CN108758926A

CN108758926A - 一种空调

Info

Publication number: CN108758926A
Application number: CN201810821459.6A
Authority: CN
Inventors: 刘文斌
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-07-24
Filing date: 2018-07-24
Publication date: 2018-11-06

Abstract

本发明提供一种空调，涉及喷雾降温、加湿技术领域。一种空调，包括喷雾组件、筒主体。筒主体的通道延伸方向与水平面之间的夹角大于60°。筒主体的上下段分别开设进风口和出风口。进风口与出风口之间的筒内空间为混合室。进风口、混合室、出风口依次连通。喷雾组件含有雾化喷嘴，喷嘴由出风口的上风位置向混合室内喷洒水雾，利用水雾在混合室内的蒸发对混合室内的空气进行降温；空气由室外大气经进风口进入混合室，经混合室降温后由出风口流出；空调吹出的气流温度比进风口的空气温度下降了2℃以上；水雾在混合室内与空气的平均接触时间大于1s。该空调能效比达100以上，可不依赖风扇吹出冷风。该空调还具有净化空气功能。

Description

一种空调

技术领域

本发明涉及喷雾降温、加湿技术领域，具体而言，涉及一种空调。

背景技术

随着国家的发展，城市的规模越来越大，城市的热岛效应越来越明显，尤其是夏季，大城市城区的气温比郊区高6℃甚至更高。长期的酷暑天气严重限制了人们的户外活动。如何利用人造工程给城市降温已成为迫切需要解决的问题。

传统空调在工作时需要散热，且能耗较高，制冷量有限，不适合大片区域的户外降温作业。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空调，该空调能耗低，制冷量较大，适合大片区域的户外降温作业，可用于大型室内场所或户外降温、加湿、空气净化。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例提供一种空调，该空调依靠喷雾蒸发原理降温，空调设有一定高度上下开口的竖立筒主体，喷雾组件将水雾(通常使用平均直径＜60μm的水雾，水雾平均直径＜30μm为佳)喷向筒主体内上部分空间，水雾在筒主体内一边下落一边蒸发吸热，以降低筒主体内的空气温度。空气从筒主体上方的进风口流入，经筒主体内部降温加湿后，由筒主体下方的出风口流出。将筒主体高度设置足够高、筒主体通道截面积足够大、喷出水雾足够细，可使大部分水雾能在筒主体内蒸发，使空调吹出水雾含量少的冷风。由于空调的运行风阻很小，水雾蒸发率高，空调能效比可以达到100以上；由于结构简单，占地面积小，空调可以大型化建造，制冷功率可达50MW以上，制冷面积可达0.5平方公里以上，运行所需功率约200kW，经空调降温后的冷空气可以在水平地面铺展开来，因而可以对空调周围大面积区域进行有效降温。

本发明实施例提供一种空调，其运行方式与现有喷雾设备不同：一部分甚至全部水雾在混合室内蒸发掉以降低混合室的空气温度，其空调内部蒸发量不小于1g水雾/kg空气，空调出风口吹出气流温度比进风口空气温度下降了2℃以上，因而该空调有明显的直接降温效果；由于部分或全部水雾在混合室蒸发，因而出风口吹出的冷风水雾含量少甚至不含水雾，舒适度更高。空调从混合室上方进风口吸入空气，从下方出风口吹出冷空气，混合室设置足够的高度，促进了空气上下流通，防止地面湿气聚积。空调降温幅度不限于2℃，还可以进一步增大，最大降温幅度是当地干球温度与湿球温度之差，通过使喷向混合室的水雾充足且充分蒸发，最终使出风口空气湿度达到饱和的方式实现。国内南方地区，降温幅度可达8℃(室外空气干球温度36℃，湿球温度28℃，如杭州、武汉等地)，此时空调吸入36℃热空气，吹出28℃冷风；在西北地区降温幅度能达到17℃(室外空气干球温度37℃，湿球温度20℃，如乌鲁木齐)，此时空调吸入37℃热空气，吹出20℃冷风。

本发明实施例提供的空调可以克服现有的喷雾降温设备所存在的以下缺陷：

现有的喷雾降温设备直接将含有大量水雾的气流喷向外部空间，喷出水雾来不及蒸发，导致喷出气流未经降温、水雾含量高，容易遮挡视线，容易打湿人体和设备，舒适感差；其降温效果是其喷出的水雾在与设备外部空气慢慢混合的过程中逐渐降低温度，因而现有喷雾降温设备不能直接吹出冷风；且传统喷雾降温设备在通风不良的环境中运行时，地面空气湿度会逐渐增大，降温效果会逐渐变差。

