CN105387547A - 一种多源热管节能系统及基于多源热管的制冷方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多源热管节能系统及基于多源热管的制冷方法，多源热管节能系统包括冷水主机(1)、中间换热器(10)、冷却水系统、冷冻水系统和控制系统；冷水主机设置在冷却水系统和冷冻水系统之间；中间换热器和冷水主机共用冷却水系统和冷冻水系统的供回水管路；冷水主机、中间换热器、冷却水系统、冷冻水系统以及三通阀均受控于控制系统；冷却水系统包括冷却塔(3)和设置在冷却塔出水管路上的冷却水泵(2)；冷冻水系统包括制冷终端(21)和冷媒分配器(20)、冷冻水泵(11)、定压膨胀罐(12)和除垢仪(13)；制冷终端与冷媒分配器相连；该多源热管节能系统及基于多源热管的制冷方法易于实施，节能效果显著。
Description
技术领域
本发明涉及一种多源热管节能系统及基于多源热管的制冷方法。
背景技术
随着中国通信事业的飞速发展和通信网络规模的不断扩大，通信企业的用电成本也在不断地上涨。2015年，在宏观经济形势整体复苏回暖、信息通信需求持续扩张的大势下，随着信息消费、宽带战略、4G等产业政策的全面落实，信息通信业有望继续保持平稳较快发展态势，预计整体增速仍将超过10％，其中基础电信业增长8％左右，增值互联网领域增速超过30％，总体市场收入规模超过1.6万亿元。为保证通信技术的蓬勃发展，各类专用机房建设成倍增加，机房耗能不断攀升，电力设备不堪重负，能源短缺的局面已经突现，在有些地区不得不拉闸限电，影响了国民经济的快速发展，机房节电已成为当务之急。
目前，机房常用的节能方式为采用自然冷源降低机房内空调的能耗，主要有直接引入新风节能系统、板式隔离式空气换热系统。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，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，主要运用于空间较大的机房；且该两种方式均为机房原有空调的补充产品，需要传统制冷空调的配合运行。
从以上方案看出，自然冷源的利用可降低通信机房空调系统的能耗，但需要原有的空调配合，无法完全替代原来的空调。
另外，还有其他的一些高耗电的需要保障低温的场合，如保鲜仓库等，也需要新型的制冷系统以节约能耗。
因此，有必要设计一种新型的冷冻系统及制冷方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种多源热管节能系统及基于多源热管的制冷方法，该多源热管节能系统及基于多源热管的制冷方法易于实施，节能效果显著。
发明的技术解决方案如下：
一种多源热管节能系统，包括冷水主机(1)、中间换热器(10)、冷却水系统、冷冻水系统和控制系统；控制系统内集成有控制器以及与控制器相连的温度传感器；
冷水主机设置在冷却水系统和冷冻水系统之间；
所述的中间换热器与冷水主机通过三通阀并联，中间换热器和冷水主机共用冷却水系统和冷冻水系统的供回水管路；
冷水主机、中间换热器、冷却水系统、冷冻水系统以及三通阀均受控于控制系统；【中间换热器只是一个换热器，里面没有运转部件的，所以不需要控制，只要三通阀控制能切换即可】
冷却水系统包括冷却塔(3)和设置在冷却塔出水管路上的冷却水泵(2)；
冷冻水系统包括制冷终端(21)和冷媒分配器(20)、冷冻水泵(11)、定压膨胀罐(12)和除垢仪(13)；制冷终端与冷媒分配器相连；冷冻水泵、定压膨胀罐和除垢仪按供水方向依次设置在冷媒分配器的出水(向外供水)管路上；【定压膨胀罐的作用：1、定压，系统停止运行时，防止管路中的水倒流冲击水泵；2、膨胀，吸收管路系统膨胀的气体。】
制冷终端为一个或多个。
【一个冷媒分配器可对应一个或多个制冷终端，制冷终端的冷媒在冷媒分配器中集中降温后重新分配给一个或多个制冷终端，冷媒在制冷终端内吸收电子设备的热量。冷冻水系统在冷媒分配器和冷水机组、冷媒分配器和中间换热器或冷媒分配器和低温模块间循环。】
所述的冷却塔包括冷凝风机(9)、布水器(8)、喷淋装置(7)和填料层(6)；
