CN109163576A - 一种防冻节能型热管冷却系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防冻节能型热管冷却系统，包括：冷却塔塔体，冷却塔主体内部设置有填料；控制器；热管冷却系统，包括重力热管制冷循环系统、风冷系统和喷淋冷却系统，控制器分别与重力热管制冷循环系统、风冷系统和喷淋冷却系统控制连接；重力热管制冷循环系统包括热管冷凝端和热管蒸发端，热管冷凝端设置在冷动塔主体内部，风冷系统设置在冷却塔主体顶部并在冷却塔主体内部形成自下向上的风冷通道，喷淋冷却系统包括冷凝喷淋系统和冷却水喷淋系统，喷淋冷却系统在冷却塔主体内部形成自上而下的喷淋冷却通道，热管蒸发端设置在冷却塔主体外部与热管冷凝端形成重力制冷循环通道。该冷却系统，能随气候变化充分利用自然冷源进行冷却，节能防冻。

Description

一种防冻节能型热管冷却系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及冷却塔设备散热技术领域，尤其涉及一种用于缺水，具有防冻、节水型，需全年向外散热的防冻节能型热管冷却系统及其控制方法。

背景技术

对于需全年通过冷却塔散热的冷却系统中的冷却塔设备，人们希望其能适应当地全年气候变化，容易维护，能充分利用当地自然冷源，以达到节能降耗的目的，如在新疆属于缺水地区，其夏季干球温度高(33.5℃)而湿球温度低(18.2℃)，夏季雨水相对丰富，昼夜温差大，无沙尘爆；冬季雨水少，温度低，属严寒地区，极端温度(-32.8℃)，且有沙尘爆；对于这个地区的一个全年需散热的冷却系统方案，如果全部采用风冷型，虽然冬季冷却效果好，节水，但其较高的夏季干球温度，使得冷却系统能耗较高，不节能；如果采用水冷冷水系统，虽然夏季可以制取较低的冷却水，冷却系统较节能；但是在冬季，因其是严寒缺水地区，又有沙尘爆，其水质与补水量很难保证，然而，在极端温度-32.8℃的情况下，如果采用闭式冷却塔，冷却塔盘管很容易冻裂，一旦冷却塔盘管冻裂，就威胁到供冷安全；采用开式冷却塔，这么低的干球温度原本不耗水即可达到冷却目的，除浪费水资源外，沙尘对开式冷却塔水质的保证成为冷却系统正常供冷的一个难点，还会出现冷却塔挂冰现象，维护难度大。因此无论采用现有的闭式冷却塔或开式冷却塔，都不是很好的冷却方案。对于类似新疆的这些地区，而需全年供冷的冷却系统，工程上希望能有一种冷却塔，即能利用夏季较低的湿球温度提供低温冷却水，降低供冷系统能耗，也能在冬季气温降到合适温度时能利用室外低温风冷却塔，降低水耗，维护简单能适应全年气候变化的冷却塔。

发明内容

本发明的目的是设计一种能随寒冷及严寒地区全年气候变化充分合理利用自然冷源进行冷却，为用户提供节能、防冻、节水的冷水的防冻节能型热管冷却系统及其控制方法。

本发明实现其发明目的所采用技术方案是：一种防冻节能型热管冷却系统，包括：

冷却塔塔体，所述的冷却塔塔体内部设置有填料；

控制器，用于控制热管冷却塔工作模式的切换；

热管冷却系统，用于实现防冻型热管冷却的主体，所述的热管冷却系统包括重力热管制冷循环系统、风冷系统和喷淋冷却系统，所述的控制器分别与重力热管制冷循环系统、风冷系统和喷淋冷却系统控制连接；

