CN107860155A - 智能涡流喷射热管节能系统 - Google Patents

Abstract

一种智能涡流喷射热管节能系统，包括涡流管、真空发生器和喷射器，所述涡流管的进气入口端通过热管管路分别与喷射器的喷射口端和真空发生器的进气入口端连通，涡流管的热出口端通过热管管路与真空发生器的吸气入口端连通，涡流管的冷出口端通过热管管路与喷射器的吸气入口端连通，真空发生器的排气出口端通过热管管路与喷射器的进液入口端连通；所述连通涡流管进气入口端与喷射器的喷射口端的热管管路上设置有进行热交换的内换热器，连通真空发生器排气出口端与喷射器进液入口端的热管管路上设置有进行热交换的外换热器。该系统能够充分利用室内设备自身的发热量和室内外空气的能量差来进行热量交换，具有热交换效率高、使用寿命长的特点。

Description

智能涡流喷射热管节能系统

技术领域

本发明涉及热交换技术和空调领域，特别是一种智能涡流喷射热管节能系统。

背景技术

目前，全球气候变暖对人类生存和发展提出了严峻挑战。随着全球人口和经济规模的不断增长，能源使用带来的环境问题及其诱因不断地为人们所认识，“碳足迹”“低碳经济”“低碳技术”“低碳发展”“低碳生活方式”“低碳社会”“低碳城市”“低碳世界”等一系列新概念、新政策应运而生，摈弃20世纪的传统增长模式，直接应用新世纪的创新技术与创新机制，通过低碳经济模式与低碳生活方式，实现社会可持续发展。

现在，通信机房、数据机房、自动化机房的热负荷比较大，即使在室外低温时节，机房空调也是处在制冷状态，由于机房全封闭的，外界冷源无法利用。虽然已有许多节能技术，如将室外冷空气直接或热交换的方式引入机房，前者效率较高，但室外空气较脏，机房的洁净度得不到解决、湿度得不到保障；后者热交换效率较低，但湿度得不到解决。以上节能技术不但不能充分利用室内设备自身的发热量，而且在室外空气能量不能满足通信设备对温度的要求时，还要额外耗能，通过空调运行将室内热量排出室外，以保障机房的通信设备对温度的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种能充分利用室内设备自身的发热量和室内、外空气的能量差来进行热量交换，以达到降低室内温度的智能涡流喷射热管节能系统。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种智能涡流喷射热管节能系统，该系统包括涡流管、真空发生器和喷射器，所述涡流管的进气入口端通过热管管路分别与喷射器的喷射口端和真空发生器的进气入口端连通，涡流管的热气出口端通过热管管路与真空发生器的吸气入口端连通，涡流管的冷出口端通过热管管路与喷射器的吸气入口端连通，真空发生器的排气出口端通过热管管路与喷射器的进液入口端连通；所述热管管路内均设置有换热介质；所述连通涡流管入口端与喷射器的喷射口端的热管管路上设置有用于进行热交换的内换热器，连通真空发生器出口端与喷射器入口端的热管管路上设置有用于进行热交换的外换热器。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的智能涡流喷射热管节能系统，所述连通外换热器与真空发生器出口端的热管管路上与所述连通内换热器与喷射器喷射口端的热管管路上均设置有用于控制换热介质单向导通的单向阀。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的智能涡流喷射热管节能系统，所述换热介质为冷媒。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的智能涡流喷射热管节能系统，所述在外换热器与喷射器的进液入口端之间的热管上还设有循环泵。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的智能涡流喷射热管节能系统，所述内换热器包括用于加速内换热器换热速度的内风机；所述外换热器包括用于对室外空气进行除尘降温的水帘和用于加速外换热器换热速度的外风机。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的智能涡流喷射热管节能系统，所述内换热器的出口端与外换热器的进口端之间还连接有外循环管路，在外循环管路上依次设置有电磁阀、压缩机和单向阀；所述外换热器的出口端与内换热器的进口端还连接有内循环管路，在内循环管路上依次设置有电磁阀、膨胀阀和单向阀。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的智能涡流喷射热管节能系统，所述内换热器包括用于加速室内换热速度的内风机；所述外换热器包括换热室，连通真空发生器的出口端与喷射器的入口端的热管管路贯穿换热室，换热室上设置有换热入口和换热出口，换热入口和换热出口均连通有换热介质供给管路。

