本發(fā)明涉及空氣處理設備領域，尤其涉及高效復合蒸發(fā)冷卻空氣處理機組。

背景技術：

蒸發(fā)冷卻空氣處理機組，是利用干空氣能為動力，利用空氣的干球溫度和濕球溫度差為驅動勢進行制冷的空氣處理設備。在我國的空氣干燥地區(qū)的舒適性空調、工業(yè)通風降溫設備方面，已經(jīng)得到了廣泛的應用。在工業(yè)生產領域，對那些發(fā)熱量較大的車間、站房進行冷卻降溫，收到很好的節(jié)能效果。

但是上述空氣處理設備的缺點也非常明顯，其具體缺點如下：

1、蒸發(fā)冷卻空氣處理機組是依靠外界高溫干燥空氣來實現(xiàn)制冷，若室外的氣象參數(shù)變化無常，則空氣處理機組的冷量輸出穩(wěn)定性隨著室外氣象參數(shù)的變化而變化；

2、蒸發(fā)冷卻空氣處理機組是干燥高溫空氣和水之間進行熱質交換實現(xiàn)制冷，制冷參數(shù)調節(jié)手段有限，調節(jié)效果比較差，使得蒸發(fā)冷卻空氣處理機組的應用范圍受到限制。

3、間接蒸發(fā)冷卻的二次排風溫度仍然低于室外環(huán)境的干球溫度，若排出會造成浪費。

技術實現(xiàn)要素：

本申請人針對上述現(xiàn)有問題，進行了研究改進，提供一種高效復合蒸發(fā)冷卻空氣處理機組，其能實現(xiàn)將蒸發(fā)冷卻技術和熱泵技術耦合，不僅可以克服室外空氣濕度變化對制冷效果的衰減補充，還能實現(xiàn)制冷溫度的精確控制。

本發(fā)明所采用的技術方案如下：

一種高效復合蒸發(fā)冷卻空氣處理機組，包括用于流入室外高溫干燥空氣的進風口，所述進風口設置于機組的一端；于所述進風口的一側、在所述機組內按序設置用于過濾雜質的初效過濾器、用于循環(huán)制冷劑蒸汽的熱泵制冷系統(tǒng)、用于對空氣實現(xiàn)二級冷卻的兩級蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)、用于過濾空氣內未蒸發(fā)水滴的擋水板、用于送風的送風機及用于將處理空氣流出的送風口，所述送風口設置于機組的另一端。

所述壓縮機設置于機組內部，所述壓縮機的出口端通過管路連接預冷凝器的進口，所述預冷凝器的出口通過管路連接u型風冷冷凝器的進口，所述u型風冷冷凝器的出口通過管路與蒸發(fā)器的進口端連接，所述蒸發(fā)器的出口端通過管路與所述壓縮機的進口端連通，所述壓縮機、預冷凝器、u型風冷冷凝器、蒸發(fā)器連接形成循環(huán)回路；

所述兩級蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)的具體結構如下：

包括間接蒸發(fā)冷卻器及直接蒸發(fā)冷卻器，所述間接蒸發(fā)冷卻器的內部由金屬堅壁分隔形成若干用于一次空氣流通的干通道及用于二次空氣流通的濕通道；于所述間接蒸發(fā)冷卻器的的頂部還設置用于向濕通道內提供循環(huán)水的間接蒸發(fā)冷卻淋水器，所述間接蒸發(fā)冷卻淋水器通過管路按序與間接蒸發(fā)冷卻循環(huán)泵、第一循環(huán)水箱連通形成循環(huán)回路；在所述直接蒸發(fā)冷卻器上設置直接蒸發(fā)冷卻布水裝置，所述直接蒸發(fā)冷卻布水裝置通過管路按序與直接蒸發(fā)冷卻循環(huán)泵、第二循環(huán)水箱連接形成循環(huán)回路，于所述直接蒸發(fā)冷卻器的內部還設置冷卻填料。

