CN103900285B - 一种综合节能的制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种综合节能的制冷系统，所述的制冷系统包括多个冷凝段和多个蒸发段，所述的冷凝段与位于其下方的蒸发段基于热管技术连接，所述冷凝段包括采用天然冷源和/或廉价冷源的冷凝段，并且所述的冷凝段为热管冷凝段，所述的蒸发段为热管蒸发段。本发明制冷系统合理地将天然冷源与人工冷源有效地结合起来，起到节能环保的作用。

Description

一种综合节能的制冷系统

技术领域

本发明涉及一种综合节能的制冷系统，属于制冷领域。

背景技术

随着社会的不断前进，人们越来越关心我们赖以生存的地球，节能环保已经成为社会可持续发展的主题。热管是高效的传热元件，具有结构简单、可操控性强、换热效率高、动力消耗小等优点，越来越受到人们的重视，目前已被广泛应用于动力、化工、冶金、电力、计算机等领域。

目前机房、洁净间、人工气候室等通常采用压缩制冷方式进行降温除湿，常年运行能耗较大。而且这些领域往往对室内洁净度和空气湿度等有一定的要求，因此在室外温度条件适宜的情况下，虽然直接引入利用天然冷源新风降温能量利用率最大，但是也不能直接采用天然冷空气降温方式降低运行能耗。普通热管空调采用室外空气作为冷源带走室内产生的热量，目前有的机房同时配置机房空调机和普通热管空调机，可有效减少机房空调机的运行时间，降低运行能耗。但是独立的系统结构，往往会占用室内的有限空间。

在申请号为2011103608033.8的中国专利中公开了一种无动力分体式热管空调机组及其制冷方法。该系统包括室内机和室外机，室内机设置有蒸发器和蒸发风机，室外机中设置有冷凝器和冷凝风机，在蒸发器和冷凝器之间设置有节流机构和压缩机。在制冷时，首先控制单元控制电磁阀、蒸发风机和冷凝风机打开，压缩机关闭。制冷剂的流向为：从冷凝器经第一通管依次流经蒸发器、第二通管，最终流回冷凝器；所述空调系统制冷时，控制单元控制压缩机、蒸发风机以及冷凝风机打开，电磁阀关闭，制冷剂流向为：从压缩机依次流经冷凝器、节流单元、蒸发器，最终回到压缩机。

在申请号为201110206127.5的中国专利申请中公开了一种空调热管一体机，该设备采用分离式热管，热管的冷凝段与蒸发段通过导气管和导液管连通，空调装置的冷凝器与热管装置的冷凝段由外循环风机提供动力，空调器的蒸发器与热管装置的蒸发段由内循环风机提供动力。

上述两个专利公开的系统结构可以减少室内空间的占用，但是由于热管空调系统和压缩制冷空调系统共用制冷管路，而且压缩循环制冷与热管内工质必须为同一种热工介质，而热管循环制冷模式和压缩循环制冷模式所需要的最佳热工介质充液率是不一样的，充液率低热管循环制冷模式效率降低，充液率高压缩循环制冷模式压缩机效率降低、节能效果变差，而且存在压缩机回油困难问题。

在申请号为201110402844.5的中国专利申请中公开了一种充液率可调的热管空调，同样地，压缩循环制冷与热管内工质必须为同一种热工介质。该装置包括压缩机、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，在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液分离器。该装置通过设置制冷剂充液率调节装置调节充液率，从而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以最佳充液率运行。

但是这种调节方法，一方面增大了系统的不稳定性，而且提高了实时控制难度。此外这类热管和压缩制冷空调系统共用制冷管路的结构，热管循环制冷模式和压缩循环制冷模式是不能并行运行的。如图1所示的制冷模式，当室内外温差较小(△t<△t0)时，虽然热管循环模式还具有一定的制冷能力(菱形阴影区)，但是输出的冷量下降，不能满足需求，必须切换至压缩循环制冷模式，菱形阴影区的制冷能力无法应用。即在室内和室外温差较小时，由于热管空调的输出冷量下降，不能满足要求，必须切换成压缩机制冷模式，此时热管空调无法再起到作用，无法充分利用天然冷源。而且还需要切换机构，使得系统的可靠性下降。