与现有技术相比，本发明涡流管、真空发生器与喷射器组合装置和换热器配合，通过室内外空气焓差与室内温度相结合控制的方式，通过涡流管来提升一部分换热介质温度与室外温度低些的空气进行能量交换，同时又通过涡流管降低一部分换热介质温度，这两部分换热介质经喷射器混合后，喷射至室内换热器与室内高温空气进行能量交换，不但能充分利用室内设备自身的发热量来驱动室内外空气能量的交换，还能充分利用室外低焓值的空气能，室内外空气温差越大，热交换效率也越高。该智能涡流喷射热管节能系统设计合理、节能环保，充分利用室内外空气温差来进行热量交换，具有热交换效率高、使用寿命长的特点。

附图说明

图1为本发明的第一种结构示意图；

图2为本发明的第二种结构示意图；

图3为本发明的第三种结构示意图；

图4为本发明的第四种结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1，参照图1-4，一种智能涡流喷射热管节能系统，该系统包括涡流管1、真空发生器2和喷射器6，所述涡流管1的进气入口端通过热管管路7分别与喷射器6的喷射口端和真空发生器2的进气入口端连通，涡流管1的热气出口端通过热管与真空发生器2的入口端连通，涡流管1的冷出口端通过热管管路7与喷射器6的入口端连通，真空发生器2的排气出口端通过热管与喷射器6的进液入口端连通；所述热管管路内均设置有换热介质；所述连通涡流管1进气入口端与喷射器6的喷射口端的热管管路7上设置有用于进行热交换的内换热器8，连通真空发生器2排气出口端与喷射器6进液入口端的热管管路7上设置有用于进行热交换的外换热器4。

所述连通外换热器4与真空发生器2的出口端的热管上与所述连通内换热器8与喷射器6喷射口端的热管管路7上均设置有用于控制换热介质单向导通的单向阀3。单向阀3的设置用于保证热管管路7内的换热介质沿着设定好的方向进行循环换热，保证换热效果，避免换热介质逆流影响整个系统的效果。

所述换热介质为冷媒。冷媒，常用于换热介质使用，换热效果好。

所述在外换热器4与喷射器6的进液入口端之间的热管管路7上还设有循环泵5。外换热器4的安装高度一定要比内换热器8高，如果无法满足安装要求，可加装循环泵5来提供循环动力，保证整个系统的正常运行。

所述内换热器8包括用于加速内换热器8换热速度的内风机9；所述外换热器4包括用于对室外空气进行除尘降温的水帘和用于加速外换热器4换热速度的外风机10。

所述内换热器8的出口端与外换热器4的进口端之间还连接有外循环管路，在外循环加速管路上依次设置有电磁阀1411、压缩机12和单向阀3；所述外换热器4的出口端与内换热器8的进口端还连接有内循环管路，在内循环加速管路上依次设置有电磁阀1411、膨胀阀13和单向阀3。所述膨胀阀13为电子膨胀阀13。

所述内换热器8包括用于加速室内换热速度的内风机9；所述外换热器4包括换热室15，连通真空发生器2的出口端与喷射器6的入口端的热管管路7贯穿换热室15，换热室15上设置有换热入口和换热出口，换热入口和换热出口均连通有换热介质供给管路。