其進一步技術方案在于：

在所述熱泵制冷系統(tǒng)中、于所述u型風冷冷凝器的頂部還設置用于使環(huán)境空氣冷卻的外轉子軸流風機；

所述預冷凝器設置于間接蒸發(fā)冷卻器的頂部，于所述預冷凝器的頂部還設置用于將二次空氣排出的二次風機；

于所述u型風冷冷凝器與蒸發(fā)器連接的管路上還設置節(jié)流閥；

各干通道與濕通道互為相鄰布置；

所述熱泵制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器設置于間接蒸發(fā)冷卻器的后部；

于所述間接蒸發(fā)冷卻器上分別設置二次進風口及二次出風口，所述二次進風口位于機組兩側；于所述二次進風口還分別設置百葉窗及尼龍濾網(wǎng)；

所述預冷凝器采用銅管套不銹鋼翅片結構，所述u型風冷冷凝器采用銅管套鋁翅片結構；

于所述機組內、在所述蒸發(fā)器的出口處還設置用于收集凝結水的集水盤，所述集水盤通過管路與第二循環(huán)水箱連通；

于所述直接蒸發(fā)冷卻器內還設置冷卻填料，所述填料由多組呈傾斜布置的波紋型板片疊裝，各波紋型板片采用鋁合金、不銹鋼、木漿紙或無機燒結材料中的任意一種材料制成。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明結構簡單、使用方便，在熱泵制冷系統(tǒng)中預冷凝器利用低溫的二次空氣來實現(xiàn)對間接蒸發(fā)冷卻器剩余冷量的回收利用，通過預冷凝器承擔了一部分冷凝熱，從而減輕了u型風冷冷凝器的負擔，使熱泵制冷系統(tǒng)的能效比大大提高。熱泵制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器設置于間接蒸發(fā)冷卻器的后部，其可以克服由于室外空氣干濕度變化對制冷效果的衰減補充，同時又能實現(xiàn)制冷溫度的精確控制。在本發(fā)明中利用兩級蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)與熱泵制冷系統(tǒng)相耦合，大大提高了兩級蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)對空氣進行冷卻的精度和效果，在室外空氣干燥地區(qū)、中濕度地區(qū)有廣闊的應用價值，適用于全空氣中央空調、半集中式中央空調的新風處理、大發(fā)熱量的生產車間、站房、通訊機房空調通風場合。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的主視圖。

圖2為圖1的側視圖。

圖3為圖1的俯視圖。

其中：1、進風口；2、初效過濾器；3、間接蒸發(fā)冷卻器；4、預冷凝器；5、二次風機；6、蒸發(fā)器；7、直接蒸發(fā)冷卻器；8、直接蒸發(fā)冷卻布水裝置；9、擋水板；10、送風機；11、送風口；12、直接蒸發(fā)冷卻循環(huán)泵；13、間接蒸發(fā)冷卻循環(huán)泵；14、壓縮機；15、節(jié)流閥；16、間接蒸發(fā)冷卻淋水器；17、外轉子軸流風機；18、u型風冷冷凝器。

具體實施方式

下面說明本發(fā)明的具體實施方式。

如圖1、圖2及圖3所示，高效復合蒸發(fā)冷卻空氣處理機組包括用于流入室外高溫干燥空氣的進風口1，進風口1設置于機組的一端；于進風口1的一側、在機組內按序設置用于過濾雜質的初效過濾器2、用于循環(huán)制冷劑蒸汽的熱泵制冷系統(tǒng)、用于對空氣實現(xiàn)二級冷卻的兩級蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)、用于過濾空氣內未蒸發(fā)水滴的擋水板9、用于送風的送風機10及用于將處理空氣流出的送風口11，送風口11設置于機組的另一端。

如圖1所示，上述熱泵制冷系統(tǒng)包括用于將制冷劑蒸汽轉換成高壓高溫制冷劑蒸汽的壓縮機14，壓縮機14設置于機組內部，壓縮機14的出口端通過管路連接預冷凝器4的進口，預冷凝器4的出口通過管路連接u型風冷冷凝器18的進口，u型風冷冷凝器18的出口通過管路與蒸發(fā)器6的進口端連接，蒸發(fā)器6的出口端通過管路與壓縮機14的進口端連通，壓縮機14、預冷凝器4、u型風冷冷凝器18、蒸發(fā)器6連接形成循環(huán)回路。在熱泵制冷系統(tǒng)中、于u型風冷冷凝器18的頂部還設置用于使環(huán)境空氣冷卻的外轉子軸流風機17。上述預冷凝器4設置于間接蒸發(fā)冷卻器3的頂部，于預冷凝器4的頂部還設置用于將二次空氣排出的二次風機5。在間接蒸發(fā)冷卻器3上分別設置二次進風口及二次出風口，二次進風口設置于機組兩側，上述預冷凝器4設置于間接蒸發(fā)冷卻器3的二次出風口處，在二次進風口上分別設置固定式百葉窗及尼龍濾網(wǎng)。在上述u型風冷冷凝器18與蒸發(fā)器6連接的管路上還設置節(jié)流閥15。

上述兩級蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)的具體結構如下：

包括間接蒸發(fā)冷卻器3及直接蒸發(fā)冷卻器7，間接蒸發(fā)冷卻器3的內部由金屬堅壁分隔形成若干用于一次空氣流通的干通道及用于二次空氣流通的濕通道，各干通道與濕通道互為相鄰布置。于間接蒸發(fā)冷卻器3的的頂部還設置用于向濕通道內提供循環(huán)水的間接蒸發(fā)冷卻淋水器16，間接蒸發(fā)冷卻淋水器16通過管路按序與間接蒸發(fā)冷卻循環(huán)泵13、第一循環(huán)水箱連通形成循環(huán)回路。在直接蒸發(fā)冷卻器7上設置直接蒸發(fā)冷卻布水裝置8，直接蒸發(fā)冷卻布水裝置8通過管路按序與直接蒸發(fā)冷卻循環(huán)泵12、第二循環(huán)水箱連接形成循環(huán)回路，于直接蒸發(fā)冷卻器7的內部還設置冷卻填料，冷卻填料由多組呈傾斜布置的波紋型板片疊裝，各波紋型板片采用鋁合金、不銹鋼、木漿紙或無機燒結材料中的任意一種材料制成。