发明内容

本发明提供一种综合节能的制冷系统，该系统首先使用天然或廉价冷源，人工冷源仅为当系统制冷能力不足时的补充。该系统无需切制冷模式，人工冷源自动弥补冷量，当天然冷源能力不足时，自动调节人工冷源能力，为系统补充冷量。该系统解决了不能充分有效地利用天然冷源和系统复杂的弊端。

本发明首先提供了一种制冷系统，所述的制冷系统包括多个冷凝段和多个蒸发段，所述的冷凝段与位于其下方的蒸发段基于热管技术连接，所述冷凝段包括采用天然冷源和/或廉价冷源的冷凝段，并且所述的冷凝段为热管冷凝段，所述的蒸发段为热管蒸发段。

进一步，所述的冷凝段包括与至少一个与天然冷源冷凝段并列连接的人工冷源冷凝段，并且所述的天然冷源冷凝段位置高于人工冷源冷凝段。

进一步，所述人工冷源冷凝段采用压缩式制冷机提供冷量。

进一步，所述人工冷源冷凝段采用人工冷源，所述人工冷源作为天然冷源和廉价冷源的补充；其中，廉价冷源的启动时机为天然冷源的冷量不足时，所述人工冷源的启动时机为廉价冷源的冷量不足时。

进一步，制冷系统的冷量大小通过改变冷凝段的散热量或者通过改变蒸发段的吸热量来调节。

进一步，天然冷源的空气冷源的制冷量输出通过调整冷凝段的风机风量来调节；或者，天然冷源的水冷源的制冷量通过调整水泵的水量来调节。

进一步，所述蒸发段包括一个或者多个通过热管连接的蒸发段末端；其中，所述蒸发段末端采用空气换热器或者水换热器；其中，空气换热器的制冷量通过改变风机风量来调节，水换热器的制冷量通过改变水泵流量来调节。

进一步，该系统还包括控制机构，所述控制机构采用一个中控控制器，或者采用通过总线连接的分级和分布式的多个控制器。

进一步，所述的任一冷凝段末端通过双管串联到连接冷凝段和蒸发段的管路。

进一步，所述的任一蒸发段末端通过双管串联到连接冷凝段和蒸发段的管路。

进一步，所述的蒸发段还采用载冷换热系统提供冷量。

本发明的有益效果在于：本发明的制冷系统具有人工冷凝段和天然冷凝段，天然冷凝段的冷源采用天然水或者空气，本发明的天然冷源也可以用工业废水(如天然气液化产生的废冷)、蒸发冷(如蒸发式冷凝器制造的冷量)等廉价冷源替代或与廉价冷源同时使用，所以通过人工冷凝段和天然冷凝段相互配合使用，既能够满足冷量需求量较大时的工作，也能满足冷量需求较小时的工作，又能起到节能环保的作用。

由于本发明的制冷系统特殊的结构，所以在本发明的压缩式制冷机中的制冷剂与热管内的工质可以采用不相同的热工介质，因此能够改善现有技术中热管循环制冷和压缩循环制冷由于充液率不同造成的压缩机会有困难，节能效果差的缺陷。

此外，本发明还采用了热管技术，并通过对天然冷源的充分利用，能够有效地降低制冷、除湿系统的全年能耗，并且天然冷源由于其廉价性，可以有效地降低运行费用。

系统输出能量的可调节设计，可对能量输出进行无级调节，可实现对使用空间进行精准的能量输出控制，实现高精准温湿度调控，同时降低精准温湿度控制的运行能耗。应用范围广，节能效果显著，推广价值较大。

此外，由于冷源能量的调节能力，当天然冷源(如户外空气制冷)不能提供足够制冷量时，可以采用廉价冷源进行补充，当廉价冷源也不能提供足够制冷量时，还可以采用人工制冷(如压缩制冷)输出需要补充的制冷量，有效减小了运行能耗。

附图说明

图1表示201110402844.5专利申请的制冷模式。

图2表示本发明实施例1的制冷系统。

图3表示实施例2的制冷系统。

图4表示实施例3的制冷系统。

图5表示天然冷源制冷、人工冷源制冷和制冷量需求之间的关系。

图6表示实施例4的制冷系统。

图7表示实施例5的制冷系统。

图8为实施例6的制冷系统。

图9为实施例6制冷系统控制图。

图10为实施例7的制冷系统。

具体实施方式

以下实施例仅用于解释本发明不用于限制本发明，在本发明保护范围内所做的修改、限定、变形都在本发明的保护范围内。

实施例1

本发明的制冷系统如图2所示，该系统包括冷凝段1和冷凝段下方的蒸发段2，冷凝段1和蒸发段2之间的第一连接管路3基于热管技术进行连接，并且蒸发段和冷凝段均采用热管技术。