所述的重力热管制冷循环系统包括热管冷凝端和热管蒸发端，所述的热管冷凝端设置在冷动塔主体内部，所述的风冷系统设置在冷却塔塔体顶部并在冷却塔塔体内部形成自下向上的风冷通道，所述的喷淋冷却系统包括蒸发冷却水喷淋系统和外部冷却水喷淋系统，所述的喷淋冷却系统在冷却塔塔体内部形成自上而下的喷淋冷却通道，所述的热管蒸发端设置在冷却塔塔体外部与热管冷凝端形成重力制冷循环通道。

该防冻节能型热管冷却系统，通过设置重力热管制冷循环系统、风冷系统和喷淋冷却系统几套不同的冷却系统，根据外部气温条件的变化，通过控制器实现不同冷却系统工作模式之间的切换或组合，以达到节能、防冻、平稳运行，延长使用寿命的目的。该防冻型热管冷却塔，可以根据不同的温度季节选择不同的运行模式，能随寒冷及严寒地区全年气候变化充分合理利用自然冷源进行冷却，节能防冻，为用户提供节能、防冻、节水的冷水。

作为优选，所述的热管冷凝端包括第一冷凝器和第二冷凝器，所述的第一冷凝器和第二冷凝器内部充注有制冷剂，所述的第一冷凝器设置在填料的上方，所述的第一冷凝器与热管蒸发端通过输气管连通，所述的第二冷凝器设置在填料的下方，所述的第一冷凝器与第二冷凝器通过至少一根连接管连通，所述的第二冷凝器通过至少一根回液管与热管蒸发端连通。热管冷凝端的上述结构可以既可以单独作为填料对冷却水进行冷却，也可以与热管冷凝端一起形成重力制冷循环。

作为优选，所述的热管蒸发端包括与第二冷凝器连通的冷凝喷淋装置、热流量循环装置和排气管，所述的排气管与第一冷凝器连通，所述的冷凝喷淋装置设置在热流量循环装置的上方，所述的热流量循环装置内部流动有热介质。热管蒸发端的上述结构可以有效与热管冷凝端进行热交换，实现重力制冷循环。

作为优选，所述的风冷系统包括设置在冷却塔塔体顶部的变频风机、设置在冷却塔塔体下方的进风口。风冷系统的上述结构可以有效利用自然冷却风，实现冷却，节能环保。

作为优选，所述的蒸发冷却水喷淋系统和外部冷却水喷淋系统其用一套喷淋装置。蒸发冷却水喷淋系统和外部冷却水喷淋系统其用一套喷淋装置有效节省了设备组件和设置空间，能够使用冷却塔塔体更加紧凑实用。

作为优选，所述的蒸发冷却水喷淋系统包括蒸发冷却循环水集水盘、蒸发冷却水喷淋循环泵和蒸发冷却水输送管路；所述的蒸发冷却循环水集水盘设置在冷却塔塔体底部并与冷却塔塔体内部连通；所述的蒸发冷却水喷淋循环泵通过蒸发冷却水输送管路分别与蒸发冷却循环水集水盘和喷淋装置连通。蒸发冷却水喷淋系统设置有蒸发冷却循环水集水盘、蒸发冷却水喷淋循环泵和蒸发冷却水输送管路，可以通过蒸发冷却水循环泵将喷淋后经热管冷凝端冷凝后的水进行内循环利用，以节省能源。

作为优选，所述的外部冷却水喷淋系统包括冷冻水供水设备、冷却水供水管路和冷却水喷淋循环泵，所述的冷却水喷淋循环泵通过冷却水供水管路分别与冷冻水供水设备、发冷却循环水集水盘、热管冷凝端和冷却水喷淋装置连通；所述的冷冻水供水设备通过一冷冻水泵与用户连通；所述的热管蒸发端通过一冷却电动阀分别与冷冻水供水设备和用户连通，所述的热管蒸发端与冷冻水供水设备连通的一段管路设置有一用户电动阀。外部冷却水喷淋系统设置冷冻水供水装置和冷却水喷淋循环泵是当内循环冷却水不足以实现冷却目的时，通过外部冷冻水供水装置进行喷淋冷却。同时冷冻水供水设备还可直接对用用户提供冷冻水或者向热管冷凝端内部的热流量循环装置提供热介质。

