CN104896639A - 一种双冷源一体化热管系统及其控制方法 - Google Patents
一种双冷源一体化热管系统及其控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种双冷源一体化热管系统及其控制方法,系统包括室外机组、室内机组、喷头、水泵、水管支路及控制系统;室外机组和室内机组通过液管支路和气管支路相连;室内机组包括室内侧换热器和室内风机;室内风机安装于室内侧换热器上;所述的室外机组机柜包括室外风机、室外侧换热器和湿膜;室外风机安装于室外侧换热器上;所述湿膜安装在室外侧换热器的进风口处,所述水管支路的一端接喷头;水管支路的另一端接室外水源;所述水管支路上设有水泵;所述的喷头位于湿膜正上方。本发明能充分利用自然冷源,提高能源利用率。
Description
技术领域
本发明涉及一种双冷源一体化热管系统及其控制方法,属空调工程技术领域。
背景技术
目前,工业建筑常用的节能空调有直接引入新风节能系统、板式隔离式空气换热系统、热管节能系统。直接引入新风式节能系统虽然结构简单,体积较小,但是需要频繁更换过滤器,费用很高。而且还不能保证机房内的湿度要求。板式隔离式空气换热系统由于单位换热量较小,故体积较大,这个主要运用于空间较大的机房;热管节能系统虽然结构简单,可以直接利用自然冷源,但是利用自然冷源的周期由室内外温度差值决定,在达不到一定室内外温差时,仍采用传统的压缩制冷系统。
从以上几个方案可以看出,部分方案在一定程度上达到节能的目的,但都存在一些缺陷。因此,有必要设计一种双冷源一体化热管系统及其控制方法。
发明内容
本发明所解决的技术问题是,针对现有技术的不足,提出了一种双冷源一体化热管系统及其控制方法,能充分利用自然冷源,提高能源利用率。
本发明的技术方案为:
一种双冷源一体化热管系统,包括室外机组1、液管支路2、室内机组3、气管支路4、喷头5、水泵6、水管支路7及控制系统;
所述室外机组1和室内机组3通过液管支路2和气管支路4相连形成环路;所述液管支路2用于实现液态制冷剂的流动;所述气管支路4用于实现气态制冷剂的流动;
所述室内机组包括室内侧换热器和室内风机;室内风机安装于室内侧换热器上,用于促进室内空气与室内侧换热器进行热交换;
所述的室外机组机柜包括室外风机8、室外侧换热器9和湿膜10;室外风机8安装于室外侧换热器9外,用于促进室外空气与室外侧换热器9进行热交换;所述湿膜10安装在室外侧换热器9的进风口处,湿膜用于降低进入室外侧换热器的室外空气的温度;
所述水管支路的一端接喷头5;水管支路的另一端接室外水源;所述水管支路7上设有水泵6;水管支路7用于传送湿膜所需水量;水泵6用于提供传送水量的动力;
所述的喷头5位于湿膜正上方,用于实现湿膜的加湿;
所述的控制系统包括室内侧温度传感器、室外侧温度传感器和控制器,室内侧温度传感器和室外侧温度传感器的信号输出端均与控制器的信号输入端相连;控制器的信号输出端与水泵的控制端相连。
所述的室外风机8为轴流风机或中压风机。
所述的室内侧换热器和室外侧换热器9为微通道结构的换热器,换热面积大,阻力小。
所述的湿膜10为复合型湿膜、白色复合型防火湿膜、玻璃纤维型湿膜或金属刺孔湿膜。
室内侧温度传感器和室外侧温度传感器实时监测室内外温度;
控制器根据室内侧温度传感器和室外侧温度传感器测得的室内外温度差值控制水泵的启停:
当测得的室内外温度差满足室外机组1和室内机组3的运行工况要求时,水泵不启动;直接利用室外冷空气驱动室外机组1和室内机组3运行;