冷凝段1包括自上而下依次排列的多个冷凝段，冷凝段可以扩展到N个。蒸发段2包括多个蒸发段，蒸发段可以扩展到M个，每个蒸发段均通过单管与第二连接管路20连接，第二连接管路20与第一连接管路3相连接。确保热管内无需外加动力源和阀门并能够稳定运行。该系统无需切制冷模式，人工冷源自动弥补冷量，当天然冷源能力不足时，自动调节人工冷源能力，为系统补充冷量。

热管蒸发段内的工质吸收需要降温空间的热量蒸发变成气态工质，气态工质通过连接的热管管路流至热管冷凝段内，气态工质在热管冷凝段放出热量变成液态工质，液态工质在重力作用下通过连接的热管管路流至热管蒸发段内。连接的热管管路中无阀门，无需采用额外的循环动力输入。

冷凝段包括天然冷源冷凝段11，天然冷源冷凝段11采用包括户外冷空气，温度较低的地下水、海水、湖泊水等天然冷源111；天然冷源冷凝段11下方为廉价冷源冷凝段12，采用天然气气化、工业或生活、生产产生的废冷等提供的廉价冷源112；和位于廉价冷源冷凝段12下方的人工冷凝段13，人工冷源冷凝段13的冷源113包括压缩制冷系统、冷水机组、液氮等形式。天然冷源冷凝段11、廉价冷凝段12和人工冷源冷凝段13均通过单管与连接管路3相连，每个冷凝段对应一种冷源，天然冷凝段的冷源111采用天然冷源进行冷凝散热。

除非另外说明，本发明中的“廉价冷源”表示除了空气、自然水源等天然冷源以外的通过廉价手段得到的冷源。

采用天然冷源的天然冷源冷凝段的冷凝器高于采用人工冷源冷凝段的冷凝器，确保热管内无需外加动力源和阀门并能够稳定运行。系统可以根据不同的使用环境，选择不同的冷源；可以根据需求启动最佳的冷源。

该系统可实现对冷量输出进行无级调节。可通过调节冷源的冷量输出调整热管冷凝段的散热量，从而实现对蒸发段输出冷量的调节。还可以通过调整蒸发段2的吸热量调节制冷量输出，此外对于人工冷源是压缩制冷系统的需要压缩制冷系统提供的冷量也是可调的。

实施例2

参见图3，本实施例与实施例1相似，不同的是本实施例的天然冷源冷凝段1100、廉价冷源冷凝段1200和人工冷源冷凝段1300均通过双管串联到第一连接管路300。

并且蒸发段200的每个蒸发段均通过双管串联到第二连接管路2000，第一连接管路300和第二连接管路2000相连接。

实施例3

系统组成

如图4所示，制冷系统采用户外低温空气天然冷源和压缩空调人工冷源，可作为机房、基站空调等。

采用风冷方式，即空气作为天然冷源，可以调整风机的风量；人工冷源压缩制冷系统采用变容量输出制冷系统，机组采用数码涡旋机组，也可以根据实际情况采用变频机组、并联机。

天然冷源冷凝段400与人工冷源冷凝段500和热管蒸发段600三段相连，并且天然冷源冷凝段400所处位置最高，人工冷源冷凝段500所处位置次之，热管蒸发段600所处位置最低。

天然冷源冷凝段400包括第一热管冷凝器401和位于冷凝器入口处的风机402。其中，天然冷源为低温环境大气。

人工冷源的人工冷源冷凝段500为采用压缩循环制冷。其中，包括压缩冷凝器502，压缩冷凝器502的一端通过其下游的压缩机503连接到第二热管冷凝器505，另一端与压缩冷凝器下游的储液罐506相连。储液罐506的另一端通过节流装置504连接到热管冷凝器505，节流装置504可采用电子膨胀阀。