冷却塔上设有进风口(5)；冷凝风机、布水器、喷淋装置、填料层和进风口自上而下依次布置；布水器与喷淋装置相连。
冷却塔底部设有除垢装置。
冷水主机采用螺杆式冷水主机、涡旋式冷水主机；
所述的中间换热器为板式换热器或壳管式换热器；
冷却水泵采用叶片式泵、容积式泵或喷射式泵；
冷却塔采用开式冷却塔；
冷冻水泵采用叶片式泵、容积式泵或喷射式泵；
定压膨胀罐采用囊式定压罐或隔膜式定压罐；
除垢仪采用电子除垢仪；
所述的冷媒分配器采用板式换热器或壳管式换热器；所述的制冷终端采用铜管铝翅片结构或微通道平行流结构。
所述的冷凝风机(9)采用轴流风机；
填料层中的填料采用S波填料、斜交错填料、台阶式梯形斜波填料、差位式正弦波填料、点波填料、六角蜂窝填料、双向波填料或斜折波填料。
设置温度控制点T1和T2；且T1＞T2；T1为15-25℃中的某一值；T2为-2～2℃中的某一值；
(1)当室外温度大于T1时，开启冷水主机和冷却塔，此时冷却水在冷水主机和冷却塔之间循环；【所有冷却水系统变化的时候，冷冻水系统都是工作的。】【此时冷冻水系统与冷冻主机接通】【此时，通过三通阀的设置，低温模块和中间换热器不接入系统(即不参与工作)】
(2)当室外温度大于T2且小于等于T1时，关闭冷水主机，开启冷却塔和中间换热器，此时冷却水在中间换热器和冷却塔之间循环；【此时冷冻水系统与中间换热器接通】利用冷却塔内的循环冷却水为中间换热器提供冷量；冷凝风机开启【此时，通过三通阀的设置，低温模块和冷水主机不接入系统(即不参与工作)】；
(3)当室外环境温度小于等于T2时，关闭冷水主机和冷却塔的风机，开启冷却塔的喷淋装置和中间换热器，此时冷却水在中间换热器和冷却塔之间循环，冷凝风机关闭。【此时冷冻水系统与中间换热器接通】【此时，通过三通阀的设置，低温模块和冷水主机不接入系统(即不参与工作)】
【作为优选，T1和T2分别为20℃和0℃。】
所述的多源热管节能系统还包括低温模块(19)；低温模块通过阀门与冷冻水系统的供回水管路相连；低温模块受控于控制系统；低温模块为风-水换热器，用于采用室外的空气为冷冻水系统中的冷冻水降温。低温模块中设有有风机【用于加速换热】
当室外环境温度小于等于T3时，关闭冷水主机和冷却塔，开启低温模块，此时无冷却水循环。【此时冷冻水系统与低温模块接通】T3为-8～-12℃中的某一温度值；【优选值为-10℃】【此时，通过三通阀的设置，中间换热器和主机以及冷却塔不接入系统(即不参与工作)】
一种基于多源热管的制冷方法，采用前述的多源热管节能系统实施制冷；控制方法如下：
设置温度控制点T1和T2；且T1＞T2；T1为15-25℃中的某一值；T2为-2～2℃中的某一值；
(1)当室外温度大于T1时，开启冷水主机和冷却塔，此时冷却水在冷水主机和冷却塔之间循环；【所有冷却水系统变化的时候，冷冻水系统都是工作的。】【此时冷冻水系统与冷冻主机接通】【此时，通过三通阀的设置，低温模块和中间换热器不接入系统(即不参与工作)】
(2)当室外温度大于T2且小于等于T1时，关闭冷水主机，开启冷却塔和中间换热器，此时冷却水在中间换热器和冷却塔之间循环；【此时冷冻水系统与中间换热器接通】利用冷却塔内的循环冷却水为中间换热器提供冷量；冷凝风机开启【此时，通过三通阀的设置，低温模块和冷水主机不接入系统(即不参与工作)】；
(3)当室外环境温度小于等于T2时，关闭冷水主机和冷却塔的风机，开启冷却塔的喷淋装置和中间换热器，此时冷却水在中间换热器和冷却塔之间循环，冷凝风机关闭。【此时冷冻水系统与中间换热器接通】【此时，通过三通阀的设置，低温模块和冷水主机不接入系统(即不参与工作)】
【作为优选，T1和T2分别为20℃和0℃。】
多源热管节能系统还包括低温模块(19)；低温模块通过阀门与冷冻水系统的供回水管路相连；低温模块受控于控制系统；低温模块为风-水换热器，用于采用室外的空气为冷冻水系统中的冷冻水降温；低温模块中设有有风机【用于加速换热】
当室外环境温度小于等于T3时，关闭冷水主机和冷却塔，开启低温模块，此时无冷却水循环。【此时冷冻水系统与低温模块接通】T3为-8～-12℃中的某一温度值；【优选值为-10℃】【此时，通过三通阀的设置，中间换热器和主机以及冷却塔不接入系统(即不参与工作)】