当测得的室外温度高于预设值时,控制器控制水泵启动;水泵6将室外水源传送至喷头5,喷头5将水喷洒在湿膜上;湿膜降低进入室外侧换热器的室外侧的空气的温度,以使室内外温度差满足室外机组1和室内机组3的运行工况要求,延长室外机组1和室内机组3的运行时间。
室外机组1和室内机组3的运行工况要求是指室内外温度差大于10℃。
所述预设值为20℃。
一种双冷源一体化热管系统的控制方法,采用上述的双冷源一体化热管系统,其控制方法为:
室内侧温度传感器和室外侧温度传感器实时监测室内外温度;
控制器根据室内侧温度传感器和室外侧温度传感器测得的室内外温度差值控制水泵的启停:
当测得的室内外温度差满足室外机组1和室内机组3运行工况要求时,水泵不启动;直接利用室外冷空气驱动室外机组1和室内机组3运行;
当测得的室外温度高于预设值时,控制器控制水泵启动;水泵6将室外水源传送至喷头5,喷头5将水喷洒在湿膜上;湿膜降低进入室外侧换热器的室外侧的空气的温度,以使室内外温度差满足室外机组1和室内机组3的运行工况要求,延长室外机组1和室内机组3的运行时间。
所述室外机组1和室内机组3的运行工况要求是指室内外温度差大于10℃。
所述预设值为20℃。
有益效果:
本发明与现有的技术相比,具有显著的节能效果。实现同时或单独利用自然界中的自然冷量,以室外空气或室外水源作为热管系统运行所需要的冷源。针对传统热管系统运行所需要的温差限制,当夏季室外空气温度过高时、空气中的自然冷量不足以驱动热管运行时,利用室外水源为湿膜加湿,降低室外空气温度,保证热管在夏季恶劣环境中的正常运行;克服热管运行所需要温差的局限性,延长热管的运行时间,大大减少机房内的制冷能耗。。该双冷源一体化热管系统通过室内、外侧的温度传感器控制室外侧水泵的启停,实现不同工况之间的切换。此外,通过湿膜的加湿增大室外空气中的含湿量和相对湿度,促进室外换热器的潜热换热,大大增大室外机组的换热量,提高热管系统的运行效率。湿膜系统同时还兼具除尘功能,部分过滤室外空气中的灰尘等污染物,在一定程度上避免室外侧换热器的表面结垢问题。
附图说明
图1双冷源一体化热管系统
图2室外机组原理图
图3室外机组结构示意图
附图标记说明:
1—室外机组、2—液管支路、3—室内机组、4—气管支路、5—喷头、6—水泵、7—水管支路、8—室外风机、9—室外侧换热器、10—湿膜。
具体实施方式
为了使本发明的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述该发明的工作原理。
参见图1--图3,本发明提供了一种双冷源一体化热管系统,包括室外机组1、液管支路2、室内机组3、气管支路4、喷头5、水泵6、水管支路7及控制系统;
所述室外机组1和室内机组3通过液管支路2和气管支路4相连形成环路;所述液管支路2用于实现液态制冷剂的流动;所述气管支路4用于实现气态制冷剂的流动;
所述室内机组包括室内侧换热器和室内风机;室内风机安装于室内侧换热器上,用于促进室内空气与室内侧换热器进行热交换;
所述的室外机组机柜包括室外风机8、室外侧换热器9和湿膜10;室外风机8安装于室外侧换热器9外,用于促进室外空气与室外侧换热器9进行热交换;所述湿膜10安装在室外侧换热器9的进风口处,湿膜用于降低进入室外侧换热器的室外空气的温度;
所述水管支路的一端接喷头5;水管支路的另一端接室外水源;所述水管支路7上设有水泵6;水管支路7用于传送湿膜所需水量;水泵6用于提供传送水量的动力;
所述的喷头5位于湿膜正上方,用于实现湿膜的加湿;
