CN201897276U - 一种具备制冷功能的分离式热管换热器 - Google Patents

一种具备制冷功能的分离式热管换热器 Download PDF

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史胜起
李克勤
彭涛
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Abstract

本实用新型“具备制冷功能的分离式热管换热器”,涉及节能制冷技术,其特征在于,还包括与密闭阀I和室内换热器之间的上升管道并联设置的压缩机管道,所述压缩机管道上依次安装有电磁阀I、压缩机和止逆阀I,在所述密闭阀II与所述室内换热器之间的下降管上设置有并联的热力膨胀阀和电磁阀II,与压缩机管道并联的上升管上有止逆阀II。可以以自然换热模式循环降温也可以采用制冷模式循环降温,两种模式可以切换,用于专门给散热设备集中的设备间、机房散热,能够实现在更高的室外温度下实现冷凝。

Description

一种具备制冷功能的分离式热管换热器
技术领域
本实用新型涉及节能制冷技术,特别是一种自然冷却分离式热管换热器。
背景技术
设备间、机房内散热设备集中,散热量大,采用普通空调常年运行,耗电量大,不利于节能减排。在过渡季节充分利用室外冷源,可以有效降低空调运行耗电,但现有引入全新风进行降温的方式在国内很多地域不适合,会将大量的室外粉尘和湿空气带入室内,影响室内设备安全运行;另一种采用风-风换热器的形式可以避免将室外粉尘和湿空气引入室内,但需要在设备间、机房围护结构开设较大的通风孔洞,不仅破坏墙体稳定性,还带来室内设备被盗的安全隐患。
目前如申请号为200910072346.1,名称为“分体式无压缩机热交换空调器”的发明申请,基本上解决了上述问题,其公开的空调器,包括室内机、室外机,室内机与室外机之间由上升管和下降管连接,室内机位于室外机下方,室内机由换热单元和换热风机组成,室外机由散热单元和散热风机组成,散热单元和换热单元均由多根换热管、两根集管和多根连接管组成。利用室内外温差引起的冷媒压差和室内外换热管的高度差形成的重力使冷媒在室内外的换热管之间循环,从而达到了自然热交换的目的,解决了普通空调耗电多,增加温室气体排放的缺陷,但该发明申请的空调器是依赖于室内外温差使管内的换热工质发生相变和循环,从而吸收室内热量释放到室外,但是当室外温度太高时,换热效果不明显,使用起来,功能单一,温度较高的情况下,依赖于其它用电空调进行制冷。
实用新型内容
因此专门开发一种具备制冷功能的分离式热管换热器,用于专门给散热设备集中的设备间、机房散热,能够实现在更高的室外温度下实现冷凝。
一种具备制冷功能的分离式热管换热器,包括由上升管、下降管连通的室内换热器和室外换热器,以及管内填充的换热工质;所述上升管处于室内的一端且远离室内换热器处设置有密闭阀I,所述下降管处于室内的一端且远离室内换热器处设置密闭阀II,其特征在于,还包括与密闭阀I和室内换热器之间的上升管道并联设置的压缩机管道,所述压缩机管道上依次安装有电磁阀I、压缩机和止逆阀I,在所述密闭阀II与所述室内换热器之间的下降管上设置有并联的热力膨胀阀和电磁阀II,与压缩机管道并联的上升管上有止逆阀II。
所述压缩机与止逆阀I之间设置有油分离器。
所述压缩机与电磁阀I之间设置有气液分离器。
室外换热器和室内换热器上均设有换热风机。
所述换热工质为R407C。