热管蒸发段600包括热管蒸发器601和位于该热管蒸发器601出口处的风机602。

天然冷源冷凝段400、人工冷源冷凝段500和热管蒸发段600三段相连接其实为第一热管冷凝器401、第二热管冷凝器505和热管蒸发器601之间通过管道进行连接。第一热管冷凝器401、第二热管冷凝器505为并联关系。

工作流程

控制器通过天然冷源冷凝段的温度探头检测到的室外温度较低，通过蒸发段温度探头检测到的室内温度较高，并且室内外温差高时，天然冷源冷凝段通过天然冷源提供冷量的工作流程如下：

人工冷源冷凝段500停止工作，压缩机503停机，风机501关闭，节流装置504关闭。

控制器分别开启天然冷源冷凝段和蒸发段的控制开关，天然冷源冷凝段400开始工作，风机402启动，冷空气与第一热管冷凝器401内的工质进行冷量交换，冷却的工质冷凝为低温液态工质。由于天然冷源冷凝段所处的位置最高，所以液态工质在重力作用下流入热管蒸发器601内，从空气中吸热蒸发变成气态工质，从而将热管蒸发器601周围的空气温度降低。

除非另外说明，实施例中的“工质”指热管内的热工介质，而“制冷剂”则指压缩循环制冷系统中的热工介质。

风机602将冷空气向整个室内吹散，从而起到降低室内温度的目的。转化为气态的工质上升至第一热管冷凝器401，并在第一热管冷凝器401中进行再次冷凝。

由此，工质通过由液态向气态周而复始地循环，从而确保在热管蒸发器601中冷量的输出。

当室外温度较高，室内温度低，人工冷源可提供冷量的工作流程下：

控制器通过天然冷源冷凝段400的温度探头检测到室外温度，并且通过蒸发段600的温度探头检测室内温度，当检测到的室外温度等于或者高于室内温度，控制器关闭天然冷源冷凝段的控制开关。其中，关闭只是为了更节能，不关闭的情况下，系统也能稳定运行。

与此同时，控制器开启人工冷源冷凝段500和蒸发段600的控制开关，人工冷源冷凝段500开始工作，压缩机503打开，风机501启动，压缩冷凝器502启动，节流装置504打开。人工冷源冷凝段的压缩机503将压缩制冷系统内气态制冷剂增压，接着经过压缩冷凝器502冷却变成液态，进入储液罐506内。储液罐506内液体经过节流装置504变成低压液态，接着通过第二热管冷凝器505对热管内工质进行冷凝，吸热蒸发变成气态制冷剂(压缩循环制冷系统中的)回流至压缩机503；热管内工质在第二热管冷凝器505内冷凝变成液态，并向下流入热管蒸发器601内，吸收热量蒸发变成气态工质，工质吸热时产生的冷量由风机602在室内吹散，从而起到室内降温的目的。同时压缩冷凝器502旁的风机501将压缩冷凝器502在压缩制冷剂时产生的热量向室外吹散。

人工冷源冷凝段500也可以采用变容量输出制冷，通过调整压缩冷凝器502的功率作为人工冷源的冷量输出，从而调整热管蒸发器601的冷量输出。也可通过调整风机501风量，调整热管蒸发器601的冷量输出。变容量输出制冷系统压缩机组可采用数码涡旋压缩机、变频压缩机、并联机等。

控制器通过天然冷源冷凝段的温度探头和蒸发段温度探头检测到室内外温差较小，天然冷源冷凝段虽然能够提供一定的冷量，但是所提供的冷量不能完全满足需要，还需要人工冷源冷凝段进行补充时，冷凝段工作流程如下：

人工冷源冷凝段500开始工作，压缩机503、风机501启动、节流阀504打开；天然冷源冷凝段400工作，风机402启动。热管内气体工质在第一热管冷凝器401、第二热管冷凝器505内冷凝为液态，液态工质在重力作用下回流至热管蒸发器601内，吸热蒸发变成气态工质，流至第一热管冷凝器401和第二热管冷凝器505，周而复始地循环，确保在热管蒸发器段冷量的输出。可通过调整压缩制冷系统作为人工冷源的冷量输出，从而调整热管蒸发器601的冷量输出。也可通过调整风机602风量，调整热管蒸发器601的冷量输出。

