本实用新型属于空调技术领域，更具体地说，涉及一种集成了多种制冷系统的复合式节能空调。
背景技术：
机房空调用于调节机房内的温度和湿度，具有全天候运行的特点，但机房空调能耗高，如何节能运行是各厂商节能减排行动的重要突破点。当室外环境温度较低的时候，利用自然冷源来代替传统机房空调的压缩机运行是降低机房空调能耗的重要手段。干空气能作为一种可再生的清洁能源，已在新风直接冷却系统及间接冷却系统中得到了广泛的应用，带喷淋的直接/间接蒸发冷却系统尤其适用于西北干燥的地区。
但在实际应用中，单纯使用间接蒸发冷却制冷的系统，需要加大换热芯体设计，因而其机组体积较大，占地面积偏多。而且现有的蒸发式冷却机组一般采用整体式设计，不能根据需求实现灵活拼装，工程施工难度大。此外，间接换热芯体的换热能力无法随室外环境温度的变化进行调节，无法进一步提高机组效率和节能效果。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种可以根据制冷需求变化提供多级制冷方案的复合式节能空调。
为了实现上述目的，本实用新型采取如下的技术解决方案：
一种复合式节能空调，包括：机械制冷系统，所述机械制冷系统包括压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器；间接换热系统，所述间接换热系统包括分别与内、外风循环风路联通的间接换热模组以及分别设置于内、外风循环风路上的室内风机和室外风机，所述间接换热模组包括间隔设置的间接换热芯体，相邻的间接换热芯体的内侧通道通过内循环风道相连，所述冷凝器设置于相邻间接换热芯体之间；所述分级喷淋水系统包括至少二套水喷淋装置、盛接喷淋水的集水槽、控制每套水喷淋装置的管道连通或关闭的控制阀，所述水喷淋装置的喷头设置于间接换热芯体的上方，所述水喷淋装置分别通过管道与外部循环水系统和/或集水槽连通。
作为本实用新型复合式节能空调的一种改进，所述间接换热模组至少包括第一间接换热芯体和第二间接换热芯体，所述第一间接换热芯体和第二间接换热芯体沿竖直方向上下间隔布置，第一间接换热芯体位于第二间接换热芯体的上方；所述分级喷淋水系统至少包括第一路水喷淋装置和第二路水喷淋装置，所述第一路水喷淋装置的喷头位于所述第一间接换热芯体的上方，所述第二路水喷淋装置的喷头位于所述第二间接换热芯体的上方；所述冷凝器设置于所述第一间接换热芯体的下方，所述集水槽位于所述第二间接换热芯体的下方。
作为本实用新型复合式节能空调的一种改进，所述冷凝器为蒸发式冷凝器。
作为本实用新型复合式节能空调的一种改进，所述蒸发器设置于所述间接换热模组的室内出风侧。
作为本实用新型复合式节能空调的一种改进，所述每套喷淋子系统的管道上设置有控制阀，以控制每套喷淋子系统的管道连通或关闭。
作为本实用新型复合式节能空调的一种改进，所述喷淋水装置的数量与间接换热芯体的数量对应或少于间接换热芯体的数量。
作为本实用新型复合式节能空调的一种改进，所述间接换热芯体模组由M×N×K块换热芯体装配到框架上组成，M、N、K均≥1。
作为本实用新型复合式节能空调的一种改进，所述间接换热芯体为空气与空气换热的板式换热器。
作为本实用新型复合式节能空调的一种改进，所述板式换热器的换热板的一侧表面上间隔设置有凸肋，换热板的四周具有从其边缘向上弯折的折边和向下弯折的折边，换热板上相邻折边的弯折方向相反；换热板叠放时，一片换热板的折边和与其相邻的另一片换热板上弯折方向相反的折边匹配支撑，使相邻两片换热板间形成流通空气的通道。
由以上技术方案可知，本实用新型复合式节能空调集成了机械式制冷、多级喷淋、间接蒸发冷却以及蒸发式冷凝技术，不仅可以利用自然冷源提升能效，同时也通过蒸发式冷凝技术提升冷凝器的换热效率，可较大程度的改善机械式制冷系统的制冷能效，并且可根据实际的制冷量需求变化提供多级供冷方案，在不同的环境温度下采用不同的供冷方案，提升了空调机组的效率，节能效果明显。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例1的结构示意图；