作为优选，控制器分别与风冷系统中设置的风机变频器、喷淋冷却系统中设置的控制箱信号连通，所述的控制器与设置在喷淋冷却系统中的冷却水温度传感器、与设置在重力热管制冷循环系统中的冷水温度传感器、与设置在室外的干球温度传感器、湿球温度传感器信号连接。控制器的上述信号连接设置，能够保护不同运行模式之间的顺利切换运行，以达到节能防冻的目的。

本发明实现其第二个发明目的所采用的技术方案是：一种防冻节能型热管冷却系统的控制方法，如下控制步骤：

步骤1：在控制器中设置标准冷水温度差区间[A1,A2]，冷水温度传感器检测冷却水温度为A；在控制器中设置标准冷却水温度差区间[B1，B2]，冷却水温度传感器检测冷却水温度为B；在控制器中设置室外湿球温度为区间[C1，C2]，室外湿球温度传感器检测温度为C；在控制器中设置室外干球温度为区间[D1，D2]，室外干球温度传感器检测温度为D；

步骤2：防冻节能型热管冷却系统节能控制，包括供冷模式切换，

(1)当C+X>A2时，进入制冷主机供冷模式，其中，X为冷却塔的逼近度，外部冷却水喷淋系统中的冷却水喷淋循环泵工作，制冷机组开启，蒸发冷却喷淋系统中的蒸发冷却水喷淋循环泵停止工作，用户电动阀开启，冷却电动阀关闭，重力热管冷却系统停止工作，热管冷凝端中的第一冷凝器和第二冷凝器停止工作，第一冷凝器和第二冷凝器作为填料的一部分对冷却水进行降温，冷却塔塔体为制冷主机提供冷却水；

Ⅰ、当B≤B1时变频风机变频运行，当B持续减小，变频风机停止，冷却水喷淋循环泵变频运行；

Ⅱ、当B＞B2时变频风机定频运行；

(2)当C+X≤A1时，进入免费冷却模式，蒸发冷却水喷淋循环泵工作，蒸发冷却水喷淋循环泵从蒸发冷却循环水集水盘中吸入热的冷却水并经填料顶端喷淋下，冷却后的冷却水与热管冷凝端换热，第一冷凝器和第二冷凝器开始工作，同时保证冷水出水温度符合设定值；此时，制冷机组停止、冷却水喷淋循环泵停止工作；用户电动阀关闭，冷却电动阀开启，重力热管冷却系统停止工作；

(3)当C+X<C1且D<D1时，进入防冻免费冷却模式，冷却水喷淋循环泵停止工作，喷淋循环水排空至储水箱，仅冷却塔塔体上的变频风机系统工作，热管冷凝端与低温冷风进行热交换，实现自然冷却供冷；

Ⅰ、当A<A1时，风机系统中的变频风机进入变频状态，保证冷水温度在[A1,A2]之间；

Ⅱ、当A>A2时，风机系统中的变频风机进入定频状态运行，蒸发冷却水喷淋循环泵投入工作，保证冷水温度在[A1,A2]之间。

作为优选，在步骤1之前还包括温度传感器故障检测步骤，通过设置一组与控制器信号连接的报警器和存储器实现温度传感器故障检测；在存储器中设有温度传感器的标准信号曲线；

控制器获得温度传感器的信号曲线S(t)，控制器提取S(t)中与各个时间间隔相对应的信号值M1，…,Mn；设定信号值的序号为i，i＝1,…,n；

(2)控制器利用公式计算每个信号值M_i的平稳率ratio_i；

当S(t)和标准温度信号曲线无交点并且各个信号值的ratio_i均位于[1-C1,1+C1]范围之外，则控制器控制报警器发出报警信息。

本发明的有益效果是：该防冻节能型热管冷却系统，可以根据不同的温度季节选择不同的运行模式，能随寒冷及严寒地区全年气候变化充分合理利用自然冷源进行冷却，节能防冻，为用户提供节能、防冻、节水的冷水。