本发明的特点在于，中间换热器和冷水主机共用冷却水和冷冻水供回水管路；所述的冷水主机和中间换热器通过三通阀门切换运行；所述的控制系统包括温度传感器和控制逻辑；所述的冷水主机、中间换热器、冷却水系统和冷冻水系统均封装在一个模块内，只留外部连管接口。
所述的中间换热器和冷水主机共用冷却水和冷冻水供回水管路，根据室外温湿度环境参数通过三通阀切换运行。
参见图1--图3，该一体化双源冷冻站包括冷水主机(1)(生产冷冻水的主机)、中间换热器(10)、冷却水系统、冷冻水系统和相关控制系统。所述的冷却水系统包括冷却水泵(2)、冷却塔(3)；所述的冷冻水系统包括冷冻水泵(11)、定压膨胀罐(12)、除垢仪(13)；所述的冷却塔包括冷凝风机(9)、布水器(8)、喷淋装置(7)、填料(6)、进风口(5)和除垢装置(4)；
所述的中间换热器和冷水主机共用冷却水和冷冻水供回水管路；所述的冷水主机和中间换热器通过三通阀门切换运行；所述的控制系统包括温度传感器和控制器；所述的冷水主机、中间换热器、冷却水系统和冷冻水系统均封装在一个模块内，只留外部连管接口。所述的冷水主机(1)采用螺杆式冷水主机、涡旋式冷水主机。所述的中间换热器(10)为板式换热器或壳管式换热器。所述的中间换热器(10)和冷水主机(1)共用冷却水和冷冻水供回水管路，根据室外温湿度环境参数通过三通阀切换运行。所述的低温模块(19)和中间换热器(10)、冷水主机(1)共用冷冻水供回水管路。所述的冷却水泵(2)采用叶片式泵、容积式泵或喷射式泵。所述的冷却塔(3)采用开始冷却塔。所述的冷冻水泵(11)采用叶片式泵、容积式泵或喷射式泵。所述的定压膨胀罐(12)采用囊式定压罐、隔膜式定压罐。所述的除垢仪(13)采用电子除垢仪。所述的冷凝风机(9)采用轴流风机。所述的填料(6)采用S波填料、斜交错填料、台阶式梯形斜波填料、差位式正弦波填料、点波填料、六角蜂窝填料、双向波填料或斜折波填料，填料采用聚氯乙烯(PVC)或聚丙烯(PP)材料。所述的控制系统包括温度传感器和控制器(如单片机，DSP等)。
本发明专利的工作工况分为四种工况运行，分别为冷水主机制冷工况、冷却塔制冷工况1、冷却塔制冷工况2和低温模块制冷工况。
冷水主机制冷工况：当室外无可用的低温冷源，即室外温度大于20℃时，采用冷水主机为机房制冷的冷源，冷水主机产生的冷冻水可直接供给机房内，或通过冷媒分配器将冷量传递给中间媒介，通过冷冻水或中间媒介(如氟利昂)的循环带走机房内的热量，吸热后的冷冻水回到冷水主机降温，完成一个循环；冷水主机的冷凝侧采用冷却水冷却，冷却水吸收热量后进入冷却塔喷淋系统和进风口引入的空气换热，降低冷却水的温度，回到冷水主机循环。冷水主机主要包括压缩机、冷凝器、节能装置和蒸发器串联组成，氟利昂在此四大部件内循环，完成制冷过程。具体制冷原理如下：采用蒸汽压缩式制冷方式，液态制冷剂在蒸发器内吸收冷冻水中的热量蒸发，蒸发后的制冷剂在压缩机内压缩后进入冷凝器，冷凝器内的高温高压制冷剂经冷却水降温后进入节流装置，制冷剂在节能装置后出来后变为低温低压液态制冷剂，进入蒸发器，完整制冷循环。
冷却塔制冷工况1：采用室外低温冷源为机房内降温，过渡季节时(室外环境温度大于0℃小于等于20℃)，室外环境温度较低，直接利用冷却塔内的循环冷却水为中间换热器提供冷量，降低中间换热器冷冻水侧的水温，冷冻水可直接供给机房内，或通过冷媒分配器将冷量传递给中间媒介，通过冷冻水或中间媒介的循环带走机房内的热量，吸热后的冷冻水回到中间换热器降温，完成一个循环。冷却水吸收机房内的热量后进入冷却塔喷淋系统和进风口引入的空气换热，降低冷却水的温度，回到中间换热器循环。
冷却塔制冷工况2：采用室外低温冷源为机房内降温，冬季时(室外环境温度小于等于0℃)，室外环境温度较低，直接利用冷却塔内的循环冷却水为中间换热器提供冷量，降低中间换热器冷冻水侧的水温，冷冻水可直接供给机房内，或通过冷媒分配器将冷量传递给中间媒介，通过冷冻水或中间媒介的循环带走机房内的热量，吸热后的冷冻水回到中间换热器降温，完成一个循环。冷却水吸收机房内的热量后进入冷却塔喷淋系统，此时为避免过度降温冷凝风机关闭，冷却水通过自身的流动降低温度，回到中间换热器循环。冷却塔制冷工况1和工况2的区别就是这段的最后一句话，为避免过度降温冷凝风机关闭，冷却水通过自身的流动降低温度，回到中间换热器循环。工况2是没有开风机的。
