蒸发冷却是一种利用水与空气之间的热质交换从而对周围物体和空气进行降温的热力过程,蒸发冷却系统具有结构简单、成本低、节能环保的优异特性。但是蒸发冷却温降大小有限,对环境依赖度比较高,难以独立作为建筑物的制冷系统。常规蒸发冷却包括直接蒸发冷却和间接蒸发冷却两种,其中直接蒸发冷却的产出气体最低温度不低于湿球温度。常规间接蒸发冷却的湿球效率通常不高于80%。由于常规的蒸发冷却技术难以突破湿球温度的局限,近期一种新型的蒸发冷却过程——再生式蒸发冷却被人们提出。再生式蒸发冷却是一种将预冷空气引入湿通道进行传热传质从而冷却周围空气的特殊间接蒸发冷却系统,其最低温度可以降到露点温度附近,湿球效率可以超过100%,再生式蒸发冷却优异的制冷效率受到国内外学者的广泛关注。在再生蒸发冷却的理论模型上,国内外研究人员们提出了多种数学模型,并且多采用-NTU方法,将蒸发冷却中的传递阻力、路易斯数的非一致性和饱和空气焓曲线的曲率等因素纳入考虑范围。在实验研究方面,研究人员对再生式蒸发冷却换热器通道结构和使用环境等方面进行了研究。从前人的研究成果可知,研究人员对再生式蒸发冷却理论模型的建立和优化工作更多,对于再生式蒸发冷却设备的应用研究相对较少,同时在理论研究上很少考虑纵向热传导和质量扩散的影响。本文构建了优化的对流再生蒸发冷却数学模型,考虑了纵向热传导、物质扩散对空气流动、通道壁面和水薄膜的影响,结合了瞬态控制方程和传热传质原理。模拟结果表明,新风温度、新风湿度、新风风速、通道长度、通道高度、工作再生风比例均会影响再生式蒸发冷却的制冷效率,而通道宽度对制冷效率的影响很小,几乎可以忽略不计。针对模拟结果,本文构建了竖立式再生蒸发冷却设备和横卧式再生蒸发冷却设备并进行了实验测试。实验结果验证了模型的准确性,同时实验结果显示,对于提供恒温水源的供水系统,供水水温也是再生式蒸发冷却设备制冷效率的影响因素之一。基于理论和实验分析,在供水系统采用循环水的情况下,新风温度、新风湿度、新风风速、通道长度、通道高度、再生风比例都能影响再生式蒸发冷却的制冷能力和制冷效率,通道宽度对系统的降温没有明显的影响。在供水系统提供恒温水源时,供水水温也是再生式蒸发冷却系统制冷能力和制冷效率的重要影响因素。