CN101457999A - 分体式制冷与热管换热循环耦合装置及循环方法 - Google Patents

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杨柳
李舒宏
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分体式制冷与热管换热循环耦合装置及循环方法涉及一种蒸汽压缩式制冷循环与热管换热循环的耦合方法，该分体式制冷与热管换热循环耦合装置一年四季均可将具有内热源的封闭环境内的热量排放至室外大气环境，当封闭环境与室外大气环境温差大于10℃时，可将本发明循环切换为热管换热循环模式，借助于分体式室外冷凝器(作为热管冷凝段)和室内蒸发器(作为热管蒸发段)将具有内热源的封闭环境内的热量排放至大气环境，此时仅消耗室内外风扇电机功率，制冷循环的压缩机无需运行；当封闭环境与室外大气环境温差小于10℃时，热管换热循环切换为蒸汽压缩制冷循环模式，将具有内热源的封闭环境内的热量由制冷循环排放至大气环境。

Description

分体式制冷与热管换热循环耦合装置及循环方法
技术领域
本发明涉及一种蒸汽压缩式制冷循环与热管换热循环的耦合方法，按该耦合循环方法所构成的装置能根据封闭环境(如程控交换机房、通信机站房)与室外大气环境温差大小进行制冷模式与热管换热模式切换，实现在同一套装置上夏季按蒸汽压缩式制冷模式运行，过渡季节按热管换热模式运行。特别是在过渡季节(封闭环境与室外大气环境温差大于10℃时)，停止了制冷压缩机的运行，节约能耗，提高压缩机的使用寿命，保证了封闭环境内的空气洁净度，增强了封闭环境内电子电器设备运行的可靠性与稳定性。
背景技术
随着科学技术的发展，用于IT行业的各类具有内热源封闭式环境(如程控交换机房、通讯机站房等)系统也越来越多，以移动通讯机站为例，为了保证通讯电子电器设备安全稳定的可靠工作，室内环境温度不得超过28℃，目前通常的做法是通过制冷空调系统来实现降温冷却，在过渡季节，具有内热源的封闭环境只依靠墙壁的散热还不能完全保证环境温度低于28℃，往往还需要启动制冷压缩机，增加了能耗。而采用与室外通风换气方式来冷却电子电器设备，环境中的灰尘会对电子电器元件产生不可预估的干扰与破坏作用，严重影响到设备安全可靠运行。本发明将分体式蒸汽压缩式制冷与热管换热循环进行有机的耦合，利用制冷系统中的冷凝器与蒸发器作为热管换热的冷凝段和蒸发段，将汽路电磁阀与压缩机并联、液路电磁阀与节流阀并联，实现过渡季节热管换热循环，不仅降低了能耗，更重要的是封闭环境内的空气与大气环境间接换热冷却，杜绝了过渡季节采用室外通风换气方式来冷却电子电器设备所带来的灰尘影响。
本发明减少了压缩机全年的运行时间，同时使具有内热源的封闭环境与室外大气环境进行间接换热，不仅降低了运行能耗，而且保证了封闭环境内的空气洁净度，增强了封闭环境内电子电器设备运行的可靠性与稳定性。
发明内容
技术问题：本发明的目的是提供一种分体式制冷与热管换热循环耦合装置及循环方法，对具有内热源的封闭环境(如程控交换机房、通讯机站房等)，利用本发明技术，可以实现在同一套装置上夏季按蒸汽压缩式制冷模式运行，过渡季节按热管换热模式运行。特别是在过渡季节，具有内热源的封闭环境的排热不需要启动制冷压缩机，节约能耗，提高压缩机的使用寿命，解决通风换热灰尘对封闭环境内电子电器设备安全稳定运行影响的问题。
技术方案：本发明的分体式制冷与热管换热循环耦合装置包括蒸发器、压缩机、冷凝器、节流阀、液路电磁阀、汽路电磁阀、蒸发器风扇和冷凝器风扇；其中，冷凝器布置在蒸发器的上方，汽路电磁阀(6)与压缩机(2)并联后其两端分别接冷凝器(3)的输入端及蒸发器(1)的输出端，液路电磁阀(5)与节流阀(4)并联后其两端分别接冷凝器(3)的输出端及蒸发器(1)的输入端，构成循环回路。