低温模块制冷工况：采用室外低温冷源为机房内降温，冬季时(室外环境温度小于等于-10℃)，为避免冷却塔处的结冰，切断冷却塔、中间换热器和冷水主机，采用低温模块，即风-水换热器，直接利用室外的冷空气为冷冻水降温，低温模块中有风机，，冷冻水可直接供给机房内，或通过冷媒分配器将冷量传递给中间媒介，通过冷冻水或中间媒介的循环带走机房内的热量，吸热后的冷冻水回到中间换热器降温，完成一个循环。
各工况间的控制逻辑如下：
当室外温度大于20℃时，开启冷水主机和冷却塔，此时冷却水在冷水主机和冷却塔之间循环；当室外温度大于0℃小于等于20℃时，关闭冷水主机，开启冷却塔和中间换热器，此时冷却水在中间换热器和冷却塔之间循环；当室外环境温度小于等于0℃时，关闭冷水主机和冷却塔的风机，开启冷却塔的喷淋装置和中间换热器，此时冷却水在中间换热器和冷却塔之间循环；当室外环境温度小于等于-10℃时，关闭冷水主机和冷却塔，开启低温模块，此时无冷却水循环。
本发明专利直接利用自然界中丰富的自然冷量为机房电子设备降温，该冷冻站在一年365天内无间断为机房提供冷源，可完全替代传统空调。室外高温时，采用冷水机组为机房提供冷冻水，其中冷水机组采用冷却水降温，相对于风冷冷水机组可提供效率30％以上；室外温度较低时，通过冷却塔或低温模块直接利用自然冷源为机房降温，此时无需开启冷水机组，大大降低制冷能耗。本发明专利在传统制冷系统的基础上增加中间换热器和低温模块，充分利用过渡季节和冬季的室外低温冷源，减少冷水主机的运行时间，降低制冷系统的能耗；同时该系统可弥补冬季传统制冷系统因压缩机无高低压时的保护程序而停机的问题，保证机房的制冷量需求。
冷冻水系统的出口侧设有旁通支路，旁通支路上串接有旁通阀，旁通支路与低温模块并联；旁通阀作用显著，主要是调节冷冻水的温度，若机房内的负荷小，则部分冷冻水回水不进冷水机组，直接经旁通阀(旁通支路)到冷冻水送水管路中。
为冷冻水系统提供冷冻水是现有技术。比如由冷媒分配器供水，而冷媒分配器从制冷终端获取冷冻水。
有益效果：
本发明的多源热管节能系统及基于多源热管的制冷方法，中间换热器和冷水主机共用冷却水和冷冻水供回水管路；所述的冷水主机和中间换热器基于室外温度并通过三通阀门切换运行；所述的控制系统包括温度传感器和控制器。该发明专利在传统制冷系统的基础上增加中间换热器和低温模块，充分利用过渡季节和冬季的室外低温冷源，减少压缩机的运行时间，降低制冷系统的能耗；同时该系统可弥补冬季传统制冷系统因压缩机无高低压时的保护程序而停机的问题，保证机房的制冷量需求。
本发明专利与现有的技术相比，具有显著的节能效果。一种一体化双源冷冻站利用冷水主机和自然界中丰富的自然冷量为机房电子设备降温，室外冷空气不直接进入机房，保证机房内的洁净度要求；本发明专利在传统冷水主机制冷系统的基础上增加中间换热器，充分利用过渡季节和冬季的室外低温冷源，减少冷水主机的运行时间，降低制冷系统的能耗；冷水主机采用冷却水系统达到冷凝的效果，比传统的风冷系统提高能效30％以上；同时该系统可弥补冬季传统制冷系统因压缩机无高低压时的保护程序而停机的问题，保证机房的制冷量需求。此外，该一体化双源冷冻站为机房内末端制冷系统提供冷源，可完全代替传统的制冷系统运行。
本发明专利可在全年范围内实现机房内的制冷降温，克服了传统制冷系统无法利用自然冷源的缺点，避免了空调节能系统中新风系统和空气换热系统无法全年运行的缺点；采用的双冷冷冻站系统，其中冷水主机系统用于满足室外高温时机房内的降温，且采用冷却水循环带走冷凝排热，提高冷水主机的工作效率；中间换热器系统满足室外低温时机房内的降温和节能，在冬季和过度季节直接采用冷却塔为冷源，通过中间换热器带走机房内的热量。
多冷源指的是冷冻水的冷却方式，即空气源和水源，既可以用冬季的室外冷空气，又可以用室外的冷水或者冷冻机组的冷水冷却。
