间接蒸发冷却器及全热回收复合空调系统的制作方法

本发明涉及暖通空调领域，具体涉及一种间接蒸发冷却器及全热回收复合空调系统。

背景技术：

随着生活质量的提高，人们对空调的需求越来强烈。空调的能耗巨大并在逐年增长。据统计，空调能耗占建筑总能耗的50％以上。如今的市场主要是传统的蒸汽压缩式空调，它利用氯氟烃类制冷剂的相态变化制冷。其中，压缩机是一个重要的部件，它利用电力驱动将制冷剂蒸汽压缩。然而，压缩机的能耗非常大，会带来大量的温室气体排放。此外，氯氟烃类制冷剂会破坏臭氧层，同时也是一种温室气体。因此，传统的蒸汽压缩式空调不仅能耗大，还会造成严重的环境污染问题。

在背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种有效降低能耗、环保且应用地域范围广的间接蒸发冷却器；

本发明的另一个目的在于提供一种设有间接蒸发冷却器能进行全热回收的全热回收复合空调系统。

根据本发明的一个方面，一种间接蒸发冷却器，包括至少一个换热单元和喷淋装置，每个所述冷却单元包括一个二次风道和至少一个一次风道，且每一个所述一次风道与所述二次风道的侧壁相接触，其中所述一次风道的两端部分别设有一次风入口和一次风出口，二次风道的两端部分别设有二次风入口和一次风出口，所述喷淋装置包括位于所述二次风出口上方的喷头，所述喷头喷出的水由所述二次风出口进入所述二次风道并由所述二次风入口流出。

根据本发明的另一个方面，一种全热回收复合空调系统，包括空气处理机以及本发明所述的间接蒸发冷却器。室外新风由所述间接蒸发冷却器的一次风入口进入一次风道，经所述间接蒸发冷却器预冷后，由一次风出口流出，再进入所述空气处理机，接着进入室内，由室内排出的回风经所述间接蒸发冷却器的二次风入口进入二次风道，再由二次风出口排出。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

本发明的间接蒸发冷却器，喷到二次风道内的水吸收风中的热量蒸发吸热，使二次风道冷却，一次风道与二次风道进行热交换而降温，实现制冷。本发明的间接蒸发冷却器，无需使用压缩机和氯氟烃类制冷剂，仅依靠水蒸发获取冷量，不但能减少温室气体的排放，而且绿色环保。本发明的间接蒸发冷却器，根据一次空气温湿度的不同，可能出现降温等湿冷却，或者降温除湿冷却两种情况，从而可以应用于各种气候条件，因而适用地域广。

本发明的全热回收复合空调系统，首次将一间接蒸发冷却器与一空气处理机结合在一起形成了全热回收复合空调系统，且新风由间接蒸发冷却器的一次通道进入并由其二次通道排出，间接蒸发冷却器作为热回收装置，充分回收来自室内排风中的热量再经蒸发制冷来预冷新风。研究表明，本发明的复合空调系统可以减少40％～50％的空调能耗，大大降低了温室气体的排放。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是本发明间接蒸发冷却器一实施方式的立体示意图；

图2是本发明间接蒸发冷却器中的一次风道和二次风道的纵向截面图；

图3是本发明全热回收复合空调系统一实施方式的原理示意图；

图4是图3所示的全热回收复合空调系统，新风在间接蒸发冷却器冷凝情况下的空气处理焓湿图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

本说明书中使用用语“一个”、“一”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

间接蒸发冷却器实施方式

参见图1和图2，图1是本发明间接蒸发冷却器一实施方式的立体示意图，图2是本发明间接蒸发冷却器中的一次风道1和二次风道2的纵向截面图。其中为了清楚显示内部结构，图1中的一个一次风道拆除了一块侧板11。

本发明间接蒸发冷却器一实施方式，包括至少一个换热单元和喷淋装置，图1仅示出一个冷却单元，在其他一些实施方式中，冷却单元的数量不限于一个，例如在需要处理的室内面积较大情况下，本发明间接蒸发冷却器可以采用多个冷却单元，以增强处理效率。