于所述機組內、在所述蒸發(fā)器6的出口處還設置用于收集凝結水的集水盤，集水盤通過管路與第二循環(huán)水箱連通。

本發(fā)明的具體工作過程如下：

室外高溫干燥空氣從進風口1進入機組，室外高溫趕早空氣干球溫度34℃，濕球溫度18℃，然后進入初效過濾器2過濾掉可導入性雜質形成潔凈空氣，潔凈空氣經(jīng)過初效過濾器2后分別進入間接蒸發(fā)冷卻器3的各干通道與濕通道內(潔凈空氣進入干通道內的空氣稱為一次空氣，潔凈空氣進入濕通道內的空氣稱為二次空氣)。在上述潔凈空氣進入各干通道與濕通道之前，由間接蒸發(fā)冷卻循環(huán)泵13提升第一循環(huán)水箱內的水，然后通過管路流入間接蒸發(fā)冷卻淋水器16并向間接蒸發(fā)冷卻器3的濕通道內噴淋循環(huán)水。由于濕通道內具有循環(huán)水，因此二次空氣進入濕通道內與循環(huán)水接觸并產生熱質交換(該過程中二次空氣的溫度高于循環(huán)水的溫度)，在熱質交換過程中循環(huán)水溫度降低、二次空氣溫度降低、間接蒸發(fā)冷卻器3內金屬堅壁的表面溫度也降低。由于上述金屬堅壁的表面溫度降低，因此在干通道內一次空氣與低溫的金屬堅壁接觸產生對流換熱(在該過程中一次空氣的溫度高于金屬堅壁的溫度)，從而實現(xiàn)了一次空氣的半球溫度下降。

在上述一次空氣、二次空氣進行對流換熱的同時在熱泵制冷系統(tǒng)中，壓縮機14將制冷劑蒸汽變?yōu)楦邏焊邷氐闹评鋭┱羝?，然后制冷劑蒸汽進入預冷凝器4，同時上述被換熱后的二次空氣也進入預冷凝器4，在預冷凝器4中利用二次空氣的低溫來實現(xiàn)冷量的回收，從而實現(xiàn)制冷劑蒸汽的初步冷卻。經(jīng)過初步冷卻的制冷劑蒸汽溫度被降低后進入u型風冷冷凝器18，同時上述被回收冷量后的二次空氣經(jīng)過二次風機5排出至大氣。由于上述u型風冷冷凝器18的頂部設置外轉子軸流風機17，利用上述外轉子軸流風機17使環(huán)境空氣冷卻u型風冷冷凝器18，使制冷劑蒸汽被冷凝成高壓常溫的制冷劑液體，高壓常溫的制冷劑液體通過節(jié)流閥15被節(jié)流成低壓低溫的制冷劑液體，低溫低壓的制冷劑液體通過管路進入蒸發(fā)器6內，同時上述經(jīng)過換熱的一次空氣也進入的蒸發(fā)器6內，一次空氣與低溫低壓的制冷劑液體進行熱交換后形成低溫低壓的制冷劑蒸汽及低溫的空氣，上述低溫低壓的制冷劑蒸汽再次進入壓縮機14被壓縮成高溫高壓的制冷劑蒸汽，從而實現(xiàn)制冷劑的循環(huán)工作。

同時上述低溫的空氣從蒸發(fā)器6被冷卻后進入直接蒸發(fā)冷卻器7，在該過程中由第二循環(huán)水箱向直接蒸發(fā)冷卻循環(huán)泵12內提供循環(huán)水，由直接蒸發(fā)冷卻循環(huán)泵12通過管路、直接蒸發(fā)冷卻布水裝置8向直接蒸發(fā)冷卻器7內供入循環(huán)水，在直接蒸發(fā)冷卻器7內低溫空氣及循環(huán)水在冷卻填料上進行熱質交換，使低溫空氣再一次被冷卻加濕，從而形成達到送風狀態(tài)的空氣，最后通過送風機10與送風口11被送入所需系統(tǒng)，經(jīng)多級冷卻后達到送風狀態(tài)的空氣干球溫度15℃，濕球溫度14℃。

以上描述是對本發(fā)明的解釋，不是對發(fā)明的限定，本發(fā)明所限定的范圍參見權利要求，在不違背本發(fā)明的基本結構的情況下，本發(fā)明可以作任何形式的修改。