附图说明

图1是本发明防冻节能型热管冷却系统的一种结构示意图；

图2是本发明中控制器的一种控制原理图；

图3是本发明中重力热管制冷循环系统的一种结构示意图；

图4是本发明中热管蒸发端的一种结构示意图；

图中：1、第一冷凝器，2、第二冷凝器，3、热管冷却系统，4、分气管，401、第一冷凝器的分气管，402、第二冷凝器的分气管，5、翅片，6、换热铜管，7、集液管，701、第一冷凝器的集液管，702、第二冷凝器的集液管，8、回程，9、连接管，10、外壳，11、管束，12、排气管，13、喷管，14、喷嘴，15、回液管，16、输气管，17、铜管支管，18、第一介质进口，19、第一介质出口，20、冷却塔塔体，21、填料，22、控制器，23、热管冷凝端，24、热管蒸发端，25、变频风机，26、进风口，27、蒸发冷却循环水集水盘，28、蒸发冷却水喷淋循环泵，29、蒸发冷却水输送管路，30、冷冻水供水装置，31、冷却水喷淋循环泵，32、冷却水喷淋装置，33、喷淋管，34、喷淋头，35、风机变频器，36、控制箱，37、冷却水温度传感器，38、冷水温度传感器，39、干球温度传感器，40、湿球温度传感器，41、冷冻水泵，42、冷却电动阀，43、用户电动阀，44、用户。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。

实施例1：

在图1、图2所示的实施例中，一种防冻节能型热管冷却系统，包括：

冷却塔塔体20，冷却塔塔体20内部设置有填料21；

控制器22，用于控制热管冷却塔工作模式的切换；

热管冷却系统3，用于实现防冻型热管冷却的主体，热管冷却系统包括重力热管制冷循环系统、风冷系统和喷淋冷却系统，控制器22分别与重力热管制冷循环系统、风冷系统和喷淋冷却系统控制连接；

重力热管制冷循环系统包括热管冷凝端23和热管蒸发端24，热管冷凝端23设置在冷动塔主体20内部，风冷系统设置在冷却塔塔体20顶部并在冷却塔塔体20内部形成自下向上的风冷通道；喷淋冷却系统包括蒸发冷却水喷淋系统和外部冷却水喷淋系统，喷淋冷却系统在冷却塔塔体20内部形成自上而下的喷淋冷却通道；热管蒸发端24设置在冷却塔塔体20外部与热管冷凝端23形成重力制冷循环通道。

热管冷凝端23包括第一冷凝器1和第二冷凝器2(见图3)，第一冷凝器1和第二冷凝器2内部充注有制冷剂，第一冷凝器1设置在填料21的上方，第一冷凝器1与热管蒸发端24通过输气管16连通，第二冷凝器2设置在填料21的下方，第一冷凝器1与第二冷凝器2通过至少一根连接管9连通，第二冷凝器2通过至少一根回液管15与热管蒸发端连通。

热管蒸发端24包括与第二冷凝器2连通的冷凝喷淋装置、热流量循环装置和排气管12，排气管12与第一冷凝器1连通，冷凝喷淋装置设置在热流量循环装置的上方，热流量循环装置内部流动有热介质。

第一冷凝器1和第二冷凝器2分别包括分气管4、带翅片5的换热铜管6和集液管7，分气管4设置在冷凝器3的顶部，分气管4的底部连接带翅片的换热铜管6，换热铜管6经过至少一个回程8与集液管7连通。第一冷凝器的集液管701与第二冷凝器的分气管402通过至少一根连接管9连通。