图2为本实用新型实施例1间接换热芯体的拼装结构示意图；
图3为实施例2间接换热芯体的结构示意图；
图4为实施例2换热板的结构示意图；
图5为沿图4中箭头A方向的示意图；
图6为沿图4中箭头B方向的示意图；
图7为图6中C部分的局部放大示意图；
图8为换热板旋转90°后的示意图；
图9为换热板叠放在一起的示意图；
图10为换热板叠放在一起的侧视图；
图11为另一种形式的换热板的结构示意图；
图12为图11的侧视图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的附图会不依一般比例做局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。需要说明的是，附图采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
实施例1
如图1所示，本实施例的复合式节能空调包括：机械式制冷系统、间接换热系统和分级喷淋水系统。其中，机械式制冷系统包括通过制冷剂管道相连的压缩机11、冷凝器12及蒸发器14，在冷凝器12和蒸发器14之间的制冷剂管道上设置有节流装置13。图1中的空心箭头表示室内空气的流向，斜线填充箭头表示室外空气的流向。
间接换热系统包括室外风机5、室内风机6和间接换热模组，间接换热模组包括间隔布置的第一间接换热芯体3和第二间接换热芯体4，本实施例的第一间接换热芯体3和第二间接换热芯体4沿竖直方向上下间隔布置，第一间接换热芯体3位于第二间接换热芯体4的上方。间接换热模组所包含的间接换热芯体的数量不限，至少包括两组间隔布置的间接换热芯体，间接换热芯体内设有供室内空气流通的内侧通道和供室外空气流通的外侧通道。第一间接换热芯体3的内侧通道的出风口通过内循环风道7与第二间接换热芯体4的内侧通道的进风口相连，本实施例的内循环风道7为工程施工管道，用于连接相邻的间接换热芯体的内侧通道。在内、外风循环风路上分别设置有室内风机6和室外风机5。在室外风机5的作用下，室外侧新风由下至上依次流经第二间接换热芯体4的外侧通道和第一间接换热芯体3的外侧通道(即间接换热模组的室外侧风路为下进上出)；在室内风机6的作用下，室内热风依次流经第一间接换热芯体3的内侧通道、内循环风道7和第二间接换热芯体4的内侧通道。室内热空气和室外侧新风在间接换热芯体中进行间接换热，室内热空气冷却后再送回室内。
分级喷淋水系统包括至少两套水喷淋装置，水喷淋装置的喷头设置于间隔设置的间接换热芯体的上方，优选地，在每一间接换热芯体的上方至少设置有一套水喷淋装置的喷头；至少在位于最下方的间接换热芯体的下方设置有集水槽，水喷淋装置通过管道与外部循环水系统和/或集水槽连通。可在每套水喷淋装置的管道上设置控制管道连通或关闭的控制阀。
本实施例的分级喷淋水系统包括第一路水喷淋装置26和第二路水喷淋装置24，第一路水喷淋装置26的喷头位于第一间接换热芯体3的上方，第二路水喷淋装置24的喷头位于第二间接换热芯体4的上方。第一路水喷淋装置26和第二路水喷淋装置24通过管道与集水槽21相连，集水槽21设置于第二间接换热芯体4的下方，管道上设置水泵22，用于将集水槽21的水输送给第一、第二路水喷淋装置。在与第一路水喷淋装置26连通的管道上以及与第二路水喷淋装置24连通的管道上分别设置有第一电磁阀25和第二电磁阀23，用于分别控制各管道的通断。第一路水喷淋装置26和第二路水喷淋装置24分别向第一间接换热芯体3和第二间接换热芯体4喷淋水，实现对间接换热芯体喷淋的分级控制，进行蒸发冷却。除了可采用电磁阀控制水喷淋装置管道的通断外，也可采用电动阀、机械开关阀等常规的控制阀。
冷凝器12设置于第一间接换热芯体3和第二间接换热芯体4之间，本实施例的冷凝器12位于第一间接换热芯体3的下方，利用第一路水喷淋装置26在喷淋第一模块化间接换热芯体3的同时对冷凝器12进行喷淋，改善机械式制冷系统的运行效率。冷凝器12优选为蒸发式冷凝器，可以提升冷凝器12室外侧的换热系数，在设计机械式制冷系统时可以缩小冷凝器的设计面积，节省成本。蒸发器14设置于间接换热模组的室内出风侧。