由于该空调含有基本竖立的混合室(指筒主体的通道延伸方向与水平面之间的夹角大于60°的状态下的混合室)，水雾喷入混合室空气中，随混合室气流做下降运动，以尽量少地沾附于混合室内壁。混合室高度足够高时，确保水雾在混合室内下落混合时间不小于1s(水雾越细，所需混合时间越短，直径2μm的水雾，与普通空气混合接触1s就可完全蒸发，直径20μm的水雾，与普通空气混合接触5s就可蒸发掉，直径30μm的水雾，与空气混合时间＞10s效果最好)，以使水雾与混合室内空气充分混合(管道内流动雷诺数较高时，混合室内的湍流也促进水雾与空气的混合)，并逐渐蒸发，最终降低混合室内空气温度，降温后的空气从出风口吹出。相比现有装置，该空调吹出的气流已经过混合室内充分蒸发降温，温度更低、水雾含量更少，温湿度更均匀，因而舒适感更好。水雾在空调内部的蒸发量达到水雾总重量的50％以上时，空调降温效率较高，蒸发量达到水雾总重量的80％以上时，空调降温效果最佳。空调还可以将降温后的冷空气和剩余水雾混合吹出，冷感更强，用于冷感需求更强、不怕打湿人体的场合。且本装置结构简单，占地面积小，适宜大型化建造，适用于大型厂房、场馆、小区或广场等场所降温，尤其适用于户外降温。

本发明实施例提供的空调，包括喷雾组件和筒主体，筒主体不限定是直的，也不限定是等截面的，要求其总体通道方向基本竖立，即筒主体的通道延伸方向(进风口面积中心与出风口面积中心的连线方向)与水平面之间的夹角(指锐角部分)大于60°，筒主体竖直最佳。值得说明的是，筒主体应为上下连续的且通道方向与水平面夹角连续大于60°的最长部分，如果筒主体两端存在通道延伸方向与水平面夹角小于60°的部分，该部分应视作其它组件，而不破坏筒主体的竖立属性。筒主体的上下两端分别开设有进风口和出风口(上下两端不限定是最上端和最下端，而应理解为上下段或上下端)，进风口和出风口之间的筒内空间为混合室。进风口、混合室、出风口依次连通。工作时，在风扇或其它驱动力作用下，进风口吸入湿度不饱和的空气，同时喷雾组件向混合室内喷洒水雾，与进风口流入的空气混合并向下流动，混合冷却后的空气经过出风口流出。空调仅用作降温时，通常使用平均直径＜60μm的水雾，水雾平均直径＜30μm为佳，使用60μm-200μm之间的水雾也能起到明显降温效果，但不能在混合室完全蒸发，颗粒＞200μm时，水雾蒸发率小，利用效率不高。需要说明的是，驱动风力可以是风扇驱动，也可不依赖风扇，比如喷雾的向下初速以及在重力作用下的下落运动也可以带动气流向下流动，产生风力；混合室内降温后的冷空气也可依靠自身重力向下流出以产生风力，因而该空调可以在无风扇情况下运行，产生冷风。喷雾组件应安装在出风口的上风位置(指逆气流方向，在出风口上方一段距离的筒主体内位置，或进风口附近的筒外位置，即出风口的上风位置)，使喷雾组件能够由出风口的上风位置向混合室内喷洒水雾，利用水雾的蒸发对混合室内的空气进行降温。空气由进风口进入混合室，经混合室降温后的空气由出风口吹出。喷雾位置一般在进风口附近效果最佳，喷雾方向也以顺气流方向为最佳，以减小气流阻力。

