CN113819535A - 一种双回路冷凝热管空调机组 - Google Patents

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陈飞虎
吴章云
邢利
刘丽辉
郑仁伍
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    • F24F1/14—Heat exchangers specially adapted for separate outdoor units
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Abstract

本发明提供了一种双回路冷凝热管空调机组，包括室内机和室外机，所述室内机和所述室外机共用一个蒸发器，所述室外机包括热管冷凝系统和常规空调冷凝器，所述热管冷凝系统包括换热器和热管冷凝器，工质经过热管冷凝器预冷后进入常规空调冷凝器，所述室内机与换热器连接。本发明可以充分利用室内冷量进行冷凝，从而提高冷却效率，实现合理利用能源。

Description

一种双回路冷凝热管空调机组
技术领域
本发明涉及暖通空调领域，特别是一种双回路冷凝热管空调机组。
背景技术
在 “大数据”及“互联网+”的战略下，5G及数据中心等行业蓬勃发展，并逐渐走出国门。数据中心机房为信息存储、数据计算及交换等提供保障，需维持恒温及恒湿条件，一旦环境恶化，将严重危及信息安全。且机房的空调设备需常年制冷，能耗居高不下。另外，其电子设备发热量大(散热指标 400～2000 W/m2 ),其中95%以上为显热,即便在冬季也需供冷，为保证电子设备稳定的工作环境,要求为机房服务的空调机必须全年8760h连续运转。因此，机房设计时需要在保证机房空调及系统的可靠性前提下，重视机房空调设备的节能。而另一方面，在冬天及过渡季节，管理用房普遍使用多联机进行供热，冷热利用不合理。
机房专用节能空调种类繁多，主要实施方案为两种：一种为节能设备联动机房、基站原 有空调使用；另一种为节能空调一体机设备。这些节能设备是通过与外部设备连接或模式切 换进行节能，没有将自然冷量利用。因此，开发一种高可靠性、低能耗、智能管理、便维护 的冷却设备已迫在眉捷。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种双回路冷凝热管空调机组，它可以 充分利用室内冷量进行冷凝，从而提高冷却效率，实现合理利用能源。
本发明的技术方案是：一种双回路冷凝热管空调机组，包括室内机和室外机，所述室内 机和所述室外机共用一个蒸发器，所述室外机包括热管冷凝系统和常规空调冷凝器，所述热 管冷凝系统包括换热器和热管冷凝器，工质经过热管冷凝器预冷后进入常规空调冷凝器，所 述室内机与换热器连接。
本发明进一步的技术方案是：所述换热器为壳管式换热器。
进一步，所述室内机包括依次连通的压缩机、蒸发器和节流机构，所述节流机构设置在 常规空调冷凝器与蒸发器之间的管道上。
进一步，所述蒸发器外侧设有蒸发风机。
进一步，所述节流机构为节流阀、电子膨胀阀或热力膨胀阀中的任一种。
进一步，所述常规空调冷凝器外部设有第一冷凝风机。
进一步，所述热管冷凝器外部设有第二冷凝风机。
进一步，所述蒸发器、常规空调冷凝器和热管冷凝器分别为铜管铝翅片和/或微通道型换 热器。
进一步，所述工质为单质工质或非共沸混合工质。
进一步，所述压缩机采用涡旋式或转子式压缩机。
本发明的有益效果：
(1)本发明采用双冷凝系统(分别为热管冷凝系统和常规空调冷凝系统)设计，并将两 个冷凝系统安装在一个机体内，第一冷凝系统由热管系统进行冷凝，通过增设壳管式换热器， 并将壳管式换热器作为热管冷凝系统的蒸发器，热管冷凝系统的冷凝器为连接至室外的热管 冷凝器外机；第二冷凝系统为常规空调冷凝系统，工质经过热管系统的冷凝器预冷后进入常 规空调的冷凝器，采用双冷凝系统可有效利用自然冷量，并可实现大风量、小焓差、高显热 比(不小于0.9)；
(2)本发明可以实现提高空调机组的换热效率、运行稳定性和节能，能满足一年四季不 同环境温度下的节能运行；
(3)本发明分室内机和室外机两部分进行安装，安装方便，也利于后期的维护，并且室 内机和室外机两部分结构组成均较简单，安装成本较低，易于推广应用。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
图例说明：
1、室内机；2、室外机；21、热管冷凝系统；22、常规空调冷凝器；3、蒸发器；4、第 一冷凝风机；5、换热器；6、热管冷凝器；7、第二冷凝风机；8、压缩机；9、节流机构；10、 蒸发风机。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如附图1所示，一种双回路冷凝热管空调机组，包括室内机1和室外机2，室内机1和室外机2共用一个蒸发器3，室外机2包括热管冷凝系统21和常规空调冷凝器22，常规空调冷凝器21外部设有第一冷凝风机4，热管冷凝系统21包括壳管式换热器5和热管冷凝器6，热管冷凝器6外部设有第二冷凝风机7，工质经过热管冷凝器6预冷后进入常规空调冷凝器22，可有效利用自然冷量，实现节能的效果，室内机1与壳管式换热器5连接。
本实施例的上述双回路冷凝热管空调机组采用室内机1、蒸发器3、常规空调冷凝器21、 第一冷凝风机4、壳管式换热器5、热管冷凝器6和第二冷凝风机7等部件即可实现大风量、 小焓差、高显热比的空气温度调节效果，结构十分简单，上述构成部件同时进行工作，可满 足一年四季不同环境温度下的节能运行，只要打开本实施例的空调机组，工质就会自动经过 热管冷凝器6预冷后进入常规空调冷凝器22(即本申请中的热管冷凝系统和常规空调冷凝系 统通电后均自动启动，不需要人工干预启动)，自动利用自然冷量，实现节能，不需要额外的 再利用控制系统进行控制，避免接入电磁阀、温度传感器等元件，不仅可保证整个空调机组 的运行稳定性较高，还利于减少安装及维修成本。
本实施例中，室内机1包括依次连通的压缩机8、蒸发器3和节流机构9，节流机构9设 置在常规空调冷凝器21与蒸发器3之间的管道上，蒸发器3外侧设有蒸发风机10，节流机构9为节流阀、电子膨胀阀或热力膨胀阀中的任一种，压缩机8采用涡旋式或转子式压缩机。
本实施例中，蒸发风机10、第一冷凝风机4和第二冷凝风机7可分别采用轴流风机和/ 或离心风机。
本实施例中，蒸发器3、常规空调冷凝器22和热管冷凝器21分别为铜管铝翅片和/或微 通道型(平行流)换热器。
本实施例中，工质为单质工质或非共沸混合工质，其中单质工质为R22,R134A等，非共 沸混合工质中各组分为沸点在0-50度之间的有机材料、无机材料或有机/无机复合材料；有机 材料为Na2HPO4·12H2O、CaCl2·6H2O、Na2SO4·10H2O、Ba(OH)2·8H2O、Zn(NO3)2·6H2O 和CaBr2·6H2O中的一种或几种；无机材料包括石蜡和脂肪酸。
本实施例的双回路冷凝热管空调机组采用双冷凝系统(分别为热管冷凝系统和常规空调 冷凝系统)设计，并将两个冷凝系统安装在一个机体内，第一冷凝系统由热管系统进行冷凝， 通过增设壳管式换热器，并将壳管式换热器作为热管冷凝系统的蒸发器，热管冷凝系统的冷 凝器为连接至室外的热管冷凝器外机；第二冷凝系统为常规空调冷凝系统，工质经过热管系 统的冷凝器预冷后进入常规空调的冷凝器，采用双冷凝系统可有效利用自然冷量，并可实现 大风量、小焓差、高显热比(不小于0.9)，可以实现提高空调机组的换热效率、运行稳定性 和节能，能满足一年四季不同环境温度下的节能运行。
本实施例的双回路冷凝热管空调机的实际运行参数如下表所示(本实验采用的工质为 R134a，单位制为：Sl with C)：
表1：双回路冷凝热管空调机的实际运行参数
Figure BDA0003264349620000041
从表1中可以看出：采用本实施例的双回路冷凝热管空调机具有较高的显热比，进而具 有较高的换热效率、运行稳定性和节能。