如图2所示，本实施例的间接换热芯体采用模块化结构，是由多个小的换热芯体(32，33，42，43)装配到框架(31，41)上拼装而成的模组。如整个间接换热芯体模组由M(长)×N(宽)×K(高)块小的换热芯体拼装组成，M、N、K均≥1。本实施例中间接换热芯体模组高度方向上包含K＝1层小的换热芯体；长度方向上包含M＝3层小的换热芯体；宽度方向上包括N＝1层小的换热芯体。小的换热芯体在同一高度前后并排布置。间接换热芯体采用模组拼装式结构，在工程应用中，可以根据不同的制冷需求方便地对模块化的间接换热芯体模组进行扩展，组装成相应尺寸的换热芯体模组，实现对换热芯体的换热能力的分级控制；而且在对换热芯体模组的维护过程中，可以分单元地抽出小换热芯体进行清洗，极大方便了换热芯体的维护工作。
本实施例的间接换热系统配合风道采用上送下回的模式(热空气上送和冷空气下回)，室内热空气上升到室内的上层空间后，从室内进风口进入间接换热系统中，先经过第一模块化间接换热芯体3与室外空气进行一重换热，然后经由内循环风道7进入到第二模块化间接换热芯体4与室外新风进行二重换热，经由间接换热系统冷却后的室内空气最后经过蒸发器14流入到室内，而室外侧新风则是依次流经第二模块化间接换热芯体4和第一模块化间接换热芯体3换热后排出。
本实用新型可以随着室外环境温度的变化调节间接换热芯体的换热能力，室外环境温度越低，间接换热芯体的能力越大，根据实际制冷需求提供多级制冷方案。下面对本实用新型节能空调的工作模式作进一步说明：
当环境温度较低、间接换热芯体的换热能力足够时，关闭分级水喷淋系统及机械制冷系统，仅开启室内风机6和室外风机5，采用干态间接换热提供冷量；
当环境温度升高，间接换热芯体的换热能力减弱，仅靠干态间接换热提供冷量无法满足需求时，打开第二电磁阀23，开启第二路水喷淋装置24，对第二模块化间接换热芯体4进行喷淋，此时，室外新风在流经第二模块化间接换热芯体4时，蒸发吸热降温，相当于室外新风的温度降低，从而改善间接换热芯体的换热能力；当环境温度进一步升高，还可同时打开第一电磁阀25和第二电磁阀23，并同时开启第一路水喷淋装置26和第二路水喷淋装置24，通过分级喷淋装置对蒸发冷却能力进行分级控制，增大喷淋量和蒸发冷却面积，进一步改善蒸发冷却能力；
当环境温度处于高温，间接换热芯体的换热能力降低，即使同时开启第一、第二水喷淋装置也无法满足需求时，可开启机械式制冷系统补充冷量。
本实用新型的复合式节能空调通过设置多个间接换热芯体，实现对室内热空气的多重冷却，同时配合分级喷淋水系统，通过控制不同喷淋子系统分别开启或者同时开启来调节间接换热芯体的蒸发冷却能力，对蒸发式间接系统的换热能力进行分级控制，提升了间接换热芯体的换热能力。而且采用采用模块化设计，间接换热芯体可以在深度、高度、长度方向上叠加，自由组合。
进一步的，本实施例的间接换热芯体为空气与空气换热的板式换热器，可采用专利号为2016208187858的中国实用新型专利公开的换热器的结构。
实施例2
本实施例与实施例1不同的地方在于第一、第二间接换热芯体的结构，下面以第一间接换热芯体为例对换热芯体的结构进行说明。如图3所示，为本实施例间接换热芯体的结构示意图，第一间接换热芯体3包括第一护板3-1、第二护板3-2及侧板支架3-3和换热器3-4，换热器3-4由叠放在一起的若干换热板组成，换热板内形成有流通气体的通道。第一护板3-1、第二护板3-2及侧板支架3-3组成安装换热器3-4的外部框架，侧板支架3-3分别设置于换热器3-4的四个角位置，第一护板3-1设置于换热器3-4的顶部，第二护板3-2设置于换热器3-4的底部，第一护板3-1和第二护板3-2通过侧板支架3-3相连，第一护板3-1、第二护板3-2及侧板支架3-3之间通过螺纹紧固件组装在一起，与换热器3-4组成小的换热器单元。侧板支架3-3的截面形状为角形，侧板支架3-3设置于换热器3-4的四个角处，不仅可以起到加强固定换热器3-4的作用，同时可将换热器3-4内形成的一次侧流体通道、二次侧流体通道(内侧通道、外侧通道)进行分隔，使冷空气和热空气分别从一次侧流体通道和二次侧流体通道流过进行间接交叉换热。换热器单元采用叠加拼装的方式，不仅可以加强换热芯体通道的强度，组装时，只需将相邻换热器单元的外部框架通过紧固件连接在一起即可，简化了加工流程。