如图1所示，该冷却单元包括一个二次风道2和位于该二次风道2左右两侧的两个一次风道1，在其他实施方式的冷却单元中一次风道1的数量不限于两个，可以仅有一个，也可以3个、4个或者更多。无论一次风道1的数量是多少，均要保证每一个一次风道1与所述二次风道2至少有一部分侧壁相接触，从而一次风道1与所述二次风道2能在相互接触的侧壁之间进行热量交换。“侧壁相接触”包含了一次风道1侧壁和二次风道2侧壁的相接触部分是同一个壁的情况，即二者共用同一个壁。

如图1所示，一次风道1可以是中空的长方体形状，包括4个依次连接的侧壁11和封闭4个侧壁11顶端部的顶壁12以及封闭4个侧壁11底端部的底壁13。在其中的一个侧壁11的顶端和底端分别开有一次风入口111和一次风出口112。当然一次风入口111和一次风出口112也可以分别位于不同的侧壁11上，具体可以视现场空间或现实需要而定。

一次风道1内底端部设有倾斜的排水槽14，排水槽14的排水槽14的较高一端可以连接于侧壁11上，较低端位于一次风出口112，排水槽14用于及时排出一次风道1内产生的冷凝水。在另一些实施方式中也可以不设置排水槽14，例如在底壁13上开设冷凝水孔(图中未示出)，通过冷凝水孔排出冷凝水，或者将底壁13制成倾斜形状，且倾斜的底壁的较低端与一次风道1侧壁11的底端部之间具有一空间，该空间即用作一次风出口112，这样冷凝水可以通过该一次风出口112排出。

如图1和图2所示，二次风道2可以为横截面为矩形的筒形，其底端开口可用作二次风入口211，其顶端开口可用作二次风出口212。

在其他实施方式中，一次风道1不限于中空的长方体形状；二次风道2也不限于横截面为矩形的筒形。具体形状可根据需要来设计。

如图1所示，喷淋装置包括水箱31，连通于水箱31的水管32、连通于水管32末端的喷管33以及安装于水管32上的水泵34以及多个均匀安装于喷管33上的喷头35。

本发明的间接蒸发冷却器在使用时，室外新风由一次风入口111进入一次风道1，再经一次风出口112排出到室内；室内的回风由二次风入口211进入二次风道2，再由二次风出口212排出到室外；启动喷淋装置，水泵34将水箱31中的水沿着水管32泵送至喷管33，并经多个喷头35喷出，由喷头35喷出的水由二次风出口212进入二次风道2，并由二次风入口211流出。在二次风道内，水流方向至上而下，风的流向至下而上，二者方向是相反的，水在沿着二次风道内壁流动过程中，被风吹拂加速蒸发而吸热，使得二次风道特别是其内壁降温，一次风道与二次风道之间存在温差进行热量交换，则一次风道温度降低，进而由一次风道吹向室内的风为冷风。

本发明间接蒸发冷却器是一种节能、环保的空调。它是利用水蒸发吸热的原理，将空气中的显热转化为潜热来制造冷量。由于间接蒸发冷却器没有使用压缩机和氯氟烃类制冷剂，仅依靠风机和水泵从水蒸发过程中获取冷量，所以间接蒸发冷却器是一种绿色的空调。

本发明间接蒸发冷却器，利用空气的干湿球温度差为制冷的驱动力，即干湿球温度差越大的地区，间接蒸发冷却器的制冷效果越好。因此，它在中国西部干燥地区应用广泛，主要用于直接提供冷却的新风或高温冷冻水。

如图2所示，进一步地，本发明间接蒸发冷却器另一实施方式中，二次风道2的内壁设有二氧化钛等亲水涂层，从而在二次空气通内壁面上容易形成稳定且相对均匀的水膜200，这将大幅度提高蒸发效率，从而显著提升制冷效率。经测试，在其他条件相同情况下，具有亲水涂层210的二次风道比不设置亲水涂层210的二次风道的蒸发效率提高10％到30％。

此外，还可以在一次风道1的内壁涂覆疏水涂层110例如聚四氟乙烯涂层等，疏水涂层110的作有在于，可以迅速排出附着在一次风道1的内壁面的冷凝水，从而减小传热热阻，并能防止堵塞狭小的换热通道，向下流的冷凝水经倾斜的排水槽14排出一次风道1。