附图说明
图1为本发明专利的总机示意图；
图2为本发明专利的冷水主机工作原理图。
图3为本发明专利的冷却塔工作原理图。
图4为一体化双源冷冻站低温模块工作原理图。
标号说明：1-冷水主机，2-冷却水泵，3-冷却塔，4-除垢装置，5-进风口，6-填料层，7-喷淋装置，8-布水器，9-冷凝风机，10-中间换热器；11-冷冻水泵，12-定压膨胀罐，13-除垢仪，14-旁通阀，19-低温模块.20-冷媒分配器，21-制冷终端。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：
实施例1：
如图1-4，一种多源热管节能系统，包括冷水主机(1)、中间换热器(10)、冷却水系统、冷冻水系统和控制系统；控制系统内集成有控制器以及与控制器相连的温度传感器；
所述的多源热管节能系统还包括低温模块(19)；低温模块通过阀门与冷冻水系统的供回水管路相连；低温模块受控于控制系统；低温模块为风-水换热器，用于采用室外的空气为冷冻水系统中的冷冻水降温。低温模块中设有有风机【用于加速换热】
冷水主机设置在冷却水系统和冷冻水系统之间；
所述的中间换热器与冷水主机通过三通阀并联，中间换热器和冷水主机共用冷却水系统和冷冻水系统的供回水管路；
冷水主机、中间换热器、冷却水系统、冷冻水系统以及三通阀均受控于控制系统；【中间换热器只是一个换热器，里面没有运转部件的，所以不需要控制，只要三通阀控制能切换即可】
冷却水系统包括冷却塔(3)和设置在冷却塔出水管路上的冷却水泵(2)；
冷冻水系统包括制冷终端(21)和冷媒分配器(20)、冷冻水泵(11)、定压膨胀罐(12)和除垢仪(13)；制冷终端与冷媒分配器相连；冷冻水泵、定压膨胀罐和除垢仪按供水方向依次设置在冷媒分配器的出水(向外供水)管路上；【定压膨胀罐的作用：1、定压，系统停止运行时，防止管路中的水倒流冲击水泵；2、膨胀，吸收管路系统膨胀的气体。】
制冷终端为一个或多个。
【一个冷媒分配器可对应一个或多个制冷终端，制冷终端的冷媒在冷媒分配器中集中降温后重新分配给一个或多个制冷终端，冷媒在制冷终端内吸收电子设备的热量。冷冻水系统在冷媒分配器和冷水机组、冷媒分配器和中间换热器或冷媒分配器和低温模块间循环。】
所述的冷却塔包括冷凝风机(9)、布水器(8)、喷淋装置(7)和填料层(6)；
冷却塔上设有进风口(5)；冷凝风机、布水器、喷淋装置、填料层和进风口自上而下依次布置；布水器与喷淋装置相连。
冷却塔底部设有除垢装置。
冷水主机采用螺杆式冷水主机、涡旋式冷水主机；
所述的中间换热器为板式换热器或壳管式换热器；
冷却水泵采用叶片式泵、容积式泵或喷射式泵；
冷却塔采用开式冷却塔；
冷冻水泵采用叶片式泵、容积式泵或喷射式泵；
定压膨胀罐采用囊式定压罐或隔膜式定压罐；
除垢仪采用电子除垢仪；
所述的冷媒分配器采用板式换热器或壳管式换热器；所述的制冷终端采用铜管铝翅片结构或微通道平行流结构。
所述的冷凝风机(9)采用轴流风机；
填料层中的填料采用S波填料、斜交错填料、台阶式梯形斜波填料、差位式正弦波填料、点波填料、六角蜂窝填料、双向波填料或斜折波填料。
设置温度控制点T1和T2；T1和T2分别为20℃和0℃。
(1)当室外温度大于T1时，开启冷水主机和冷却塔，此时冷却水在冷水主机和冷却塔之间循环；【所有冷却水系统变化的时候，冷冻水系统都是工作的。】【此时冷冻水系统与冷冻主机接通】【此时，通过三通阀的设置，低温模块和中间换热器不接入系统(即不参与工作)】
(2)当室外温度大于T2且小于等于T1时，关闭冷水主机，开启冷却塔和中间换热器，此时冷却水在中间换热器和冷却塔之间循环；【此时冷冻水系统与中间换热器接通】利用冷却塔内的循环冷却水为中间换热器提供冷量；冷凝风机开启【此时，通过三通阀的设置，低温模块和冷水主机不接入系统(即不参与工作)】；
(3)当室外环境温度小于等于T2时，关闭冷水主机和冷却塔的风机，开启冷却塔的喷淋装置和中间换热器，此时冷却水在中间换热器和冷却塔之间循环，冷凝风机关闭。【此时冷冻水系统与中间换热器接通】【此时，通过三通阀的设置，低温模块和冷水主机不接入系统(即不参与工作)】