所述的控制系统包括室内侧温度传感器、室外侧温度传感器和控制器,室内侧温度传感器和室外侧温度传感器的信号输出端均与控制器的信号输入端相连;控制器的信号输出端与水泵的控制端相连。
所述的室外风机8为轴流风机或中压风机。
所述的室内侧换热器和室外侧换热器9为微通道结构的换热器,换热面积大,阻力小。
所述的湿膜10为复合型湿膜、白色复合型防火湿膜、玻璃纤维型湿膜或金属刺孔湿膜。
室内侧温度传感器和室外侧温度传感器实时监测室内外温度;
控制器根据室内侧温度传感器和室外侧温度传感器测得的室内外温度差值控制水泵的启停:
当测得的室内外温度差满足室外机组1和室内机组3的运行工况要求时,水泵不启动;直接利用室外冷空气驱动室外机组1和室内机组3运行;
当测得的室外温度高于20℃时,控制器控制水泵启动;水泵6将室外水源传送至喷头5,喷头5将水喷洒在湿膜上;湿膜降低进入室外侧换热器的室外侧的空气的温度,以使室内外温度差满足室外机组1和室内机组3的运行工况要求,延长室外机组1和室内机组3的运行时间。
室外机组1和室内机组3的运行工况要求是指室内外温度差大于10℃。
本发明还提供了一种双冷源一体化热管系统的控制方法,采用上述的双冷源一体化热管系统,其控制方法为:
室内侧温度传感器和室外侧温度传感器实时监测室内外温度;
控制器根据室内侧温度传感器和室外侧温度传感器测得的室内外温度差值控制水泵的启停:
当测得的室内外温度差满足室外机组1和室内机组3运行工况要求时,水泵不启动;直接利用室外冷空气驱动室外机组1和室内机组3运行;
当测得的室外温度高于20℃时,控制器控制水泵启动;水泵6将室外水源传送至喷头5,喷头5将水喷洒在湿膜上;湿膜降低进入室外侧换热器的室外侧的空气的温度,以使室内外温度差满足室外机组1和室内机组3的运行工况要求,延长室外机组1和室内机组3的运行时间。
所述室外机组1和室内机组3的运行工况要求是指室内外温度差大于10℃。
本发明能够克服传统热管运行对室内外温差的限制,冬季和过渡季节直接利用室外冷空气驱动热管运行,夏季室外空气温度过高不能满足热管运行的室内外温差时,水泵运行给湿膜系统加湿,室外高温空气经过湿膜降温后通过室外侧换热器换热,保证热管运行所需要的室内外温差。此外,经湿膜加湿后的室外空气温度降低,含湿量和相对湿度增大,促进室外侧换热器的潜热换热,提高其换热效率。
本发明的工作工况分为两种工况运行,分别为空气冷热管工况和水冷热管工况。
空气冷热管工况:冬季和过渡季节,室外空气温度较低,经室内侧温度传感器和室外侧温度传感器检测室内外空气温度和湿度,当室内外空气温差满足热管系统运行所需要的数值时,直接驱动热管系统运行,此时室外侧水泵和喷头关闭,湿膜系统不加湿,实现传统热管的运行。
水冷热管工况:当夏季室外空气温度过高,室内侧温度传感器和室外侧温度传感器检测室内外温差不能满足热管系统运行所需要的温差值时,室外侧水泵运行,通过喷头给湿膜加湿,室外侧的高温空气首先和湿膜换热,经过湿膜的加湿后,温度降低,焓值增大,含湿量和相对湿度增大,将室外的高温空气温度降低至热管系统运行的数值范围内。此外,湿膜系统同时还兼具除尘功能,部分过滤室外空气中的灰尘等污染物,在一定程度上避免室外侧换热器的表面结垢问题。
Claims (10)
1.一种双冷源一体化热管系统,其特征在于,包括室外机组(1)、液管支路(2)、室内机组(3)、气管支路(4)、喷头(5)、水泵(6)、水管支路(7)及控制系统;
所述室外机组(1)和室内机组(3)通过液管支路(2)和气管支路(4)相连形成环路;所述液管支路(2)用于实现液态制冷剂的流动;所述气管支路(4)用于实现气态制冷剂的流动;