热管蒸发端24包括外壳10、管束11、喷管13和喷嘴14(见图4)，管束11设置在外壳10内部，喷管13设置在管束11的上方，喷嘴14均布在喷管13上，喷管13通过至少一根回液管15与第二冷凝器的集液管702连通，排气管12设置外壳10的顶部并与外壳10内部连通，排气管12与第一冷凝器的分气管401连通。热管蒸发端24顶部的排气管12通过输气管16与第一冷凝器的分气管401连通。输气管16设置有1～N根，并且均布在蒸发器外壳10与第一冷凝器的分气管401之间；带翅片5的换热铜管6设置有M个，且M＞N。

输气管16与分气管4垂直连接，分气管4的底部与换热铜管6通过铜管支管17连通，铜管支管17垂直于分气管4设置在分气管4的底部并且与输气管16同轴线设置。

热管蒸发端24设有第一介质进口18和第一介质出口19，第一介质进口18和第一介质出口19分别与管束11连通，第一介质流动在管束11内部。第一介质可以是任何需要换热的流量，充注在换热铜管内的制冷剂根据当地极端低温条件选择制冷剂种类与充注量，以保证任何状态下，防止空气渗入影响换热效果。

风冷系统包括设置在冷却塔塔体顶部的变频风机25、设置在冷却塔塔体20下方的进风口26。

蒸发冷却水喷淋系统和外部冷却水喷淋系统其用一套冷却喷淋装置32。冷却喷淋装置32包括喷淋管33和喷淋头34。

蒸发冷却水喷淋系统包括蒸发冷却循环水集水盘27、蒸发冷却水喷淋循环泵28和蒸发冷却水输送管路29；蒸发冷却循环水集水盘28设置在冷却塔塔体20底部并与冷却塔塔体20内部连通；蒸发冷却水喷淋循环泵28通过蒸发冷却水输送管路29分别与蒸发冷却循环水集水盘27和冷却水喷淋装置32连通。

外部冷却水喷淋系统包括冷冻水供水设备30、冷却水供水管路和冷却水喷淋循环泵31，冷却水喷淋循环泵31通过冷却水供水管路分别与冷冻水供水设备30、蒸发冷却循环水集水盘27、热管冷凝端23和冷却水喷淋装置32连通；冷冻水供水设备30通过一冷冻水泵41与用户44连通；热管蒸发端24通过一冷却电动阀42分别与冷冻水供水设备30和用户44连通，热管蒸发端24与冷冻水供水设备30连通的一段管路上设置有一用户电动阀43。

控制器22分别与风冷系统中设置的风机变频器35、喷淋冷却系统中设置的控制箱36信号连通，控制器22与设置在喷淋冷却系统中的冷却水温度传感器37、与设置在重力热管制冷循环系统中的冷水温度传感器38、与设置在室外的干球温度传感器39、湿球温度传感器40信号连接。

一种防冻节能型热管冷却系统的控制方法，如下控制步骤：

步骤1：在控制器中设置标准冷水温度差区间[A1,A2]，冷水温度传感器检测冷却水温度为A；在控制器中设置标准冷却水温度差区间[B1，B2]，冷却水温度传感器检测冷却水温度为B；在控制器中设置室外湿球温度为区间[C1，C2]，室外湿球温度传感器检测温度为C；在控制器中设置室外干球温度为区间[D1，D2]，室外干球温度传感器检测温度为D；

步骤2：防冻节能型热管冷却系统节能控制，包括供冷模式切换，

(1)当C+X>A2时，进入制冷主机供冷模式，其中，X为冷却塔的逼近度，外部冷却水喷淋系统中的冷却水喷淋循环泵工作，制冷机组开启，蒸发冷却喷淋系统中的蒸发冷却水喷淋循环泵停止工作，用户电动阀开启，冷却电动阀关闭，重力热管冷却系统停止工作，热管冷凝端中的第一冷凝器和第二冷凝器停止工作，第一冷凝器和第二冷凝器作为填料的一部分对冷却水进行降温，冷却塔塔体为制冷主机提供冷却水；