实施例2，一种智能涡流喷射热管节能系统，包括室内机组和室外机组，室内机组又包括智能控制器、室内温湿度变送器、单向阀、涡流管、真空发生器、喷射器、接水盘、室内风机、空气过滤网、室内换热器、水箱、水泵、水帘等，其中水箱、水帘、水泵为选配件；室外机组又包括室外温湿度变送器、室外风机、室外换热器、水帘、水箱、水泵等，其中水箱、水帘、水泵为选配件；所述室内温湿度变送器、室外温湿度变送器和室内外换热器均与智能控制器相连，涡流管、真空发生器与喷射器装置和室内外换热器通过管路相连，所述室内外换热器热交换装置通过一体式或分体式连接；其中要求室外部分换热器安装高度应高于室内机组，以满足分离式热管工作原理对系统的要求，否则需另增加冷媒泵来强制循环。

当室外空气湿球或干球或焓差值温度小于某设定值，如30℃或5KJ/KG，同时室内空气温度大于室内所设定温度上限值时，在室外机组在选配了水泵、水箱、水帘的条件下，则室外机组通过水泵将水箱里的水打入水帘里，对室外空气进行降温除尘处理，室外水泵和室外换热器风机开启，而室内换热器风机延时相继启动，通过室内风机和室内换热器与室内高温空气进行能量交换后，室内换热器内出来的气态冷媒一部分经涡流管后被分离为高温气态和低温气态两种状态，另一部分进入真空发生器进气入口，高温气态冷媒经涡流管的热端、真空发生器、单向阀和连接管路进入室外换热器进行热交换，经室外换热器换热后变为液态冷媒，液态冷媒在重力的作用下，通过连接管路回流到室内机组喷射器进液入口端，而从涡流管的冷端出来的低温气态冷媒进入喷射器吸气入口端，通过喷射器混合后，经单向阀进入室内换热器的液段入口，在室内换热器风机作用下，与室内空气进行热交换后，液态冷媒变为气态冷媒，气态冷媒一部分进入涡流管进气入口，又被分离为高温气态和低温气态两种状态，另一部分进入真空发生器进气入口，高温气态冷媒经涡流管的热端、真空发生器、单向阀和连接管路进入室外换热器进行热交换，低温气态冷媒被吸入喷射器吸气入口端，经单向阀后进入室内换热器的液段入口，又与室内高温空气进行能量交换，直到室内空气温度小于所设定的下限值时，室内风机停止运行，在室外机组选配了水泵、水箱、水帘的条件下，室外机组水泵和风机停止运行，室内风机根据室内空气温度和室内温度设定值比较作无极变速运行，如此循环运行；在室外机组选配了水泵、水箱、水帘的条件下，当室外空气湿球温度低于某设定值时，如0℃，室外水泵停止运行，以免室外换热器翅片结冻，影响换热器进风量，从而影响换热器的散热效果；在室内机组选配了水泵、水箱、水帘的条件下，若室内空气湿度小于所设定的下限值时，水泵启动，将水箱里的水打到水帘里，对室内空气进行加湿处理，直到室内空气湿度大于所设定的上限值时，水泵停止运行；以上所有过程循环运行。

实施例3，一种智能涡流喷射热管节能系统，包括吸热部分和放热部分，放热部分又包括智能控制器、温传感器、单向阀、涡流管、真空发生器、喷射器、风机、换热器等，吸热部分包括吸热换热器等。所述温传感器和放热部分换热器均与智能控制器相连，温度传感器与发热体相连，涡流管、真空发生器与喷射器和两换热器通过管路相连，所述两换热器通过一体式或分体式连接。其中要求放热部分安装高度高于吸热部分，以满足分离式热管工作原理对系统的要求，否则需要另外增加冷媒泵来强制循环。