为达到明显的直接降温效果，空调对空气的降温幅度应在2℃以上，相应地，在空调内部1公斤空气中的水雾蒸发量应不小于1g。当喷雾颗粒足够细小、喷雾流量小于空气湿度饱和所需的水分补偿量，且混合室通道长度足够长时，水雾可以完全蒸发，水雾利用效率可以达到100％。而现有的喷雾降温装置主要在装置外部蒸发，在装置内部的水雾蒸发时间小于0.1s，其蒸发量对空气不产生明显的降温效果。另外，为了保证出风的舒适度，出风口空气中水雾的质量分数可以进一步控制在1％以内，尤其低于0.1％时舒适度高(现有的喷雾降温装置直接喷出的气流中水雾质量分数超过5％，不能近距离对人体喷射)。当水雾不能在空调内完全蒸发时，水雾利用效率不高，此时空调仍具有较为明显的降温效果，但出风口流出空气水雾含量大，舒适度差；当水雾完全在空调内蒸发时，出风口吹出的空气降温充分，也不含水雾，此状态下空调舒适度最高。

水雾在混合室内的蒸发量取决于雾滴大小、周围空气的温湿度、水雾在混合室内的运动时间，在喷雾组件喷出的雾滴大小一定时，为确保水雾在混合室内进行了充分蒸发，应确保水雾流经混合室的时间足够长并大于某个设计值T₀。水雾流经混合室内的时间约等于喷雾组件距出风口的距离除以气流速度。在设计工况对应的气流速度下V₀，喷雾组件与出风口的距离L应足够长，满足L＞(T₀×V₀)。喷雾组件设置在筒主体内效果最佳，也可设置在进风口附近的筒主体外，依然能向混合室喷洒水雾。水雾流经混合室内时间越长，水雾蒸发越充分，降温效果越好，吹出的冷风水雾含量越少，舒适度越高。水雾直径30μm时，水雾流经混合室的时间在10s左右效果最佳，如果流经时间过长，水雾已完全蒸发，后续不再有降温效果。混合室中的水雾在气流挟带作用下一边向出风口运动，一边蒸发吸热，不断降低随行空气的温度，而气流中所含水雾越来越少。因而从出风口流出的空气已在混合室中经过了充分降温，且含有水雾量少，甚至可以达到基本不含水雾的效果，因而舒适度更高。

由于重力作用，水雾相对空气有着下落运动，当筒主体水平或倾斜放置时，有一部分水会落到筒主体内壁上形成水流流出，使得水雾存在损耗，且此种方式占地面积更大。因而在本发明的一种实施例中，筒主体尽量竖立设置，特殊情况可以倾斜放置，但筒主体的通道方向与水平面夹角应不小于60°，否则落在筒体内壁的水雾太多，水雾损耗太大，对应能源消耗大，且一般筒主体高度较高，倾斜的筒主体需要特殊支撑，结构复杂、占地面积大，建造成本高。而筒主体竖立设置时本装置至少具有以下两种优势：一是使落在筒内壁的水雾尽可能少，以减少对水雾和能源消耗；二是，竖立筒主体占地面积更小，更节约土地资源。

由于进风口在出风口上方，将喷雾组件设置在进风口附近，距出风口足够高，此时水雾能依靠喷雾初速和自身重力在混合室内做下落运动，带动混合室内的空气向下流动，并经混和室混合降温，最终变成冷风从出风口吹出。只要喷雾作用持续，出风口就能不断吹出冷风，因而该空调可不依靠风扇的作用而产生冷风，更节省能源，运行噪声更小。当空调使用风扇时，水雾的下落运动对驱动风力也产生贡献。混合室内气流的向下运动可从上方进风口吸入外界空气，并经出风口吹出冷空气，促进了空气上下流通，防止地面湿气聚积。混和室的高度设置足够高，且喷雾组件距出风口的高度也足够高，使水雾在混和室内下落过程中充分蒸发，因而出风口吹出的冷空气水雾含量少，甚至基本不含水雾，舒适度更高。

水雾下落作用带动空气流动的过程原理如下：

由于水雾颗粒非常小(直径30μm左右)，在空气中运动受到的空气阻力比较明显，因此水雾在空气中下落的如同灰尘在空气中下落一样，刚开始加速下落，由于存在空气阻力很快会变成缓慢的匀速下降过程，通常相对空气稳定下落速度在0.02m/s-0.2m/s之间。在匀速下落的过程中，水雾粒子受到的重力G和空气对水雾粒子的粘滞阻力F平衡，根据作用力与反作用力定律，水雾粒子在空气中下降时也会对空气产生向下的黏性作用F^*＝F＝G，所有粒子对空气向下的黏性作用力之和等于水雾粒子的总重力。因此，当水雾粒子在空气中匀速下落时，会对空气产生一个与水雾总重力相等的黏性力，带动空气同方向流动。另外，由于混合室内空气温度比外界温度低，混合室内空气比外界空气重，混合室又类似竖立的烟囱，因而混合室中的冷空气会产生下沉作用，从而带动混合室内空气向下流动。