Ⅰ、当B≤B1时变频风机变频运行，当B持续减小，变频风机停止，冷却水喷淋循环泵变频运行；

Ⅱ、当B＞B2时变频风机定频运行；

(2)当C+X≤A1时，进入免费冷却模式，蒸发冷却水喷淋循环泵工作，蒸发冷却水喷淋循环泵从蒸发冷却循环水集水盘中吸入热的冷却水并经填料顶端喷淋下，冷却后的冷却水与热管冷凝端换热，第一冷凝器和第二冷凝器开始工作，同时保证冷水出水温度符合设定值；此时，制冷机组停止、冷却水喷淋循环泵停止工作；用户电动阀关闭，冷却电动阀开启，重力热管冷却系统停止工作；

(3)当C+X<C1且D<D1时，进入防冻免费冷却模式，冷却水喷淋循环泵停止工作，喷淋循环水排空至储水箱，仅冷却塔塔体上的变频风机系统工作，热管冷凝端与低温冷风进行热交换，实现自然冷却供冷；

Ⅰ、当A<A1时，风机系统中的变频风机进入变频状态，保证冷水温度在[A1,A2]之间；

Ⅱ、当A>A2时，风机系统中的变频风机进入定频状态运行，蒸发冷却水喷淋循环泵投入工作，保证冷水温度在[A1,A2]之间。

在步骤1之前还包括温度传感器故障检测步骤，通过设置一组与控制器信号连接的报警器和存储器实现温度传感器故障检测；在存储器中设有温度传感器的标准信号曲线；

控制器获得温度传感器的信号曲线S(t)，控制器提取S(t)中与各个时间间隔相对应的信号值M1，…,Mn；设定信号值的序号为i，i＝1,…,n；

(2)控制器利用公式计算每个信号值M_i的平稳率ratio_i；

当S(t)和标准温度信号曲线无交点并且各个信号值的ratio_i均位于[1-C1,1+C1]范围之外，则控制器控制报警器发出报警信息。

该防冻节能型热管冷却系统，运行时，夏季使用时，此时由于气温较高，蒸发冷却水喷淋循环泵停止工作，热管冷凝端中的第一冷凝器和第二冷凝器停止工作，冷却水喷淋循环泵工作，第一冷凝器和第二冷凝器作为填料的一部分对冷冻水供水装置中喷淋的冷却水进行降温，此时，风从冷却塔塔体下部的进风口吸入，经热管冷凝端，从下向上经填料排出，高温第一介质经由第一介质进水口进入热管蒸发端，蒸发后的气态制冷剂被输送到热管冷凝端，自上而下冷却后进入蒸发冷却循环水集水盘，经出水口排出，冷却塔塔体为制冷主机提供冷却水。

随着气温下降至T1，湿球温度传感器40将湿球温度降低的信号传递到控制器，当蒸发冷却循环水集水盘的水温可提供低于冷却水温度的水时，热管冷凝端与蒸发冷却水喷淋循环泵，热管冷凝端内气态制冷剂与冷却水热交换后变成液态制冷剂，液态制冷剂在热管蒸发端内与水进行热交换，高温冷冻水变成低温冷冻水。

当温度降低至T1≤2℃或一个满足冷冻水温度的一个值时，蒸发冷却水循环泵和冷却水喷淋循环泵均停止，仅有变频风机工作，变频风机吸风，热管冷凝端内气态制冷剂与冷风逆流热交换后变成液态制冷剂，液态制冷剂在热管蒸发端内与水进行热交换，高温冷冻水变成低温冷冻水。此过程节省了循环水泵的功耗及减少水的蒸发量。此时室外气温干球温度仍在0℃以上，不会发生结冰情况。