当发热体或发热部件温度大于所设定温度上限值时，放热部分换热器风机开启，从发热部分换热器出来的气态冷媒，一部分经涡流管分离为高温气态和低温气态两种状态后，另一部分进入真空发生器的进气入口，热气态冷媒从涡流管热端出来，经真空发生器、单向阀后，进入放热部分换热器换热后变为液态冷媒，液态冷媒在重力的作用下，通过连接管路回流到喷射器进液入口端；低温气态冷媒从涡流管冷端出来，进入喷射器吸气入口端，通过喷射器混合后，经单向阀进入吸热部分的换热器液端入口进行换热后，液态冷媒变为气态冷媒，一部分气态冷媒进入涡流管进气入口后，又将其分离为高温气态和低温气态两种状态，另一部分进入真空发生器进气入口端，高温气态冷媒经涡流管热端出口、真空发生器、单向阀和连接管路进入放热部分换热器进行热交换，低温气态冷媒被吸入喷射器吸气入口端，经单向阀后进入吸热部分换热器与发热体或部件进行能量交换。直到发热体或部件温度小于所设定的下限值时，放热部分风机停止运行；如此循环运行，风机根据发热体或部件温度和温度设定值比较作无极变速运行，充分保障发热体或部件工作在正常范围内；本方案吸热部分风机为选配件，根据具体使用场合而定，若该发明技术利用于服务器或电脑的CPU散热或电路板大功率发热器件，则可以提高服务器等对环境温度的要求，继而降低其他换热设备或制冷设备的功耗，达到节能目的。若该发明技术方案利用于发热量大的密闭箱体，例如：室外移动基站、密闭变压器、配电柜等，则可以不用配置空调来进行降温处理，减少通过空调来制冷的能耗。

实施例4，一种智能涡流喷射热管节能系统，包括室内机组和室外机组，室内机组又包括智能控制器、室内温湿度变送器、单向阀、电磁阀、压缩机、膨胀阀、涡流管、真空发生器、喷射器、接水盘、室内风机、空气过滤网、室内换热器、水箱、水泵、水帘等，其中水箱、水帘、水泵为选配件；室外机组又包括室外温湿度变送器、室外风机、室外换热器、水箱、水泵、水帘等，其中水箱、水帘、水泵为选配件。所述室内温湿度变送器、室外温湿度变送器和室、内外换热器均与智能控制器相连，涡流管、真空发生器与喷射器和室内外换热器通过管路相连，所述室内外换热器通过一体式或分体式连接。其中要求室外机组换热器安装高度应高于室内机组，以满足分离式热管工作原理对系统的要求，否则需要另外增加冷媒泵来强制循环。

当室外空气湿球或干球或焓差值温度小于某设定值，如30℃或5KJ/KG，同时室内空气温度大于室内所设定温度上限值时，在室外机组选配了水泵、水箱、水帘的条件下，则室外机组通过水泵将水箱里的水打入水帘里，对室外空气进行降温除尘处理，室外水泵和室外换热器风机开启，而室内换热器风机延时相继启动，通过室内风机和室内换热器与室内高温空气进行能量交换后，室内换热器内出来的气态冷媒一部分经涡流管后被分离为高温气态和低温气态两种状态，另一部分进入真空发生器的进气入口，高温气态冷媒通过涡流管的热端、真空发生器、单向阀和连接管路进入室外换热器进行热交换，经室外换热器换热后变为液态冷媒，液态冷媒在重力的作用下，通过连接管路回流到室内机组喷射器进液入口端，而从涡流管的冷端出来的低温气态冷媒进入喷射器吸气入口端，通过喷射器混合后，经单向阀进入室内换热器的液段入口，在室内换热器风机作用下，与室内空气进行热交换后，液态冷媒变为气态冷媒，一部分气态冷媒进入涡流管进气入口，又被分离为高温气态和低温气态两种状态，另一部分进入真空发生器进气入口，高温气态冷媒通过涡流管的热端、真空发生器、单向阀和连接管路进入室外换热器进行热交换，低温气态冷媒被吸入喷射器吸气入口端，经单向阀后进入室内换热器的液段入口，又与室内高温空气进行能量交换。直到室内空气温度小于所设定的下限值时，室内风机停止运行，在室外机组选配了水泵、水箱、水帘的条件下，室外机组水泵和风机停止运行，若在运行过程中，室内温度缓慢上升，当室内温度大于所设定的上限值+ΔT时，电磁阀开启，压缩机延时相继启动，直到室内空气温度小于所设定的上限值时，压缩机停止运行，电磁阀延时关闭，室内风机根据室内温度和室内温度设定值比较作无极变速运行；以上过程如此循环。