通过本实施例，天然冷源的冷量可以得到充分利用，如图5所示，当天然冷源能够提供的制冷量满足制冷量需求的时候，直接采用天然冷源提供冷量，降低运行能耗；当天然冷源(如户外空气制冷)提供的制冷量不能够满足制冷量需求的时候，采用人工制冷(如压缩制冷)输出制冷量做补充，由于只需要补充部分的制冷量，因此能够有效地减少人工制冷时的运行能耗。

实施例4

参见图6，本实施例采用实施例2的系统图，采用两个冷凝段，分别为天然冷源冷凝段40和人工冷源冷凝段50。

采用了三个蒸发段，分别为第一蒸发段60、第二蒸发段70和第三蒸发段80，主要适用于热负荷较大或热负荷不同地点的场合。

每个冷凝段和每个蒸发段的工作流程大体上同实施例2，不同的是，在每次制冷时，控制器开启所需的蒸发段的开关。

依次类推，还可以采用1至M个蒸发段。每个蒸发段对应风机是独立可调的。通过调整风各个分段的风机风量实现对每个蒸发段输出制冷量的调节。

实施例5

图7所示，本实施例与实施例2相似，不同在于天然冷源采用地下水、海水或湖泊水等，并且在天然冷源冷凝段100的第一热管冷凝器101通过第一水泵103冷源102相连。

当控制器首先通过冷源温度探头检测到的冷源的水温较低，通过蒸发段温度探头检测到的蒸发段所处的室内气温较高，两者的差值较大，天然冷源可提供足够冷量的条件下：

控制器关闭人工冷源冷凝段的开关，人工冷源冷凝段110停止工作，压缩机113’停机、风机111’关闭、节流阀114关闭；

控制器开启天然冷源冷凝段100的第一水泵103和冷水源102的控制开关，并开启蒸发段120的控制开关。天然冷源冷凝段100工作，第一热管冷凝器101内工质在冷水源的水流的作用下，冷凝为低温液态工质，低温液态工质在重力作用下流至热管蒸发器121内，吸热蒸发变成气态工质，回流至第一热管冷凝器101，周而复始地循环，确保在热管蒸发器121内冷量的输出。

蒸发段120的工质由于吸收热量，释放出冷量，将周围空气冷却，再在风机122的作用下，再通过风机向室内吹散，从而将房间内的温度降低。

天然冷源冷凝段100的冷水源102内的低温水在水泵103作用下与第一热管冷凝器101内的工质交换热量，吸热变成高温水通过水泵103泵回冷水源102中。

控制器通过调整天然冷凝段100的冷水源102内的循环水量，调整热管蒸发器121内输出的冷量。也可通过调整风机122的风量，调整热管蒸发器121的冷量输出。

当控制器通过冷水源温度探头检测到的冷水源的水温接近或者高于蒸发段温度探头检测到蒸发段所处的室温时，天然冷源不能够提供足够冷量时，需要控制器启动人工冷凝段110进行工作时，工作流程同实施例3。

实施例6

制冷系统结构如图8所示，本实施例与实施例1类似，不同在于增加另一种廉价冷源的冷凝段，即：以循环水作为冷源的循环水冷凝段140。循环水冷凝段140连接在空气冷凝段130和人工冷凝段150之间。

当控制器通过空气冷凝段的温度探头检测到空气冷凝段的温度较低，通过蒸发段的温度探头检测到的蒸发段温度较高，室内外温差较大，控制器开启空气冷凝段130的控制开关，仅空气冷凝段130工作，参考实施例3运行；

当控制器通过循环水冷凝段140的温度探头检测到循环水冷凝段140的温度较高，蒸发段的温度探头检测到的蒸发段160的温度较高，循环水冷凝段的温度接近、等于或者高于蒸发段的温度，循环水冷凝段140和空气冷凝段130均不能提供冷量，控制器开启人工冷凝段的控制开关，人工冷凝段150工作，参考实施例3运行。

当控制器通过空气冷凝段130的温度探头检测到的空气冷凝段130的温度较高，但是通过循环水冷凝段140的温度探头检测到的循环水冷凝段的温度较低，控制器开启循环水冷凝段140和蒸发段160的控制开关，循环水冷凝段140能提供足够冷量的条件下，人工冷凝段150、天然冷凝段130停止工作，循环水冷凝段140开始工作。循环水冷凝段140的第二水泵143、水塔142启动。热管蒸发器161内气体工质在循环水热管冷凝器141内冷凝为液态，液态工质在重力作用下回流至热管蒸发器161内，吸热蒸发变成气态工质，回流至循环水热管冷凝器141内，周而复始地循环，确保在热管蒸发器161冷量的输出。此外，循环水通过工质之间进行热量交换，吸热变成高温水，在第二水泵143的作用泵入流至水塔142冷却，以此，不断进行循环。