当室外温度持续降低，干球温度T2≤2℃，换热温差加大，根据能量守恒定律Q＝GC△T,当△T增加时，换热所需要的风量G减少，此时可采用变频风机变频使得风量减少，降低风机功耗。

在干球温度2℃以下时，关闭冷却水喷淋循环泵，在全年气温低于2℃以下时，冷却水不参与换热，在自然冷源充分利用情况下，尽可能减少了水的损耗及结冰时的维护工作量，在2℃以上时充分利用了当地室外湿球温度较低的特性，大大降低了冷却水温度，提高制冷效率。

Claims (10)

1.一种防冻节能型热管冷却系统，其特征在于包括：

冷却塔塔体，所述的冷却塔塔体内部设置有填料；

控制器，用于控制热管冷却塔工作模式的切换；

热管冷却系统，用于实现防冻型热管冷却的主体，所述的热管冷却系统包括重力热管制冷循环系统、风冷系统和喷淋冷却系统，所述的控制器分别与重力热管制冷循环系统、风冷系统和喷淋冷却系统控制连接；

所述的重力热管制冷循环系统包括热管冷凝端和热管蒸发端，所述的热管冷凝端设置在冷动塔主体内部，所述的风冷系统设置在冷却塔塔体顶部并在冷却塔塔体内部形成自下向上的风冷通道；所述的喷淋冷却系统包括蒸发冷却水喷淋系统和外部冷却水喷淋系统，所述的喷淋冷却系统在冷却塔塔体内部形成自上而下的喷淋冷却通道；所述的热管蒸发端设置在冷却塔塔体外部与热管冷凝端形成重力制冷循环通道。

2.根据权利要求1所述的一种防冻节能型热管冷却系统，其特征在于：所述的热管冷凝端包括第一冷凝器和第二冷凝器，所述的第一冷凝器和第二冷凝器内部充注有制冷剂，所述的第一冷凝器设置在填料的上方，所述的第一冷凝器与热管蒸发端通过输气管连通，所述的第二冷凝器设置在填料的下方，所述的第一冷凝器与第二冷凝器通过至少一根连接管连通，所述的第二冷凝器通过至少一根回液管与热管蒸发端连通。

3.根据权利要求1所述的一种防冻节能型热管冷却系统，其特征在于：所述的热管蒸发端包括与第二冷凝器连通的制冷剂喷淋装置、热流量循环装置和排气管，所述的排气管与第一冷凝器连通，所述的制冷剂喷淋装置设置在热流量循环装置的上方，所述的热流量循环装置内部流动有热介质。

4.根据权利要求1所述的一种防冻节能型热管冷却系统，其特征在于：所述的风冷系统包括设置在冷却塔塔体顶部的变频风机、设置在冷却塔塔体下方的进风口。

5.根据权利要求1所述的一种防冻节能型热管冷却系统，其特征在于：所述的蒸发冷却水喷淋系统和外部冷却水喷淋系统共用一套冷却水喷淋装置。

6.根据权利要求5所述的一种防冻节能型热管冷却系统，其特征在于：所述的蒸发冷却喷淋系统包括蒸发冷却循环水集水盘、蒸发冷却水循环泵和蒸发冷却水输送管路；所述的蒸发冷却循环水集水盘设置在冷却塔塔体底部并与冷却塔塔体内部连通；所述的蒸发冷却水循环泵通过蒸发冷却水输送管路分别与蒸发冷却循环水集水盘和冷却水喷淋装置连通。