在本发明的一种实施例中，筒主体还可以连接有导风组件。导风组件、出风口或进风口、混合室依次连通。如导风组件可以将冷风引导至用户指定的区域，满足用户特定的降温要求，也可以从指定区域吸入外界空气导向进风口。导风组件可以是导风接头和导风管的组合，也可以是方向可调的导风板。当导风组件是导风接头和导风管的组合时，导风管、导风接头、出风口、混合室依次连通。当导风装置是导风板时，导风板设有旋转轴，可以不同方向扫风。值得说明的是如果筒主体两端存在不符合竖立条件的弯曲部分(通道延伸方向与水平面夹角小于60°的部分)应视作导风组件，筒主体应为上下连续的且通道方向与水平面夹角大于60°的最长部分。

本发明的一种实施例中，空调还包括风扇。风扇可以单独设置在筒主体内，也可单独设置在导风组件中，还可以在筒主体内和导风组件中同时设置风扇。风扇用于提供筒主体内空气流动需要的动力，也用于调节筒主体内空气流量，便于空气与水雾混合比例的控制。如果用户需要进一步增加降温速率，提高冷空气出气量，可以加大风扇转速，增大筒主体内空气流量，同时增大水泵功率，提高喷雾流量。

在本发明的一种实施例中，空调含有控制系统，控制系统包括分别用于测量进风口的温度、湿度的气流温度传感器、气流湿度传感器，用于测量筒主体内气体流量的风速仪。控制系统被配置为根据气流温度传感器、气流湿度传感器和风速仪的测试结果调整风扇的转速和喷雾组件的喷雾流量，以控制出风口的风速和气流温度。控制系统根据传感器、风速仪数据计算出流入空气中所需的水分含量，可以先控制风扇转速进而控制出风风速，再控制喷雾流量与空气所需水分相匹配以达到最佳降温效果，也可以同时控制喷雾流量和风扇转速，组合出不同的降温效果。

在本发明的一种实施例中，喷雾组件包括依次连接的喷嘴、水管、水泵和供水装置。喷嘴用于向混合室喷洒水雾。值得注意的是：供水装置用作供水的水源，该供水装置应提供净化(过滤+软化+除菌)后的水，或自带水净化装置，以防止喷头堵塞，也防止水中的有害杂质通过水雾进入到空气中。

在本发明的一种实施例中，喷雾组件包括多个喷嘴。多个喷嘴在同一平面上均匀分布。多个喷嘴围成的形状与进风口的形状相匹配。本实施例中可以采用圆柱形的筒主体，由于圆柱形的筒主体的横截面积较大，为了水雾能够较均匀地进入混合室内，将多个喷嘴在进风口上方的同一平面上均匀分布。多个喷嘴围成的形状与进风口的形状相匹配，例如，进风口呈圆形，多个喷嘴围成的形状也为圆形，尽可能使进风口各处均有水雾喷入，均匀的喷射更有利于水雾与空气的快速均匀混合。喷嘴及水管对气流的扰动作用可以在喷嘴下风处形成湍流，加速水雾与空气的混合。

在本发明的一种实施例中，喷雾组件设置有功率不同的多个工作档位。通过不同工作档的切换，可以使水雾的喷出流量不同，对喷雾组件流量进行调节，可实现不同的降温效果。喷雾组件的流量可通过调整喷头压力或喷头工作的数量来实现。

在本发明的一种实施例中，筒主体还设置有支撑件。支撑件用于支撑筒主体。例如当筒主体竖立且出风口在下方时，支撑件可以设置于筒主体下方出风口所在的一端，使筒主体与地面间隔一定的距离，便于冷风从出风口向下流出，遇到地面后进而均匀地贴近地面流向筒主体四周。

在本发明的一种实施例中，空调还包括余水回收装置。余水回收装置位于混合室下方。水雾在混合室与空气混合的过程中，少部分水雾粒子相撞汇聚成较大的水滴，水滴在下落过程中不能完全蒸发，一部分沾附于混合室内壁流下，一部分在空气中下落，所以在混合室的下方设有余水回收装置，实现对水滴的回收利用。