因此，在设有亲水涂层210和疏水涂层110的间接蒸发冷却器中，制冷效率将会得到大幅度提升。

全热回收复合空调系统实施方式

如图3所示，本发明全热回收复合空调系统一实施方式，包括空气处理机以及间接蒸发冷却器。间接蒸发冷却器可以采用本发明前面所述的间接蒸发冷却器。室外新风由间接蒸发冷却器的一次风入口111进入一次风道1，经间接蒸发冷却器预冷后进入空气处理机，接着进入室内，由室内排出的回风经间接蒸发冷却器的二次风入口211进入二次风道2，再由二次风出口212排出。以下详细介绍本发明的工作原理：

间接蒸发冷却器包括多通道的空气-空气换热器、循环水泵、水箱、喷淋装置。在排湿工况下，换热器通道被分为一次通道和二次通道。一次空气为室外的新风，即所需的冷空气；二次空气为室内回风，即被加湿不用的空气(空调房间低温低湿的排风)。喷淋水喷洒到镀有亲水膜的二次通道内，在壁面形成均匀的水膜。二次空气和水膜发生热质交换后，壁面被冷却，二次空气被加湿排出室外。与二次空气共用一个通道侧壁的一次空气被壁面冷却。若进口新风湿度大，其露点温度高于共用壁面温度，新风冷凝除湿；若进口新风湿度较小，其露点温度低于壁面温度，新风仅温度降低而含湿量不变。由于一次通道镀有疏水膜，冷凝水滑落至冷却器底部，并由排水槽排出。随后，被预冷的新风被送进空气处理机，进一步降温除湿，直至达到设定的送风温度。空气处理机可以使用蒸汽压缩式制冷机产生的冷冻水进行空气处理。最终，经过两次处理的空气送入室内；室内回风进入间接蒸发冷却器的二次风道并排出。

本发明提出的全热回收复合空调系统与传统的空调系统相比，具有以下特点：1.二次空气为室内空调房间低温低湿的排风，这样可以充分回收利用排风的冷量预冷新风；2.根据一次空气温湿度的不同，可能出现降温等湿冷却，或者降温除湿冷却两种情况。在降温除湿工况下，进口一次空气湿度较高(如在深圳、香港等湿热地区)，其露点温度高于间接蒸发冷却器壁温，一次空气部分或者完全冷凝。此时，间接蒸发冷却器实现全热回收。

参见图4，图4是本发明的全热回收复合空调系统，新风在间接蒸发冷却器冷凝情况下的空气处理焓湿图。点w到点d，点d到点i是新风在间接蒸发冷却器中的降温除湿过程。点i到点s是预冷的新风送入空气处理机后，进一步降温除湿的过程。点s到点n是送风消除室内热湿负荷的过程。图4中，eiec是新风在间接蒸发冷却器中的焓降，eahu是新风在空气处理机中的焓降，eiec是新风所需的总焓降。间接蒸发冷却器的能耗wiec可以由eiec/copiec计算，而空气处理机的能耗wahu可以由eahu/copahu计算。复合系统的总能耗为wiec+wahu。

本发明提出的全热回收复合空调系统将间接蒸发冷却器与传统蒸汽压缩式制冷相结合，形成一个复合空调系统，适用的气候条件广，打破了传统的蒸发冷却地域性的限制，充分发挥其节能环保的优势。该系统中，间接蒸发冷却器作为热回收装置，充分回收来自空调排风中的热量再经蒸发制冷来预冷新风。研究表明，复合空调系统可以减少40％～50％的空调能耗，大大降低了温室气体的排放。相比传统的转轮热回收，本发明中的间接蒸发冷却器热回收具有低能耗、易维护、无交叉污染的优势。

本发明的包含有蒸发冷却器的全热回收复合空调系统，不仅仅适用于干燥地区，其特别适用于高温高湿的沿海地区，例如中国香港，夏季的干球温度可达32℃，湿球温度可达到28℃。在传统空调中，为了除湿的需要，室内温度往往很低，一般在22℃～24℃，相对湿度在50％～60％；同时也适合运用在医院、生鲜市场等高新风需求和产生污染空气的场所。

应可理解的是，本发明不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本发明能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本发明的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本发明延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本发明的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本发明的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本发明。