CN102419037B - 充液率可调的热管空调 - Google Patents
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Abstract
一种充液率可调的热管空调，其包括压缩机、冷凝器、制冷剂充液率调节装置、节流装置、蒸发器，所述压缩机和蒸发器间安装有气液分离器，在压缩机后安装有油分离器，在压缩机支路上安装有一单向阀，在蒸发器出口和单向阀出口处并联一热管支路，在热管支路上安装有第一电磁单通阀，在节流装置前安装一干燥过滤器，在节流装置后安装一分液器，在干燥过滤器入口和分液器出口处并联一第二电磁单通阀，所述制冷剂充液率调节装置安装在所述冷凝器和所述干燥过滤器之间。本发明的热管空调，通过设置制冷剂充液率调节装置调节充液率，从而可实现整个系统在压缩循环制冷模式和热管循环制冷模式下分别以最佳充液率进行运转，提高效率，获得好的节能效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种基站或机房用的风冷式的充液率可调的热管空调。
背景技术
近年来，随着信息技术与网络技术的飞速发展，数据中心、信息机房与通信基站的建设数量迅速增加，数据和存储设备，通信设备的耗能也越来越大。据统计，2008年我国三大电信运营商耗电141亿度，而其中73%的电量是耗费在通信基站中。而在通信基站的100亿度耗电量中，基站空调的耗电量又达到其中的50%。因此，降低基站空调的能耗能有效降低通行行业的用电量，对节能减排有巨大的意义。
目前降低基站空调系统能耗的方法很多，例如当处于春季及秋季时，户外空气温度较低，直接引入户外新风对基站内设备进行冷却；此外，采用热交换器方式，当户外气温较低时，停止压缩机工作，而用泵驱动管路内的工质产生循环，带走室内的热量。
热管空调也能有效降低基站空调系统的能耗，相比前面两种方法，一方面它实现了机房内外只有热量的交换，没有空气的质交换，从而充分地保障了机房内空气湿度和清洁度的要求；另一方面在热管模式下，只有风机工作，相比采用泵驱动工质的方式能效比更高，节能效果更明显。
如图1所示，现有的热管空调一般由压缩机单元，冷凝器，节流单元和蒸发器四部分组成。压缩机单元是由压缩机7与电磁阀5串联后再与电磁阀6并联而构成；节流单元是由节流装置2并联一个电磁阀3而构成。该热管空调有两种循环模式。当外界气温较高时，采用压缩机驱动的压缩循环制冷，电磁阀3和电磁阀6关闭，电磁阀5打开，制冷剂在压缩机7压缩后，经过冷凝器1，节流装置2，蒸发器4，回到压缩机7。制冷剂从蒸发器中带走热量，产生制冷效果。当外界气温较低时，采用热管模式制冷。电磁阀6和电磁阀3打开，电磁阀5关闭，压缩机7和节流装置2不工作。制冷剂在冷凝器1和蒸发器4之间循环，制冷剂从蒸发器中带走热量，产生制冷效果。
上述循环模式并未能解决压缩循环模式和热管循环模式对制冷剂充液率需求不同的问题。在压缩循环模式下，一般制冷剂充液率不能太高，一方面充液率较高，会导致压缩机效率降低；另一方面，充液率较高会导致压缩机回油困难。而在热管循环模式下，一般采用满液式蒸发器，目的是使得蒸发器内全部为液体制冷剂，传热面与液体制冷剂充分接触，沸腾换热系数较高。因此，压缩循环制冷模式要求制冷剂充液率较低，而热管循环制冷模式要求制冷剂充液率较高。上述热管空调一般按照热管循环模式下需要的最佳制冷剂充液率进行充注，因此系统充液率较高，从而导致切换到压缩循环模式后，系统仍然在较高的充液率下工作，压缩机的效率大幅下降，能效比降低，节能效果变差，同时系统回油困难，系统可靠性降低。由于上述热管空调在压缩循环制冷模式和热管循环制冷模式下的制冷剂充液率是不可调节的，因此无法实现系统效率的最优化。
发明内容
本发明则提供一种充液率可调的热管空调，其可以在压缩循环制冷模式下调节系统充液率处于较低的最佳值，提高压缩机工作的效率，同时保证压缩机的回油安全性；而在热管循环模式下调节系统充液率处于较高的最佳值，提高蒸发器的换热效率，保证热管模式下也具有较高的制冷量和制冷效率，进而获得更好的节能效果。
本发明通过如下技术方案实现：一种充液率可调的热管空调，其包括压缩机、冷凝器、制冷剂充液率调节装置、节流装置、蒸发器构成的制冷剂循环回路，所述压缩机和蒸发器间安装有气液分离器，在压缩机后安装有油分离器，在压缩机支路上安装有一单向阀，在蒸发器出口和单向阀出口处并联一热管支路，在热管支路上安装一第一电磁单通阀。在节流装置前安装一干燥过滤器，在节流装置后安装一分液器，在干燥过滤器的入口和分液器的出口处并联一第二电磁单通阀，所述制冷剂充液率调节装置安装在所述冷凝器和所述干燥过滤器之间，所述制冷剂充液率调节装置包括一储液罐，三个第三电磁单通阀以及储液罐旁通管，其中两个第三电磁单通阀分别安装在所述储液罐前后支路上，另一第三电磁单通阀安装在储液罐旁通管上。
作为本发明的进一步改进，所述储液罐的容积大于热管循环制冷模式下的最大充液量。
作为本发明的进一步改进，所述热管空调的工作分为四个过程：压缩循环制冷过程，从压缩循环制冷切换到热管循环制冷的过程，热管循环制冷过程，从热管循环制冷切换到压缩循环制冷的过程。