在室外空气湿球或干球温度大于等于某设定值，如30℃或室内外空气焓差之小于5KJ/KG，同时室内空气温度大于室内所设定温度上限值时，室内风机以X%的转速运行，当室内空气温度大于所设定的上限值+ΔT时，电磁阀开启，压缩机延时相继启动，对室内空气进行降温处理，直到室内空气温度小于所设定的上限值时，压缩机停止运行，电磁阀延时关闭，室内风机仍以X%（其值可设定）的转速继续运行；以上过程如此循环。

在室外机组选配了水泵、水箱、水帘的条件下，当室外空气湿球温度低于某设定值时，如0℃，室外循环水泵停止运行，以免室外换热器翅片结冻，影响换热器进风量，从而影响换热器的散热效果。；在室内机组选配了水泵、水箱、水帘的条件下，若室内湿度小于所设定的下限值时，水泵启动，将循环水箱里的水打到水帘上，对室内进行加湿处理，直到室内湿度大于所设定的上限值时，水泵停止运行；以上过程如此循环运行。

实施例5，一种智能涡流喷射热管节能系统，包括室内机组和室外部分，室内机组又包括智能控制器、室内温湿度变送器、单向阀、涡流管、真空发生器、喷射器、接水盘、室内风机、空气过滤网、室内换热器、水帘、水箱、水泵等，其中水帘、水箱、水泵为选配；室外部分又包括室外温湿度变送器、换热器、冷媒供给管路等；所述室内温湿度变送器、室外温湿度变送器和室内换热器均与智能控制器相连，涡流管、真空发生器、喷射器装置和室内外换热器通过管路相连，所述室内外换热器通过一体式或分体式连接。其中要求室外部分换热器安装高度高于室内机组，以满足分离热管工作原理对系统的要求，否则需增加冷媒泵来强制循环。

当室内空气温度大于室内所设定温度上限值时，室内换热器风机延时启动。通过室内风机和室内换热器与室内高温空气进行能量交换后，室内换热器内出来的气态冷媒一部分经涡流管后被分离为高温气态和低温气态两种状态，另一部分进入真空发生器进气入口，高温气态冷媒通过涡流管的热端、真空发生器、单向阀和连接管路进入室外换热器进行热交换，经室外换热器与冷冻水或低温冷媒或低温水或其他低温介质，如冷冻水或低温冷媒或低温水或其他低温介质，温度应大于某设定值，如25℃，换热后变为液态冷媒，液态冷媒在重力的作用下，通过连接管路回流到室内机组喷射器进液入口端，而从涡流管的冷端出来的低温气态冷媒进入喷射器吸气入口端，通过喷射器混合后，经单向阀进入室内换热器的液段入口，在室内换热器风机作用下，与室内空气进行热交换后，液态冷媒变为气态冷媒，一部分气态冷媒进入涡流管进气入口，又被分离为高温气态和低温气态两种状态，另一部分进入真空发生器进气入口，高温气态冷媒通过涡流管的热端、真空发生器、单向阀和连接管路进入室外换热器进行热交换，低温气态冷媒被吸入喷射器吸气入口端后，经单向阀后进入室内换热器的液段入口，又与室内高温空气进行能量交换。直到室内空气温度小于所设定的下限值时，室内风机停止运行；如此循环运行；室内风机根据室内温度和室内温度设定值比较作无极变速运行；在室内机组选配了水泵、水箱、水帘的条件下，若室内空气湿度小于所设定的下限值时，水泵启动，将水箱里的水打到水帘上，对室内空气进行加湿处理，直到室内空气湿度大于所设定的上限值时，水泵停止运行；以上过程如此循环运行。

本申请还可以具有以下功能：

1、在室外湿球温度小于0.5℃时，若室外降温除尘水帘系统处于运行状态时，则循环水泵做间歇运行，以免降温除尘水帘里的水结冰，影响换热器进风量，从而影响换热器的散热效果。