本发明实施例至少具有如下优点或有益效果：

本发明实施例提供一种空调，包括喷雾组件、筒主体。筒主体的通道延伸方向与水平面之间的夹角大于60°。筒主体的分别开设有进风口和出风口，进风口位于出风口上方。进风口与出风口之间的筒内空间为混合室。进风口、混合室、出风口依次连通。喷雾组件由出风口的上风位置向混合室内喷洒水雾，利用水雾的蒸发对混合室内的空气进行降温；空气由进风口进入混合室，经混合室降温后的空气由空调吹出，空调吹出的气流温度比进风口的空气温度下降了2℃以上。水雾一边随空气运动，一边在空气中蒸发吸热，达到降低空气温度的目的。由于水雾与空气在混合室内的混合较为充分，混合室内降温后的空气从出风口吹出，吹出的冷风水雾含量少、甚至基本不含水雾，避免了水雾淋湿人体，冷风的舒适度更好。通过筒主体结构的约束，出风口位置固定，也能够避免现有喷雾降温设施因水雾飘散方向不定引起的降温区域不固定问题。另外，风力的产生可不采用风扇，而依靠混合室内水雾和冷空气的重力下落运动带动空气流动循环，起到持续降低空气温度的作用，更加节能，运行噪声更低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的空调的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的空气降温过程的流动示意图；

图3为本发明实施例提供的其中一种导风组件的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的喷嘴在筒主体上方的分布示意图。

图标：100-空调；110-筒主体；112-进风口；114-出风口；116-混合室；118-支撑件；120-导风组件；122-导风接头；124-导风管；126-导风接头；150-喷雾组件；152-喷嘴；154-水泵；156-供水装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，竖立术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“竖立”等术语并不表示要求部件绝对竖立，而是可以稍微倾斜。如“竖立”仅仅是指其方向相对“水平”而言更加竖立，并不是表示该结构一定要完全竖立，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参照图1，图1所示为空调100的结构示意图。本实施例提供一种空调100，其可应用于各种不同场所，为各个场所进行降温。

空调100主要包括筒主体110、喷雾组件150。喷雾组件150用于向筒主体110内部喷洒水雾。筒主体110内部的空气与水雾进行热交换，达到降低空气温度的效果。

筒主体110的两端分别开设有进风口112和出风口114。筒主体110还设有混合室116。混合室116位于进风口112和出风口114之间。进风口112、混合室116、出风口114依次连通。喷雾组件150位于混合室116上端，用于向混合室116内喷洒水雾。本实施例中，进风口112和出风口114在筒主体110上相对设置，便于空气的快速进入和排出。其他实施例中，进风口112和出风口114也可以不设置在筒主体110的两个端部。喷雾组件150喷出的水雾进入混合室116后，与混合室116内的空气充分接触，使空气与水雾充分混合。

如图1所示，本实施例中，进风口112位于出风口114上方。喷雾组件150通过进风口112向混合室116喷洒水雾。筒主体110竖立放置，使进风口112位于上方，出风口114位于下方。竖立的筒主体110占地面积小，适合大型化建造，另一方面，筒主体110竖立时，沾附在竖筒内壁的流下的水雾量最少，水雾利用效率更高。

当水雾从喷雾组件150喷出后，水雾一方面依靠其自身具备的喷射初速，另一方面依靠其自身的重力作用下落，使得水雾在混合室116内沿进风口112至出风口114的方向运动。水雾运动过程中，与混合室116内的空气充分混合、接触，并带动空气沿进风口112至出风口114的方向流动；同时空气流动带来的压差，使得进风口112上方的空气不断补入混合室116内，继续与喷出的水雾混合，并在水雾的带动下向出风口114运动。水雾在与空气混合过程中，水雾蒸发吸收空气中的热量，从而达到降低空气温度的目的。降温后的空气从出风口114流出，由于在混合室116长时间混合，水雾蒸发充分，出风口114吹出的冷风基本不含水雾，舒适度高。请参照图2，图2所示为空气降温过程的流动示意图。另外，水雾依靠喷射初速和重力作用下落，不仅达到了与空气较好的混合效果，同时起到驱动风力的作用，筒主体110内部冷空气的重力下沉作用也驱动冷空气向下流动，在降低风扇能耗的基础上还达到了较好的降温效果。