(4)当室外环境温度小于等于T3时，关闭冷水主机和冷却塔，开启低温模块，此时无冷却水循环。【此时冷冻水系统与低温模块接通】T3优选值为-10℃；【此时，通过三通阀的设置，中间换热器和主机以及冷却塔不接入系统(即不参与工作)】
一种基于多源热管的制冷方法，采用前述的多源热管节能系统实施制冷；控制方法如下：
设置温度控制点T1和T2；T1和T2分别为20℃和0℃。
(1)当室外温度大于T1时，开启冷水主机和冷却塔，此时冷却水在冷水主机和冷却塔之间循环；【所有冷却水系统变化的时候，冷冻水系统都是工作的。】【此时冷冻水系统与冷冻主机接通】【此时，通过三通阀的设置，低温模块和中间换热器不接入系统(即不参与工作)】
(2)当室外温度大于T2且小于等于T1时，关闭冷水主机，开启冷却塔和中间换热器，此时冷却水在中间换热器和冷却塔之间循环；【此时冷冻水系统与中间换热器接通】利用冷却塔内的循环冷却水为中间换热器提供冷量；冷凝风机开启【此时，通过三通阀的设置，低温模块和冷水主机不接入系统(即不参与工作)】；
(3)当室外环境温度小于等于T2时，关闭冷水主机和冷却塔的风机，开启冷却塔的喷淋装置和中间换热器，此时冷却水在中间换热器和冷却塔之间循环，冷凝风机关闭。【此时冷冻水系统与中间换热器接通】【此时，通过三通阀的设置，低温模块和冷水主机不接入系统(即不参与工作)】
多源热管节能系统还包括低温模块(19)；低温模块通过阀门与冷冻水系统的供回水管路相连；低温模块受控于控制系统；低温模块为风-水换热器，用于采用室外的空气为冷冻水系统中的冷冻水降温；低温模块中设有有风机【用于加速换热】
当室外环境温度小于等于T3时，关闭冷水主机和冷却塔，开启低温模块，此时无冷却水循环。【此时冷冻水系统与低温模块接通】T3为-10℃，此时，通过三通阀的设置，中间换热器和主机以及冷却塔不接入系统(即不参与工作)】。
Claims (10)
1.一种多源热管节能系统，其特征在于，包括冷水主机(1)、中间换热器(10)、冷却水系统、冷冻水系统和控制系统；控制系统内集成有控制器以及与控制器相连的温度传感器；
冷水主机设置在冷却水系统和冷冻水系统之间；
所述的中间换热器与冷水主机通过三通阀并联，中间换热器和冷水主机共用冷却水系统和冷冻水系统的供回水管路；
冷水主机、中间换热器、冷却水系统、冷冻水系统以及三通阀均受控于控制系统；
冷却水系统包括冷却塔(3)和设置在冷却塔出水管路上的冷却水泵(2)；
冷冻水系统包括制冷终端(21)和冷媒分配器(20)、冷冻水泵(11)、定压膨胀罐(12)和除垢仪(13)；制冷终端与冷媒分配器相连；冷冻水泵、定压膨胀罐和除垢仪按供水方向依次设置在冷媒分配器的出水(向外供水)管路上；
制冷终端为一个或多个。
2.根据权利要求1所述的多源热管节能系统，其特征在于，所述的冷却塔包括冷凝风机(9)、布水器(8)、喷淋装置(7)和填料层(6)；冷却塔上设有进风口(5)；冷凝风机、布水器、喷淋装置、填料层和进风口自上而下依次布置；布水器与喷淋装置相连。
3.根据权利要求2所述的多源热管节能系统，其特征在于，冷却塔底部设有除垢装置。
4.根据权利要求1所述的多源热管节能系统，其特征在于，冷水主机采用螺杆式冷水主机、涡旋式冷水主机；
所述的中间换热器为板式换热器或壳管式换热器；
冷却水泵采用叶片式泵、容积式泵或喷射式泵；
冷却塔采用开式冷却塔；
冷冻水泵采用叶片式泵、容积式泵或喷射式泵；
定压膨胀罐采用囊式定压罐或隔膜式定压罐；
除垢仪采用电子除垢仪；
所述的冷媒分配器采用板式换热器或壳管式换热器；所述的制冷终端采用铜管铝翅片结构或微通道平行流结构。
5.根据权利要求2所述的多源热管节能系统，其特征在于，所述的冷凝风机(9)采用轴流风机；
填料层中的填料采用S波填料、斜交错填料、台阶式梯形斜波填料、差位式正弦波填料、点波填料、六角蜂窝填料、双向波填料或斜折波填料。
6.根据权利要求2所述的多源热管节能系统，其特征在于，设置温度控制点T1和T2；且T1＞T2；T1为15-25℃中的某一值；T2为-2～2℃中的某一值；
