制冷空调技术与现代社会中人类的生活生产密不可分,广泛应用于医疗卫生、民用建筑、工业厂房等场合。制冷空调系统在运行中需要消耗大量的能量,占总消耗能量的1/3。近年来电力资源日趋紧张,对制冷空调系统的节能有了更高的要求,因此,采用高效节能的冷却散热设备以降低制冷系统能耗具有重要意义。蒸发式冷凝器本身作为一种强化传热的换热器,具有结构紧凑和占地面积小等优点,促使蒸发式冷凝器在制冷领域中得到了快速的应用,但其应用缺乏强有力的实验数据和理论设计指导依据。 本文建立数学模型分析蒸发式冷凝器传热传质过程；将蒸发式冷凝器应用于制冷机组中,从制冷原理出发阐述蒸发式冷凝器制冷机组的节能性；对采用蒸发式冷凝器的制冷系统性能进行了实验测试,提出了其优化运行的参数；将蒸发式冷凝器制冷机组应用于实际工程,与传统制冷空调系统进行比较。论文主要做了以下方面的研究： 在传热传质理论分析基础上,借鉴一般经验法和解析法,利用Visual Basic可视化程序开发了蒸发式冷凝器设计软件,可方便、简捷、准确地设计蒸发式冷凝器。利用软件计算出不同送风干球温度(相对湿度为70％)对冷凝器冷凝温度的影响,计算结果表明冷凝温度随送风干球温度升高而升高,也证明了将室内排风余冷回收有利于节能。 蒸发式冷凝器的冷凝温度以湿球温度为基准,将其应用于制冷机组中,使得冷凝温度比水冷式和空冷式都低。以R22压缩制冷循环为例,冷凝温度每降低1℃,理论压缩机功耗将减少2％～3％。由于蒸发式冷凝制冷机组冷却水泵只需克服机组高度的扬程,而且靠水的潜热散热,所需流量较少,造成冷却系统有很大的节能空间。为了实现制冷机组的节能,本文提出将室内排风和凝结水余冷回收利用,作为蒸发式冷凝器的送风和冷却水。 建立了蒸发式冷凝器制冷系统实验台,重点研究了蒸发式冷凝器制冷系统的制冷性能,实验研究表明,进风湿球温度对蒸发式冷凝器制冷机影响大,在18.4℃～26.5℃实验范围内,湿球温度平均增大1℃,压缩功增大1.21％,能效比降低3.33％。蒸发式冷凝器制冷机的最佳喷淋密度为0.05kg/m·s,最佳迎面风速为2.9m/s,而且最佳喷淋密度不受风速影响,最佳迎面风速也不受喷淋密度影响。当喷淋密度为0.045～0.055 kg/m·s,迎面风速为2.5～3.3m/s范围内,蒸发式冷凝器制冷系统能效比能达到4.1～4.5。 对蒸发式冷凝制冷空调系统实际工程应用进行了测试,不论是全负荷还是部分负荷,蒸发式冷凝制冷空调系统性能系数都优于空冷式和水冷式冷水机组系统。与后两种制冷空调系统比较,在满负荷下,蒸发式冷凝制冷空调系统节能率分别为21.2％和10.3％,系统性能系数提高率分别为27.2％和11.4％。为当制冷负荷较少时,蒸发式冷凝制冷系统性能系数减少比例最小,随负荷变化的适应性最强。蒸发式冷凝制冷空调系统的循环水量和耗水量都明显小于水冷式冷水机组,节水率为63.7％。测试结果验证了蒸发式冷凝制冷机组节能和节水的特点,是一种很有发展前景的新型空调制冷设备。