请参照图3，图3所示为导风组件120的结构示意图。筒主体110还连接有导风组件120(图1中未连接导风组件120)。导风组件120可以由导风接头122和导风管124组成，也可以是出风口114附近可以转动的导风板，便于用户随时改变降温区域。当导风组件120由导风接头122和导风管124组成时，导风管124、导风接头122、出风口114、混合室116依次连通；当导风装置是导风板时，导风板旋转轴竖立，可以实现水平方向扫风。本实施例中，导风组件120由导风接头122和导风管124组成，设置有4个延伸方向不同的导风管124，进而可以将冷风导出至4个不同的指定方向。导风组件120将冷风引导至用户指定的区域，以满足用户特定区域的降温要求。当然，其他实施例中，导风管124的数量可以进行相应调整。

其他实施例中，空调100还可以进一步包括风扇(图中未示出)。风扇位于筒主体110内，风扇用于调节出风口114的空气流量。如果用户需要调整降温速率，可以在筒主体110内安装风扇。

其他实施例中，空调100还含有控制系统，并设置有气流温度传感器、气流湿度传感器以测量进风温度与湿度，设置风速仪以测量筒主体110内空气流量，控制系统根据传感器、风速仪数据计算出流入空气中所需的水分含量，可以先控制风扇转速进而控制出风风速，再控制喷雾流量与空气所需水分相匹配以达到最佳降温效果，也可以同时控制喷雾流量和风扇转速，组合出不同的降温效果。

请再参照图1，喷雾组件150包括依次连接的喷嘴152、水泵154和供水装置156。喷嘴152用于向混合室116喷洒水雾。水泵154为高压水泵154，用于对水流进行加压，并将加压后的水流泵送至喷嘴152。

本实施例中，喷雾组件150包括多个喷嘴152(图1中仅示出了一个)。请参照图4，图4所示为喷嘴152在筒主体110上方的分布示意图。多个喷嘴152(本实施例中为19个)在同一平面上均匀分布。多个喷嘴152围成的形状与进风口112的形状相匹配。本实施例中采用圆柱形的筒主体110，由于圆柱形的筒主体110的横截面积较大，为了水雾能够较均匀地进入混合室116内，将多个喷嘴152在进风口112上方的同一平面上均匀分布。多个喷嘴152围成的形状与进风口112的形状相匹配，本实施例中，进风口112呈圆形，多个喷嘴152围成的形状也为圆形，以尽可能使进风口112各处均有水雾喷入，均匀的喷射更有利于提高降温效果。

喷雾组件150可以设置多个喷雾流量不同的工作档位。例如，喷雾组件150设置有第一工作档和第二工作档。第一工作档的喷雾流量小于第二工作档的喷雾流量。通过不同工作档的切换，可以使水雾的喷出流量不同，从而达到不同的降温效果和空气净化效果。当喷雾量较小，水雾在出风口114基本能够全部蒸发，此时空调100主要为降温作用，吹出柔和自然风；当增大出雾量，水雾在出风口114处还有大量余雾下落，水雾的重力驱动作用增大，出风口114流出的冷风量也将增大，下落的多余水雾还可以将空气中的尘埃带到地面，起到净化空气的作用。

进一步地，筒主体110下方还设置有支撑件118。如图1所示，支撑件118设置于筒主体110上出风口114所在的一端。当筒主体110放置于地面上时，支撑件118的设置可以使筒主体110与地面间隔一定的距离，便于冷风从出风口114周围流出，从而均匀地流向筒主体110四周。当然，若在筒主体110的侧壁上开设出风口114，则可以不再设置支撑件118。

其他实施例中，有少量水雾会沾附在混合室116内壁，顺筒主体110内壁流下，当混合室116滴下的液滴较多时，可以在筒主体110下方设置余水回收装置(图中未示出)。将余水回收装置直接置于混合室116下方即可，可回收液体，节约资源。

混合室116的高度设置，根据水雾带动空气的下降速度及蒸发时间来确定，比如混合室116水雾随气流的下降速度是2m/s，水雾的蒸发时间为10s，则混合室116的高度应不小于20m。