7.根据权利要求6所述的一种防冻节能型热管冷却系统，其特征在于：所述的外部冷却水喷淋系统包括冷冻水供水设备、冷却水供水管路和冷却水喷淋循环泵，所述的冷却水喷淋循环泵通过冷却水供水管路分别与冷冻水供水设备、发冷却循环水集水盘、热管冷凝端和冷却水喷淋装置连通；所述的冷冻水供水设备通过一冷冻水泵与用户连通；所述的热管蒸发端通过一冷却电动阀分别与冷冻水供水设备和用户连通，所述的热管蒸发端与冷冻水供水设备连通的一段管路设置有一用户电动阀。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的一种防冻节能型热管冷却系统，其特征在于：控制器分别与风冷系统中设置的风机变频器、喷淋冷却系统中设置的控制箱信号连通，所述的控制器与设置在喷淋冷却系统中的冷却水温度传感器、与设置在重力热管制冷循环系统中的冷水温度传感器、与设置在室外的干球温度传感器、湿球温度传感器信号连接。

9.一种防冻节能型热管冷却系统的控制方法，其特征在于包括如下控制步骤：

步骤1：在控制器中设置标准冷水温度差区间[A1,A2]，冷水温度传感器检测冷却水温度为A；在控制器中设置标准冷却水温度差区间[B1，B2]，冷却水温度传感器检测冷却水温度为B；在控制器中设置室外湿球温度为区间[C1，C2]，室外湿球温度传感器检测温度为C；在控制器中设置室外干球温度为区间[[D1，D2]，室外干球温度传感器检测温度为D；

步骤2：防冻节能型热管冷却系统节能控制，包括供冷模式切换：

(1)当C+X>A2时，进入制冷主机供冷模式，其中，X为冷却塔的逼近度，外部冷却水喷淋系统中的冷却水喷淋循环泵工作，制冷机组开启，蒸发冷却喷淋系统中的蒸发冷却水循环泵停止工作，用户电动阀开启，冷却电动阀关闭，重力热管冷却系统停止工作，热管冷凝端中的第一冷凝器和第二冷凝器停止工作，第一冷凝器和第二冷凝器作为填料的一部分对冷却水进行降温，冷却塔塔体为制冷主机提供冷却水；

Ⅰ、当B≤B1时变频风机变频运行，当B持续减小，变频风机停止，冷却水喷淋循环泵变频运行；

Ⅱ、当B＞B2时变频风机定频运行；

(2)当C+X≤A1时，进入免费冷却模式，蒸发冷却水循环泵工作，蒸发冷却水循环泵从蒸发冷却循环水集水盘中吸入热的冷却水并经填料顶端喷淋下，冷却后的冷却水与热管冷凝端换热，第一冷凝器和第二冷凝器开始工作，同时保证冷水出水温度符合设定值；此时，制冷机组停止、冷却水喷淋循环泵停止工作；用户电动阀关闭，冷却电动阀开启，重力热管冷却系统停止工作；

(3)当C+X<C1且D<D1时，进入防冻免费冷却模式，冷却水喷淋循环泵停止工作，喷淋循环水排空至储水箱，仅冷却塔塔体上的变频风机系统工作，热管冷凝端与低温冷风进行热交换，实现自然冷却供冷；

Ⅰ、当A<A1时，风机系统中的变频风机进入变频状态，保证冷水温度在[A1,A2]之间；

Ⅱ、当A>A2时，风机系统中的变频风机进入定频状态运行，蒸发冷却水循环泵投入工作，保证冷水温度在[A1,A2]之间。

10.根据权利要求9所述的一种防冻节能型热管冷却系统的控制方法，其特征在于：在步骤1之前还包括温度传感器故障检测步骤，通过设置一组与控制器信号连接的报警器和存储器实现温度传感器故障检测；在存储器中设有温度传感器的标准信号曲线；

控制器获得温度传感器的信号曲线S(t)，控制器提取S(t)中与各个时间间隔相对应的信号值M1，…,Mn；设定信号值的序号为i，i＝1,…,n；

(2)控制器利用公式计算每个信号值M_i的平稳率ratio_i；

当S(t)和标准温度信号曲线无交点并且各个信号值的ratio_i均位于[1-C1,1+C1]范围之外，则控制器控制报警器发出报警信息。