基于分体式制冷与热管换热耦合循环的方法为，在夏季制冷循环的基础上，将汽路电磁和液路电磁阀分别与节流阀和压缩机并联，使该循环系统能根据封闭环境与室外大气环境温差大小进行运行模式切换，实现在同一套装置上夏季按蒸汽压缩式制冷模式运行，过渡季节按热管换热模式运行，具体循环方法为：当封闭环境与室外大气环境温差大于10℃时，打开液路电磁阀和汽路电磁阀，压缩机停止工作，蒸发器风扇和冷凝器风扇照常工作，此时，分体式制冷与热管换热耦合循环按热管换热循环模式工作，室外侧冷凝器作为分体式热管冷凝段，室内侧蒸发器作为分体式热管蒸发段，制冷剂在分体式热管蒸发段内吸收封闭环境内热量蒸发，制冷剂蒸汽通过汽路管道经过汽路电磁阀，再由汽路管道进入分体式热管冷凝段冷凝，冷凝的液态制冷剂在重力作用下通过液路管道经过液路电磁阀，再由液路管道进入分体式热管蒸发段吸热蒸发，构成热管换热循环；当封闭环境与室外大气环境温差小于10℃时，关闭液路电磁阀和汽路电磁阀，开启压缩机，蒸发器风扇和冷凝器风扇照常工作。此时，分体式制冷与热管换热耦合循环按蒸汽压缩式制冷循环模式工作，压缩机排出的高压制冷剂气体由管路进入室外侧冷凝器冷凝为液体，高压液态制冷剂由管路进入节流阀节流，再由管路进入室内侧蒸发器吸收封闭环境内热量蒸发，出蒸发器的制冷剂蒸汽由管路进入压缩机，如此构成制冷循环。
有益效果：对具有内热源的封闭环境(如程控交换机房、通讯机站房等)，利用本发明技术，可以实现在同一套装置上夏季按制冷模式运行，过渡季节按热管换热模式运行。特别是在过渡季节，具有内热源的封闭环境的排热不需要启动制冷压缩机，节约能耗，提高压缩机的使用寿命，另外，封闭环境与室外采取间接换热，能最大程度保证室内空间空气的清洁，不仅减少了具有内热源封闭环境全年排热所耗费的能源，而且大大增强了该系统电子电器设备运行的可靠性与稳定性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
图1是分体式制冷与热管换热循环耦合装置示意图。其中有：蒸发器1，压缩机2，冷凝器3，节流阀4，液路电磁阀5，汽路电磁阀6，蒸发器风扇7，冷凝器风扇8，蒸发器制冷剂液体进口管1a，蒸发器制冷剂蒸汽出口管1b，压缩机制冷蒸汽进口管2a，压缩机制冷剂蒸汽出口管2b，汽路电磁阀制冷剂蒸汽进口管6a，汽路电磁阀制冷剂蒸汽出口管6b，冷凝器制冷剂蒸汽进口管3a，冷凝器制冷剂液体出口管3b，节流阀制冷剂液体进口管4a，节流阀制冷剂液体出口管4b，液路电磁阀制冷剂液体进口管5a，液路电磁阀制冷剂液体出口管5b。
具体实施方式
本发明的分体式制冷与热管换热循环耦合装置实施方法为：当封闭环境与室外大气环境温差大于10℃时，打开液路电磁阀5和汽路电磁阀6，压缩机停止工作，蒸发器风扇7和冷凝器风扇8照常工作。此时，分体式制冷与热管换热循环耦合装置系统按热管换热循环模式工作，室外侧冷凝器3作为分体式热管冷凝段，室内侧蒸发器1作为分体式热管蒸发段。制冷剂在分体式热管蒸发段1内吸收封闭环境内热量蒸发，制冷剂蒸汽通过汽路管道1b-6a经过汽路电磁阀6，再由汽路管道6b-3a进入分体式热管冷凝段3冷凝，冷凝的液态制冷剂在重力作用下通过液路管道3b-5a经过液路电磁阀5，再由液路管道5b-1a进入分体式热管蒸发段吸热蒸发，构成热管换热循环；当封闭环境与室外大气环境温差小于10℃时，关闭液路电磁阀5和汽路电磁阀6，开启压缩机，蒸发器风扇7和冷凝器风扇8照常工作。此时，分体式制冷与热管换热循环耦合装置系统按蒸汽压缩式制冷循环模式工作，压缩机2排出的高压制冷剂气体由管路2b-3a进入室外侧冷凝器3冷凝为液体，高压液态制冷剂由管路3b-4a进入节流阀4，再由管路4b-1a进入室内侧蒸发器1吸收封闭环境内热量蒸发，出蒸发器的制冷剂蒸汽由管路1b-2a进入压缩机2，如此构成制冷循环。根据室内外温度差，液路电磁阀5和汽路电磁阀6可以是人工控制动作，也可以是温度控制器控制动作来选择循环的方式。