当空调100用于降温时，如果水雾量过大，蒸发不完全，多余部分就造成能源和水的浪费。如果水雾量过小，不够补充水分使空气湿度饱和，降温效果则还有进一步提高的空间。一般是根据空气湿度、空气温度与空气流量，从而选择喷雾量，以使降温效果尽可能达到最好。以空气湿球温度28°，干球温度36°为例：空调100的水泵154以1.5kW功率运作，水泵154运行压力为6MPa，喷雾流量约为6kg/min，适配空气流量为25方每秒，筒道面积12.5㎡，筒内风速约2m/s，筒主体110高度30m。系统吸入36℃的空气，能够流出28℃的冷空气(本实施例中的冷热均为相对的描述)，出风口114空气降温8°，此时空调100制冷功率约为200kW，加上辅助风扇的功耗1.5kW左右，系统总能耗约3kW，系统制冷能效比约为66，制冷效率是普通空调的15倍左右，且不存在传统空调向外界环境散热的问题。当空调100不依赖风扇进行低速制冷时，水泵154是唯一能耗，喷嘴152喷出一公斤水雾产生的制冷量是2200KJ，消耗能耗是15KJ，喷嘴152在6MPa工况压力下，空调100能达到的最大能效比约为145左右。

确保水雾在混合室116内充分蒸发的基础上，扩大混合室116的横截面积，使工作时混合室116内气流速度降低，以降低系统运行风阻、减小风扇能耗，甚至不依赖风扇而只靠水雾和冷空气重力驱动风力，以提高空调100的能效比。降低混合室116内气流速度以减小系统风阻的同时，还可以降低对混合室116高度的要求。

当喷嘴152工作压力减小时，空调100的能效比可进一步提高。如喷嘴152工作压力为3MPa时，喷嘴152能耗可降低至原来的一半，但喷嘴152工作压力降低时，喷雾水雾颗粒变大，因而所需的蒸发时间更长，更适合筒主体110高度更高、通道面积更大、运行风速更低的场合。也就是说，当空调100尺寸做的足够大，如发电厂双曲线冷却塔大小的尺寸(直径约60m，高度约80m)时，通道截面积大，因而风阻更小，所需风扇功率更小。由于筒主体110内含水冷空气更重，空调100可借助烟囱相反效应产生向下风力，因此可不依赖风扇运行，此时空调100的能效比可达到290左右。空调100产生的冷空气较重，可以铺展至大片地面区域，因而可以为大面积平坦的城市区域降温，当使用场地高差起伏较大时，空调100吹出的冷空气会流向低洼区域。当城市户外制冷的功率能达到100W/㎡时，能使人们明显感受到凉意。如果一个直径55m，高度80m，横截面积为2000㎡的空调100，运行风速为5/s时，能效比为200，降温幅度为8℃，此时空调100制冷量为80000kw，可以为0.8平方公里的区域降温，平均温度降低4℃，空调100运行所需功率为400kw。因此，使用此种空调100给1平方公里的区域降温，能耗仅为500kW左右，只相当于一个中型柴油发电机发出的电量。考虑到城市高楼占地面积较大，冷空气只贴近地面，因而排除楼房面积后，实际可以降温的区域更大。

空调100实现最大制冷效率的条件是：进风口112在出风口114的正上方，且混合室116中风速尽可能小，尽量依靠水雾驱动产生风力，水雾足够细以在混合室116内完全蒸发。此时为确保制冷量满足需求，尽量增大混合室116、进风口112和出风口114的截面积，以增加空气流量，同时使喷嘴152喷出的水雾足够细小，平均直径尽量控制在30μm以下。将筒主体110建造成类似热电厂双曲线冷却塔的筒体结构及尺寸(可以在外形美观上进一步优化设计，使其成为景观建筑)，上端进风并喷雾，下端出风，可以实现空调100大功率高效运行。筒主体110高度80m、直径60m时，无风扇驱动时筒内风速可达5m/s，空气流量约为10000方/秒，空气温度下降6℃时，空调100制冷量约60MW，空调100能效比能达到200以上，空调100所需电功率约300kW，理论降温面积0.6平方公里。