2、在室外降温除尘水帘系统水泵出水管处和室内加湿水帘系统水泵出水管处均设有水泵检测器，当检测到水泵检测器常开信号时，两处的循环水泵停止运行,以防止水泵在无水状况下运行，起到保护水泵的作用。

3、当检测到室内或室外水箱里的水低水位告警时，降温除尘水帘系统或加湿水帘系统里的水泵无条件停止运行，以防止水泵在无水状况下运行，起到保护水泵的作用。

4、当控制器接收到火警告警时，与控制器联动的空调停止运行，本节能系统无条件停止运行。

5、当检测到进风机过载告警时，进风机无条件停止运行，直到人到现场将故障处理完毕且手动复位后，进风机才能正常启动运行。

6、智能控制器、室内温湿度变送器、室外温湿度变送器、降温除尘水帘系统的水泵和加湿除尘水帘系统里的水泵，所述室内温湿度变送器、室外温湿度变送器、降温除尘水帘系统的水泵和加湿除尘水帘系统里的水泵均与智能控制器相连，降温除尘水帘系统的水泵和加湿除尘水帘系统里的水泵通过管路相连。

7、智能控制器具有循环水箱低水位告警、风机过载告警、过滤网脏堵告警、显示循环水箱液位、室内水浸告警、火警告警、水箱溢水告警、供水管路漏水告警、循环水泵检测、水泵、电动球阀、工作状态显示、机房空调联动、帮助菜单、输出运行日志报表和告警日志报表等功能，智能控制器还具有远程监控接口。

Claims (7)

1.一种智能涡流喷射热管节能系统，其特征在于：该系统包括涡流管、真空发生器和喷射器，所述涡流管的进气入口端通过热管管路分别与喷射器的喷射口端和真空发生器的进气入口端连通，涡流管的热气出口端通过热管管路与真空发生器的吸气入口端连通，涡流管的冷出口端通过热管管路与喷射器的吸气入口端连通，真空发生器的排气出口端通过热管管路与喷射器的进液入口端连通；所述热管管路内均设置有换热介质；所述连通涡流管进气入口端与喷射器的喷射口端的热管管路上设置有用于进行热交换的内换热器，连通真空发生器排气出口端与喷射器进液入口端的热管管路上设置有用于进行热交换的外换热器。

2.根据权利要求1所述的智能涡流喷射热管节能系统，其特征在于：所述连通外换热器与真空发生器排气出口端的热管管路上与所述连通内换热器与喷射器喷射口端的热管管路上均设置有用于控制换热介质单向导通的单向阀。

3.根据权利要求1或2所述的智能涡流喷射热管节能系统，其特征在于：所述换热介质为冷媒。

4.根据权利要求1所述的智能涡流喷射热管节能系统，其特征在于：所述在外换热器与喷射器的进液入口端之间的热管管路上还设有循环泵。

5.根据权利要求1所述的智能涡流喷射热管节能系统，其特征在于：所述内换热器包括用于加速内换热器换热速度的内风机；所述外换热器包括用于对室外空气进行除尘降温的水帘和用于加速外换热器换热速度的外风机。

6.根据权利要求1或5所述的智能涡流喷射热管节能系统，其特征在于：所述内换热器的出口端与外换热器的进口端之间还连接有外循环管路，在外循环加速管路上依次设置有电磁阀、压缩机和单向阀；所述外换热器的出口端与内换热器的进口端还连接有内循环管路，在内循环管路上依次设置有电磁阀、膨胀阀和单向阀。

7.根据权利要求1所述的智能涡流喷射热管节能系统，其特征在于：所述内换热器包括用于加速室内换热速度的内风机；所述外换热器包括换热室，连通真空发生器的出口端与喷射器的入口端的热管管路贯穿换热室，换热室上设置有换热入口和换热出口，换热入口和换热出口均连通有换热介质供给管路。