(1)当室外温度大于T1时，开启冷水主机和冷却塔，此时冷却水在冷水主机和冷却塔之间循环；
(2)当室外温度大于T2且小于等于T1时，关闭冷水主机，开启冷却塔和中间换热器，此时冷却水在中间换热器和冷却塔之间循环；利用冷却塔内的循环冷却水为中间换热器提供冷量；冷凝风机开启【此时，通过三通阀的设置，低温模块和冷水主机不接入系统(即不参与工作)】；
(3)当室外环境温度小于等于T2时，关闭冷水主机和冷却塔的风机，开启冷却塔的喷淋装置和中间换热器，此时冷却水在中间换热器和冷却塔之间循环，冷凝风机关闭。
7.根据权利要求1-6任一项所述的多源热管节能系统，其特征在于，还包括低温模块(19)；低温模块通过阀门与冷冻水系统的供回水管路相连；低温模块受控于控制系统；低温模块为风-水换热器，用于采用室外的空气为冷冻水系统中的冷冻水降温；低温模块中设有有风机。
8.根据权利要求7所述的多源热管节能系统，其特征在于，当室外环境温度小于等于T3时，关闭冷水主机和冷却塔，开启低温模块，此时无冷却水循环；T3为-8～-12℃中的某一温度值。
9.一种基于多源热管的制冷方法，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述的多
源热管节能系统实施制冷；控制方法如下：
设置温度控制点T1和T2；且T1＞T2；T1为15-25℃中的某一值；T2为-2～2℃中的某一值；
(1)当室外温度大于T1时，开启冷水主机和冷却塔，此时冷却水在冷水主机和冷却塔之间循环；
(2)当室外温度大于T2且小于等于T1时，关闭冷水主机，开启冷却塔和中间换热器，此时冷却水在中间换热器和冷却塔之间循环；利用冷却塔内的循环冷却水为中间换热器提供冷量；冷凝风机开启；
(3)当室外环境温度小于等于T2时，关闭冷水主机和冷却塔的风机，开启冷却塔的喷淋装置和中间换热器，此时冷却水在中间换热器和冷却塔之间循环，冷凝风机关闭。
10.根据权利要求9所述的基于多源热管的制冷方法，其特征在于，多源热管节能系统还包括低温模块(19)；低温模块通过阀门与冷冻水系统的供回水管路相连；低温模块受控于控制系统；低温模块为风-水换热器，用于采用室外的空气为冷冻水系统中的冷冻水降温；低温模块中设有有风机；
当室外环境温度小于等于T3时，关闭冷水主机和冷却塔，开启低温模块，此时无冷却水循环；T3为-8～-12℃中的某一温度值。
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Denomination of invention: Multi-source heat-tube energy-saving system and refrigerating method based on multi-source heat tube Effective date of registration: 20190522 Granted publication date: 20180420 Pledgee: Bank of Changsha Limited by Share Ltd. science and Technology Branch Pledgor: CHANGSHA MAXXOM HIGH-TECH CO.,LTD. Registration number: 2019430000046 |
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Date of cancellation: 20210304 Granted publication date: 20180420 Pledgee: Bank of Changsha Limited by Share Ltd. science and Technology Branch Pledgor: CHANGSHA MAXXOM HIGH-TECH Co.,Ltd. Registration number: 2019430000046 |