Claims (10)

1.一种双回路冷凝热管空调机组，包括室内机和室外机，其特征在于，所述室内机和所述室外机共用一个蒸发器，所述室外机包括热管冷凝系统和常规空调冷凝器，所述热管冷凝系统包括换热器和热管冷凝器，工质经过热管冷凝器预冷后进入常规空调冷凝器，所述室内机与换热器连接。
2.根据权利要求1所述的双回路冷凝热管空调机组，其特征在于，所述换热器为壳管式换热器。
3.根据权利要求1所述的双回路冷凝热管空调机组，其特征在于，所述室内机包括依次连通的压缩机、蒸发器和节流机构，所述节流机构设置在常规空调冷凝器与蒸发器之间的管道上。
4.根据权利要求3所述的双回路冷凝热管空调机组，其特征在于，所述蒸发器外侧设有蒸发风机。
5.根据权利要求3所述的双回路冷凝热管空调机组，其特征在于，所述节流机构为节流阀、电子膨胀阀或热力膨胀阀中的任一种。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的双回路冷凝热管空调机组，其特征在于，所述常规空调冷凝器外部设有第一冷凝风机。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的双回路冷凝热管空调机组，其特征在于，所述热管冷凝器外部设有第二冷凝风机。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的双回路冷凝热管空调机组，其特征在于，所述蒸发器、常规空调冷凝器和热管冷凝器分别为铜管铝翅片和/或微通道型换热器。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的双回路冷凝热管空调机组，其特征在于，所述工质为单质工质或非共沸混合工质。
10.根据权利要求4或5所述的双回路冷凝热管空调机组，其特征在于，所述压缩机采用涡旋式或转子式压缩机。
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