通过调整循环水冷凝段的循环水量，调整热管蒸发器161的冷量输出。也可通过调整风机162风量，调整热管蒸发器161的冷量输出。

控制器通过空气冷凝段的温度探头，循环水冷凝段的温度探头检测的循环水冷凝段的温度，再通过蒸发段的温度探头检测蒸发段的温度，当空气冷凝段的温度高于蒸发段温度，循环水冷凝段的温度低于蒸发段温度的时候，控制系统依据室内温度反馈信号计算出循环水冷凝段的加载量，如果循环水冷凝段的加载量已经达到100％证明仅依靠循环水不能提供足够冷量时，循环水冷凝段140和人工冷凝段150共同工作，流程如下：

空气冷凝段130关闭，风机132关闭。循环水冷凝段140、人工冷凝段150共同开始工作。

控制器开启循环水冷凝段140和人工冷凝段150的控制开关，第二水泵143和水塔142启动，压缩机153、风机151、节流阀154开始工作。热管蒸发器161内气体工质在循环水热管冷凝器141和人工热管冷凝器155内冷凝为液态，液态工质在重力作用下流至热管蒸发器161内，吸热蒸发变成气态工质，回流至循环水热管冷凝器141和人工热管冷凝器155。周而复始地循环，确保在蒸发段160的热管蒸发器161输出冷量。

蒸发段160周围的空气经过热管蒸发器161降温变成低温空气，在风机162的作用下，向室内吹散，从而起到制冷作用。可通过调整压缩制冷系统作为人工冷源的冷量输出，从而调整热管蒸发器161的冷量输出。也可通过调整风机162风量，调整热管蒸发器161的冷量输出。

人工冷凝段工作同实施例3。

控制器通过空气冷凝段的温度探头，循环水冷凝段的温度探头检测的循环水冷凝段的温度，再通过蒸发段的温度探头检测蒸发段的温度，当空气冷凝段的温度低于蒸发段温度，循环水冷凝段的温度低于蒸发段温度，控制系统依据室内温度反馈信号计算出空气冷凝段和循环水冷凝段的加载量，如果空气冷凝段和循环水冷凝段的加载量均已经达到100％证明仅依靠空气和循环水不能提供足够冷量时，空气冷凝段130、循环水冷凝段140和人工冷凝段150共同工作。

空气冷凝段工作同实施例3，其它的参见循环水冷凝段和人工冷凝段共同工作部分。

参见图9，本实施例的控制流程，T_o为蒸发段所处位置的目标温度，T_n为蒸发段当前温度；T_c为冷源温度，C为不同冷源的冷凝段，包括天然冷凝段、廉价冷源冷凝段和人工冷凝段。

C₁安装位置高于C₂，C₂的安装位置高于C₃，以此类推。本实施例中的C₁为以空气为冷源的天然冷凝段，C₂为廉价冷源冷凝段，C₃为人工冷凝段，C％为冷源加载量，输出加载量x根据智能运算，即为子程序得出；C₁设备输出对于本实施例，就是风扇132的加载量，加载量的范围在0～100％，0为关闭，100％为全开。C3设备输出，包括压缩机153、节流阀154，风扇151的协同工作输出需要加载量，加载量的范围在0～100％，0为关闭，100％为全开。以三种冷源的控制为例，天然冷源、廉价冷源、人工冷源分别为冷凝段1、冷凝段2和冷凝段3：

步骤1：首先通过各冷凝段的温度探头和蒸发段温度探头，分别检测冷源温度和室内环境温度，并将其反应到控制器；

步骤2：当目标控制温度高于蒸发段所处的环境温度，整个冷凝系统不工作。

步骤3：目标控制温度低于蒸发段所处的环境温度，当冷凝段1的冷凝温度低于蒸发段所处的环境温度，计算加载量<100％，冷凝段1和蒸发段工作。

步骤4：目标控制温度低于蒸发段所处的环境温度，当冷凝段1的冷凝温度低于蒸发段所处的环境温度，计算加载量＝100％；冷凝段2的冷凝温度低于蒸发段所处的环境温度，计算加载量<100％，冷凝段1、2和蒸发段工作。