所述室内机组包括室内侧换热器和室内风机;室内风机安装于室内侧换热器上,用于促进室内空气与室内侧换热器进行热交换;
所述的室外机组机柜包括室外风机(8)、室外侧换热器(9)和湿膜(10);室外风机(8)安装于室外侧换热器(9)外,用于促进室外空气与室外侧换热器(9)进行热交换;所述湿膜(10)安装在室外侧换热器(9)的进风口处,湿膜用于降低进入室外侧换热器的室外空气的温度;
所述水管支路的一端接喷头(5);水管支路的另一端接室外水源;所述水管支路(7)上设有水泵(6);水管支路(7)用于传送湿膜所需水量;水泵(6)用于提供传送水量的动力;
所述的喷头(5)位于湿膜正上方,用于实现湿膜的加湿;
所述的控制系统包括室内侧温度传感器、室外侧温度传感器和控制器,室内侧温度传感器和室外侧温度传感器的信号输出端均与控制器的信号输入端相连;控制器的信号输出端与水泵的控制端相连。
2.根据权利要求1所述的双冷源一体化热管系统,其特征在于,所述的室外风机(8)为轴流风机或中压风机。
3.根据权利要求1所述的双冷源一体化热管系统,其特征在于,所述的室内侧换热器和室外侧换热器(9)为微通道结构的换热器。
4.根据权利要求1所述的双冷源一体化热管系统,其特征在于,所述的湿膜(10)为复合型湿膜、白色复合型防火湿膜、玻璃纤维型湿膜或金属刺孔湿膜。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的双冷源一体化热管系统,其特征在于,室内侧温度传感器和室外侧温度传感器实时监测室内外温度;
控制器根据室内侧温度传感器和室外侧温度传感器测得的室内外温度差值控制水泵的启停:
当测得的室内外温度差满足室外机组(1)和室内机组(3)的运行工况要求时,水泵不启动;直接利用室外冷空气驱动室外机组(1)和室内机组(3)运行;
当测得的室外温度高于预设值时,控制器控制水泵启动;水泵(6)将室外水源传送至喷头(5),喷头(5)将水喷洒在湿膜上;湿膜降低进入室外侧换热器的室外侧的空气的温度,以使室内外温度差满足室外机组(1)和室内机组(3)的运行工况要求,延长室外机组(1)和室内机组(3)的运行时间。
6.根据权利要求5所述的双冷源一体化热管系统,其特征在于,室外机组(1)和室内机组(3)的运行工况要求是指室内外温度差大于10℃。
7.根据权利要求5所述的双冷源一体化热管系统,其特征在于,所述预设值为20℃。
8.一种双冷源一体化热管系统的控制方法,其特征在于,采用权利要求1~4中任一项所述的双冷源一体化热管系统,其控制方法为:
室内侧温度传感器和室外侧温度传感器实时监测室内外温度;
控制器根据室内侧温度传感器和室外侧温度传感器测得的室内外温度差值控制水泵的启停:
当测得的室内外温度差满足室外机组(1)和室内机组(3)运行工况要求时,水泵不启动;直接利用室外冷空气驱动室外机组(1)和室内机组(3)运行;
当测得的室外温度高于预设值时,控制器控制水泵启动;水泵(6)将室外水源传送至喷头(5),喷头(5)将水喷洒在湿膜上;湿膜降低进入室外侧换热器的室外侧的空气的温度,以使室内外温度差满足室外机组(1)和室内机组(3)的运行工况要求,延长室外机组(1)和室内机组(3)的运行时间。
9.根据权利要求8所述的双冷源一体化热管系统的控制方法,其特征在于,所述室外机组(1)和室内机组(3)的运行工况要求是指室内外温度差大于10℃。
10.根据权利要求8所述的双冷源一体化热管系统,其特征在于,所述预设值为20℃。
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