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Denomination of invention: A multi source heat pipe energy saving system and refrigeration method based on multi source heat pipe Effective date of registration: 20210317 Granted publication date: 20180420 Pledgee: Bank of Changsha Limited by Share Ltd. science and Technology Branch Pledgor: CHANGSHA MAXXOM HIGH-TECH Co.,Ltd. Registration number: Y2021980001769 |
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Date of cancellation: 20230717 Granted publication date: 20180420 Pledgee: Bank of Changsha Limited by Share Ltd. science and Technology Branch Pledgor: CHANGSHA MAXXOM HIGH-TECH CO.,LTD. Registration number: Y2021980001769 |
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Denomination of invention: A multi-source heat pipe energy-saving system and a refrigeration method based on multi-source heat pipes Effective date of registration: 20230725 Granted publication date: 20180420 Pledgee: Bank of Changsha Limited by Share Ltd. science and Technology Branch Pledgor: CHANGSHA MAXXOM HIGH-TECH CO.,LTD. Registration number: Y2023980049774 |
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Granted publication date: 20180420 Pledgee: Bank of Changsha Limited by Share Ltd. science and Technology Branch Pledgor: CHANGSHA MAXXOM HIGH-TECH CO.,LTD. Registration number: Y2023980049774 |
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Denomination of invention: A multi-source heat pipe energy-saving system and a refrigeration method based on multi-source heat pipes Granted publication date: 20180420 Pledgee: Changsha Bank Co.,Ltd. Science and Technology Innovation Branch Pledgor: CHANGSHA MAXXOM HIGH-TECH CO.,LTD. Registration number: Y2024980041058 |
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