步骤5：目标控制温度低于蒸发段所处的环境温度，当冷凝段1的冷凝温度低于蒸发段所处的环境温度，计算加载量＝100％；冷凝段2的冷凝温度低于蒸发段所处的环境温度，计算加载量＝100％，冷凝段1、2、3和蒸发段工作。

步骤6：目标控制温度低于蒸发段所处的环境温度，当冷凝段1的冷凝温度高于蒸发段所处的环境温度；冷凝段2的冷凝温度低于蒸发段所处的环境温度，计算加载量<100％，冷凝段2和蒸发段工作。

步骤7：目标控制温度低于蒸发段所处的环境温度，当冷凝段1的冷凝温度高于蒸发段所处的环境温度；冷凝段2的冷凝温度低于蒸发段所处的环境温度，计算加载量＝100％，冷凝段2、3和蒸发段工作。

步骤8：目标控制温度低于蒸发段所处的环境温度，当冷凝段1的冷凝温度高于蒸发段所处的环境温度；冷凝段2的冷凝温度高于蒸发段所处的环境温度，冷凝段3和蒸发段工作。

本实施例中的循环水冷源段的循环水热管冷凝器，也可采用集成度较高的在空调设备中广泛使用的“蒸发式冷凝器”。

实施例7

参见图10，本实施例与实施例1相似，不同的是本实施例中的蒸发段900使用了一载冷换热系统，载冷剂为水，本实施例可作为中央空调。

在载冷换热系统中，通过一水泵902将循环水增压后注入一板式换热器901中，水流经板式换热器时，被热管蒸发段内的工质冷却，水温将降低，然后，温度较低的水被送到空调表冷器903、904、905中，从而对房间的空气降温，而水温将升高。高温水经过水泵增压后流入板式换热器，周而复始地循环。当然，载冷循环中要使用的水箱、过滤器、阀门、膨胀罐等常规技术部件，在这里不再赘述。另外，本实施例中的工质的运动与前述实施例相同，不受载冷换热系统的影响。

最后应说明的是，以上实施例仅用以描述本发明的技术方案而不是对本技术方法进行限制，本发明在应用上可以延伸为其他的修改、变化、应用和实施例，并且因此认为所有这样的修改、变化、应用、实施例都在本发明的精神和教导范围内。

Claims (9)

1.一种综合节能的制冷系统，所述的制冷系统包括多个冷凝段和多个蒸发段，其特征在于，所述的冷凝段与位于其下方的蒸发段基于热管技术连接，所述冷凝段包括采用天然冷源和/或廉价冷源的冷凝段，并且所述的冷凝段为热管冷凝段，所述的蒸发段为热管蒸发段；

所述冷凝段包括至少一个与天然冷源冷凝段并列连接的人工冷源冷凝段，并且所述的天然冷源冷凝段位置高于人工冷源冷凝段。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述人工冷源冷凝段采用压缩式制冷机提供冷量。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述人工冷源冷凝段采用人工冷源，所述人工冷源作为天然冷源和廉价冷源的补充；其中，廉价冷源的启动时机为天然冷源的冷量不足时，所述人工冷源的启动时机为廉价冷源的冷量不足时。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，制冷系统的冷量大小通过改变冷凝段的散热量或者通过改变蒸发段的吸热量来调节。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，天然冷源的空气冷源的制冷量输出通过调整冷凝段的风机风量来调节；或者，天然冷源的水冷源的制冷量通过调整水泵的水量来调节。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述蒸发段包括一个或者多个通过热管连接的蒸发段末端；其中，所述蒸发段末端采用空气换热器或者水换热器；其中，空气换热器的制冷量通过改变风机风量来调节，水换热器的制冷量通过改变水泵流量来调节。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括控制机构，所述控制机构采用一个中控控制器，或者采用通过总线连接的分级和分布式的多个控制器。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的任一冷凝段末端通过双管串联到连接冷凝段和蒸发段的管路，并且，任一蒸发段末端通过双管串联到连接冷凝段和蒸发段的管路。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的蒸发段还采用载冷换热系统提供冷量。