥洒在空调冷凝器进风侧的平行面，水雾大大降低冷凝器的进风温度并带走冷凝器翅片上大量的热量，可以有效提高冷凝器的换热效率，降低压缩机负载，达到减少用电量、提高空调能效比的目的。

整个雾化系统一般需配置传感器、水量调节阀、雾化器支架、电线、通信线以及其它辅助材料等。根据供水形式的不同，供水控制可以分为电磁阀控制和水泵控制。水管管路供水，可以使用电磁阀进行供水通断和水量调整。通过储水箱供水的，则使用储水箱里面的水泵进行供水和水量调整。
相变（雾化）冷却节能系统配套的智能雾化控制器通过采集空调的工况信息进行雾化设备、供水设备的通断和调整，使之适合、满足空调的节能需求。同时，雾化系统控制器（总控制箱）具有远程监控和报警功能。通过特定机制的信号收集和传输，雾化系统控制器将空调室外机和雾化系统的工况信息远程传送到值班和维护人员，协助相关人员掌握雾化系统的工作状态。

空调压缩机的排气压力偏高会使压缩功率加大，输气系数降低，从而使制冷效率下降。根据用户的实际需求，我们引入应用在空调领域的“相变冷却节能系统”，该系统通过雾化器将水雾化喷洒到空调冷凝器进风口，有效地降低了冷凝器进风口的环境温度，提高了冷凝器的换热效率，达到了降低压缩机排气压力的目的，从而降低压缩机的实际消耗功率，增加了制冷量。

关于雾化降温，我们做了相关试验：
如下图所示：雾化前空气温度在30℃~42℃之间变化时，雾化后温度达20℃~33℃，降温能力在4~15℃之间变化，平均降温10.5℃，降温能力的大小主要取决于雾化前空气温湿度及喷水量大小，相同雾化水量下，温度越高、相对湿度越低时，降温能力越强。
测试结果表明：冷凝器进风温度对空调机组的冷凝温度及蒸发温度影响如下图所示。从图中可以看出，蒸发温度及冷凝温度均随着冷凝器进风温度的升高而升高，当冷凝器进风温度达到50℃时，此时的蒸发温度已达到25℃左右，与室内设计温度点（26℃）的传热温差太小，基本上无法满足室内舒适度要求，这就进一步证实了炎热的夏天风冷空调机组能力不足的特点。​

空调厂家的数据表明环境温度对制冷量、耗电量、能效比的影响：


假设设定出水温度为7℃时，工况参数表表明：当环境温度由40℃降低到35℃时，假设这个降温是由于使用了“相变冷却节能系统”，那么，机组制冷量由312kW增加到351kW，增加了12.5%；机组耗电量由125kWh减少到120kWh，减少了4%；综合能效比(COP)由2.50提高到2.93，提高了17.2% 。当然，机组使用的冷媒和冷凝压力的高低也决定了压缩机的排气压力，排气压力的大小直接决定了压缩机的功率消耗。

系统构成


相变（雾化）冷却节能系统，由智能监控系统、雾化系统及水处理系统组成［一个网关、一个触摸屏、1-240 个智能控制器（分控箱）及对应的雾化器、电磁阀、配套的传感器及水处理设备组成］。智能监控系统由信息收集系统、控制系统和远程传输系统组成，主要功能是收集空调系统的工作信息对雾化系统进行控制，使整个节能系统符合空调系统的工作要求，并可以将监控信息及指令传输到远程控制系统、上位机或云端。雾化系统包括雾化器（离心雾化电机）、电磁阀及纯水输配管网，雾化器根据智能监控系统的指令将水雾化。水处理系统提供雾化系统所需要的雾化用水，主要功能是去除自来水中游离氯、钙镁离子，防止空调散热板结垢、腐蚀。

相变冷却节能系统示意图：