本实施例的换热器为板式换热器，板式换热器3-4包括叠放在一起的换热板3-5，如图4、图5及图6所示，换热板3-5的一侧表面上成型有凸肋3-5a，凸肋3-5a突出于换热板3-5的表面，且间隔设置于换热板3-5的表面上，本实施例的凸肋3-5a为相互平行的肋条。换热板3-5的四周具有向上弯折的折边3-5b和向下弯折的折边3-5b，折边3-5b与换热板3-5一体成型，从换热板3-5的边缘向上翻和向下翻，形成折边3-5b，其中，一块换热板3-5上相邻的折边3-5b的弯折方向相反，相对设置的折边3-5b弯折方向相同。本实施例的换热板3-5为正方形，与凸肋3-5a平行的两条折边向上翻，换热板3-5的另外两条折边则向下翻。
将多张换热板3-5叠放在一起组成板式换热器3-4，叠放时，一片换热板3-5相对与其相邻的另一片换热板3-5在水平面上旋转90°。例如，将图4所示的换热板3-5旋转90度后，换热板3-5的状态如图8所示，将图8所示的换热板叠放在图4所示的换热板上，叠放在一起的换热板的结构如图9和图10所示，相邻叠放的换热板3-5的折边3-5b相互支撑，即一片换热板的向下弯折的折边与位于其下方的另一片换热板的向上弯折的折边匹配支撑，使得相邻两片换热板间形成流通空气的通道，而且在通道中，一片换热板的凸肋还会支撑起与其相邻的另一片换热板，可以避免换热板两侧的压强差异，防止换热板变形，本实施例的一片换热板上凸肋的延伸方向与相邻的另一片换热板上凸肋的延伸方向垂直。按照此方式将多片换热板叠加到所需的高度，组成板式换热器。进一步的，换热板上凸肋的高度h可变，如图7所示，凸肋的高度h与宽度L的比值为0.5～5，以降低换热器的风阻。
此外，为了提高换热效率，还可以在换热板3-5上相邻凸肋3-5a形成的通道之间设置用于扰流的凸台或凹台，如图11和图12所示，在换热板3-5上设置了凸台3-5c，凸台3-5c的高度小于凸肋3-5a的高度，凸台3-5c可为圆柱形、棱柱形、锥台形、圆台形等。
换热芯体模组可以组成室内循环风路并联、室外循环风路串联的组装形式，在减小内循环风路风阻的同时，方便的对换热芯体进行扩展。或者换热芯体模组组成室内循环风路串联、室外循环风路并联的组装形式，可以减小外循环风路侧的风阻，同样的风机配置情况下可以获得更大的外侧循环风量，进而提升换热芯体模组的整体换热能力。通过组成不同的气流组合方式，具有不用的应用优势：内风路串联外风路串联的气流组合方式，可以在工程的设计前期根据内外循环风路的风阻对换热芯体的串联个数进行定量设计，同时也可以增加间接换热模块整体的换热能力，使得室内热空气得到更充分的冷却；内风路并联外风路串联的气流组合方式，可以减小内循环风路侧的阻力，同时可利用建筑高度上空置的空间布置换热芯体，充分的利用高度上的空间；内风路串联外风路并联的气流组合方式，可以减小外循环风路侧的阻力，此外也可以结合具体的方案布置实现高度上空置空间的利用。
诚然，本实用新型的技术构思并不仅限于上述实施例，还可以依据本发明的构思得到许多不同的具体方案，例如，前述实施例竖直方向上设置的第一模块化间接换热芯体和第二模块化间接换热芯体都由长M*宽N*高K(3*1*1)个小换热芯体单元拼装而成。在具体实施例中，也可以根据实际需求灵活调整拼装的个数，只需将内循环风道分别连接上下相邻的间接换热芯体内侧通道的出风口和进风口即可，使室内热空气经在上的间接换热芯体换热后通过内循环风道经过在下的间接换热芯体进行多重换热，增强换热效果。此外，当间接换热芯体数量变化时，喷淋水装置的数量也相应变化，喷淋水装置的数量可与间接换热芯体的数量对应或少于间接换热芯体的数量，从而调节间接换热芯体的换热能力；诸如此等改变以及等效变换均应包含在权利要求所述的范围之内。