当空调100中有部分颗粒较大的余雾落到地面时，可以附带将空气中的尘埃带至地面，实现空气净化的效果。空调100也可以专门喷出颗粒较大的水雾(平均直径一般50μm-200μm之间，也可更大)用于空气净化，实现过程如下：喷嘴152向混合室116喷入大颗粒水雾，使水雾不在混合室116完全蒸发，水雾下落过程中捕获筒主体110内空气中的尘埃粒子，将其带至地面，同时水雾的下落运动也带动筒主体110内空气向下流动，驱使进风口112吸入空气，出风口114吹出净化后的空气，因而空调100还可以实现在无风扇的条件下对空气进行净化的功能，也可以辅助以风扇，以增大空气流量。

空调100的工作原理是：

当水雾从喷嘴152喷出后，水雾一方面依靠其自身具备的喷射初速，另一方面依靠其自身的重力作用，使得水雾在混合室116内沿进风口112至出风口114的方向运动。水雾运动过程中，与混合室116内的空气充分混合、接触，并带动空气沿进风口112至出风口114的方向流动；同时空气流动带来的压差，使得进风口112上方的空气不断补入混合室116内，继续与喷出的水雾混合，并在水雾的带动下向出风口114运动。水雾在与空气混合过程中，水雾将吸收空气中的热量，从而达到降低空气温度的目的。降温后的空气从出风口114流出，水雾含量低、甚至基本不含水雾，提高了用户的舒适度。利用一定高度的竖立筒状结构，在水雾下落的过程中实现水雾与空气的充分混合，达到混合后出风温湿度均匀、余雾含量少的目的。同时以竖立筒状结构为通道，强迫筒主体110上方的干空气与地面空气交换，避免了因空气流通不畅导致的地面区域空气湿度饱和、降温效果因空气湿度不断增加而持续下降的问题，实现了向地面持续输送冷风的目的。空调100结构简单，占地面积小，集成度高，可实现大片户外区域(体育场、广场、小区、游乐场等场所)的降温作业，且出风温湿度均匀，舒适度高。空调100还可以用于空气净化。

空调100的特别注意事项：供水装置156应提供过滤、软化、除菌后的水，以防止喷嘴152堵塞，也防止水中的有害杂质通过水雾进入到空气中。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种空调，其特征在于，包括喷雾组件、筒主体，所述筒主体的通道延伸方向与水平面之间的夹角大于60°；所述筒主体的上下段分别开设有进风口和出风口，所述进风口与所述出风口之间的筒内空间为混合室，所述进风口、所述混合室、所述出风口依次连通；所述喷雾组件含有雾化喷嘴，所述雾化喷嘴由所述出风口的上风位置向所述混合室内喷洒水雾，利用所述水雾在所述混合室内的蒸发对所述混合室内的空气进行加湿降温；所述空气由室外大气经所述进风口流入所述混合室，经所述混合室降温后的所述空气由所述出风口流出，所述空调向外吹出的气流温度比所述进风口的空气温度下降了2℃以上；所述水雾在所述混合室内与所述空气的平均接触时间大于1s。

2.根据权利要求1所述的空调，其特征在于，所述筒主体还连接有导风组件，所述导风组件、所述出风口或所述进风口、所述混合室依次连通。

3.根据权利要求1或2所述的空调，其特征在于，所述空调包括用于驱动所述混合室内空气流动的风扇。

4.根据权利要求3所述的空调，所述空调包括控制系统，所述控制系统包括分别用于测量所述进风口的温度、湿度的气流温度传感器、气流湿度传感器，用于测量所述筒主体内气体流量的风速仪，控制系统被配置为根据所述气流温度传感器、所述气流湿度传感器和所述风速仪的测量结果调整所述风扇的转速和所述喷雾组件的喷雾流量，以控制所述出风口的风速和气流温度。

5.根据权利要求1所述的空调，其特征在于，所述喷雾组件包括依次连接的喷嘴、水泵和供水装置，所述喷嘴用于向所述混合室喷洒水雾。

6.根据权利要求5所述的空调，其特征在于，所述喷雾组件包括多个所述喷嘴，多个所述喷嘴在同一平面上均匀分布，多个所述喷嘴围成的形状与所述进风口的形状相匹配。

7.根据权利要求5所述的空调，其特征在于，所述喷雾组件设置有多个工作档位以调节不同的喷雾流量。

8.根据权利要求1或2所述的空调，其特征在于，所述筒主体还设置有用于支撑所述筒主体的支撑件。

9.根据权利要求1或2所述的空调，其特征在于，所述空调还设置有余水回收装置，用于回收空调流出的余水。