Claims (2)

1、一种分体式制冷与热管换热循环耦合装置，其特征在于该装置包括蒸发器(1)、压缩机(2)、冷凝器(3)、节流阀(4)、液路电磁阀(5)、汽路电磁阀(6)、蒸发器风扇(7)和冷凝器风扇(8)；其中，冷凝器(3)布置在蒸发器(1)的上方，汽路电磁阀(6)与压缩机(2)并联后其两端分别接冷凝器(3)的输入端及蒸发器(1)的输出端，液路电磁阀(5)与节流阀(4)并联后其两端分别接冷凝器(3)的输出端及蒸发器(1)的输入端，构成循环回路。
2、一种如权利要求1所述的基于分体式制冷与热管换热耦合循环的方法，其特征在于，在夏季制冷循环的基础上，将汽路电磁阀(6)和液路电磁阀(5)分别与节流阀(4)和压缩机(2)并联，使该循环系统能根据封闭环境与室外大气环境温差大小进行模式切换，实现在同一套装置上夏季按蒸汽压缩式制冷模式运行，过渡季节按热管换热模式运行，具体循环方法为：当封闭环境与室外大气环境温差大于10℃时，打开液路电磁阀(5)和汽路电磁阀(6)，压缩机停止工作，蒸发器风扇(7)和冷凝器风扇(8)照常工作，此时，分体式制冷与热管换热耦合循环按热管换热循环模式工作，室外侧冷凝器(3)作为分体式热管冷凝段，室内侧蒸发器(1)作为分体式热管蒸发段，制冷剂在分体式热管蒸发段内吸收封闭环境内热量而蒸发，产生的制冷剂蒸汽通过汽路管道经过汽路电磁阀(6)，再由汽路管道进入分体式热管冷凝段(3)冷凝，冷凝的液态制冷剂在重力作用下通过液路管道经过液路电磁阀(5)，再由液路管道进入分体式热管蒸发段吸热蒸发，构成热管换热循环；当封闭环境与室外大气环境温差小于10℃时，关闭液路电磁阀(5)和汽路电磁阀(6)，开启压缩机，蒸发器风扇(7)和冷凝器风扇(8)照常工作。此时，分体式制冷与热管换热耦合循环按蒸汽压缩式制冷循环模式工作，压缩机(2)排出的高压制冷剂气体由管路进入室外侧冷凝器(3)冷凝为液体，高压液态制冷剂由管路进入节流阀(4)节流，再由管路进入室内侧蒸发器(1)吸收封闭环境内热量蒸发，出蒸发器的制冷剂蒸汽由管路进入压缩机(2)，如此构成制冷循环。
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