本发明的有益效果是：本发明的充液率可调的热管空调，通过设置制冷剂充液率调节装置，可根据系统不同的工作模式适时调节制冷剂的充液率，在压缩循环制冷模式下调节系统充液率处于较低的最佳值，提高压缩机工作的效率，同时保证压缩机的回油安全性；而在热管循环模式下调节系统充液率处于较高的最佳值，提高蒸发器的换热效率，保证热管模式下也具有较高的制冷量和制冷效率，进而获得更好的节能效果。
附图说明
图1是现有的热管空调循环模式的示意图；
图2是本发明的充液率可调的热管空调的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明充液率可调的热管空调的具体实施方式进行进一步的说明。
请参阅图2图所示，本发明提供的一种充液率可调的热管空调，其由压缩机7、冷凝器1、制冷剂充液率调节装置、节流装置2、蒸发器4构成一制冷剂循环回路。所述压缩机7和蒸发器4间安装有气液分离器9，在压缩机7后安装有油分离器13，在压缩机7支路上安装有一单向阀8。在蒸发器4出口和单向阀8出口处并联一热管支路，在热管支路上安装一第一电磁单通阀6。在节流装置2前安装一干燥过滤器16，在节流装置2后安装一分液器17，在干燥过滤器16的入口和分液器17的出口处并联一第二电磁单通阀3。所述制冷剂充液率调节装置安装在所述冷凝器1和所述干燥过滤器16之间，所述制冷剂充液率调节装置包括一储液罐12，三个第三电磁单通阀10，11，15以及储液罐旁通管，其中两个第三电磁单通阀10，11分别安装在所述储液罐12的前后支路上，另一第三电磁单通阀15安装在储液罐旁通管上。而且所述储液罐12的容积大于热管循环制冷模式下的最大充液量。所述制冷剂充液率调节装置可根据系统不同的工作模式适时调节制冷剂的充液率，以获得更好的节能效果。
该热管空调具有四个工作过程，分别是：
1. 压缩循环制冷过程：当外界气温较高时，关闭第一，第二电磁阀3，6及两个第三电磁阀10，11，打开另一第三电磁阀15。制冷剂在压缩机7的驱动下，在冷凝器1，干燥过滤器16，节流装置2，分液器17，蒸发器4，气液分离器该9，压缩机7，油分离器13，单向阀8中循环，最后在蒸发器4中产生制冷效果。该制冷剂充液率调节装置在压缩循环制冷模式下调节系统充液率处于较低的最佳值，以提高压缩机工作的效率，同时保证压缩机的回油安全性。
2. 压缩循环制冷切换到热管循环制冷的过程：当外界气温下降到一定程度时，打开第三电磁阀11，同时第一，第二及第三电磁阀3, 6，10仍保持关闭，第三电磁阀15保持打开。此时储液罐12中的制冷剂进入到循环管路中，以逐步增大系统的充液率，从而使系统在热管循环模式下的充液率处于较高的最佳值，提高蒸发器的换热效率，保证热管模式下整个系统也具有较高的制冷量和制冷效率，进而获得更好的节能效果。
3. 热管循环制冷过程：当充液率达到热管循环制冷模式的最佳值时，打开第一，第二及第三电磁阀3, 6, 10，而第三电磁阀11保持打开，关闭第三电磁阀15，此时压缩机7停止工作。制冷剂在冷凝器1，储液罐12，蒸发器4之间循环，在蒸发器4中产生制冷效果。
4. 热管循环制冷切换到压缩循环制冷的过程：当外界气温升高到一定程度时，关闭第三电磁阀11，打开第三电磁阀15，保持第一，第二及第三电磁阀3,6,10打开，循环管路中的制冷剂部分进入储液罐12中，从而逐步降低系统的充液率。
本发明的充液率可调的热管空调，通过设置制冷剂充液率调节装置，在压缩循环制冷模式下调节系统充液率处于较低的最佳值，提高压缩机工作的效率，同时保证压缩机的回油安全性；而在热管循环模式下调节系统充液率处于较高的最佳值，提高蒸发器的换热效率，保证热管模式下也具有较高的制冷量和制冷效率，进而获得更好的节能效果。
以上具体实施方式对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
Claims (3)
1.一种充液率可调的热管空调，其特征在于：所述热管空调包括压缩机、冷凝器、制冷剂充液率调节装置、节流装置、蒸发器构成的制冷剂循环回路；所述压缩机和蒸发器间安装有气液分离器，在压缩机后安装有油分离器，在压缩机支路上安装有一单向阀；在蒸发器出口和单向阀出口处并联一热管支路，在热管支路上安装第一电磁单通阀，在节流装置前安装一干燥过滤器，在节流装置后安装一分液器，在干燥过滤器的入口和分液器的出口处并联第二电磁单通阀，所述制冷剂充液率调节装置安装在所述冷凝器和所述干燥过滤器之间，所述制冷剂充液率调节装置包括一储液罐，三个第三电磁单通阀以及储液罐旁通管，其中两个第三电磁单通阀分别安装在所述储液罐前后支路上，另一第三电磁单通阀安装在储液罐旁通管上。
2.如权利要求1所述的充液率可调的热管空调，其特征在于，所述储液罐的容积大于 热管循环制冷模式下的最大充液量。
3.如权利要求2所述的充液率可调的热管空调，其特征在于，所述充液率可调的热管空调的具有四个工作过程：压缩循环制冷过程，从压缩循环制冷切换到热管循环制冷的过程，热管循环制冷过程，从热管循环制冷切换到压缩循环制冷的过程。
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