本实用新型具备制冷功能的分离式热管换热器,包括包括由上升管、下降管连通的室内换热器和室外换热器,以及管内填充的换热工质,与现有的分离式热管换热器的区别在于,在室内换热器与室内密闭阀I之间的上升管上并联设置了压缩机管道,在压缩机管道上依次安装有电磁阀I、压缩机、止逆阀,在室内换热器与密闭阀II之间的下降管道上设置有并联的热力膨胀阀和电磁阀II。该设置使得本实用新型的热管换热器能够分别以两种运行模式工作。一种是热管运行模式,即自然换热降温,现在该模式下,压缩机管道处于断开状态,即压缩机关闭,电磁阀I关闭,与膨胀阀并联的电磁阀II打开,换热工质在室内换热器内呈液态,室内热量通过室内换热器的换热管与管内换热工质换热,换热工质由液态蒸发变成气态,气态工质在蒸发产生的高压推动作用,沿上升管进入室外换热器,在室外低温空气冷却作用下,于室外换热器的换热管内凝结转换为液态,液态换热工质在重力作用下,沿下降管回流到室内机,完成自然循环降温。另一种是压缩机运行模式,电磁阀I开启,与膨胀阀并联的电磁阀II关闭,启动压缩机后,室内换热器内液态换热工质吸收室内热量转变为气态,压缩机通过压缩使气态换热工质增压,经止逆阀供到室外换热器的换热管中,在室外换热器的换热管中气态换热工质受与室外空气进行热交换释放热量从而转变为液态,液态换热工质经膨胀阀膨胀减压,流回室内换热器,完成制冷循环降温。由于有压缩机的增压,室外机内的气态R407C工质能够在更高的室外温度下实现冷凝,因此带压缩机的分离式热管换热器能够满足更大的使用温度范围;止逆阀用于在热管运行和压缩机运行两个模式切换时防止R407C工质倒流,影响整个系统的运行稳定性。
本实用新型的实施例中,优选在压缩机与止逆阀I之间增设油分离器。由于压缩机运行必须有冷冻油进行润滑,冷冻油很容易随着压缩机排出的气态换热工质进入到室外换热器和然后循环到室内换热器,并附着在热管内表面。而热管运行模式时,由于热管换热温差小,高效换热管内附着的冷冻油产生的热阻效应会大大削弱热管的换热性能。因此在压缩机排气端增加油分离器,有效阻止冷冻油进入室外换热器和室内换热器。
本实用新型的实施例中,还优选在压缩机与电磁阀I之间增设气液分离器,使液体的换热工质留在室内部分继续与室内环境进行热交换,仅仅气态换热工质进入压缩机进行增压并被送到室外。
本实用新型优选增设换热风机,用于强化室内换热器和室外换热器的换热效果。
本实用新型优选采用R407C作为换热工质,由于R407C的工作温度范围为-43℃~86℃,而且R407C作为换热工质具有很大的潜热值,设备及散热元件的散热环境温度一般为-30℃~80℃,因此很适合用于分离式热管作为给设备间、机房散热。
本实用新型优选采用一个自动控制系统对运行模式进行控制,控制系统自动判断室内外温度并根据温度切换运行模式。即控制系统可自动判断,在室外冷源充足时关闭压缩机和电磁阀I,启动热管模式运行降温,其它时间段由压缩机运行模式降温,保障设备间、机房内设备运行在合适的温度环境。
附图说明
图1.本实用新型具备制冷功能的分离式热管换热器的原件连接示意图。
上虚线方框表示室外机部分,下虚线方框表示室内机部分
其中:1-上升管、2-下降管、3-室内换热器、4-室外换热器、5-密闭阀I,6-密闭阀II、7-压缩机管道、8-电磁阀I、9-压缩机、10-止逆阀I、11-热力膨胀阀、12-电磁阀II、13-止逆阀II、14-油分离器、15-气液分离器、16-换热风机
具体实施方式
如图1所示,本实用新型一种具备制冷功能的分离式热管换热器,包括由上升管1、下降管2连通的室内换热器3和室外换热器4,以及管内填充的换热工质;所述上升管1处于室内的一端且远离室内换热器3处设置有密闭阀I5,所述下降管2处于室内的一端且远离室内换热器3处设置密闭阀II6,其特征在于,还包括与密闭阀I5和室内换热器3之间的上升管道并联设置的压缩机管道7,所述压缩机管道7上依次安装有电磁阀I8、压缩机9和止逆阀I10,在所述密闭阀II6与所述室内换热器3之间的下降管2上设置有并联的热力膨胀阀11和电磁阀II12,与压缩机管道7并联的上升管1上有止逆阀II13。本实用新型在现有的分离式热管换热器的基础上,设置了并联的压缩机7及热力膨胀阀11,使得本实用新型的热管换热器能够分别以两种运行模式工作。一种是热管运行模式,即自然换热降温,现在该模式下,压缩机管道7处于断开状态,即压缩机9关闭,电磁阀I8关闭,与膨胀阀11并联的电磁阀II12打开,换热工质在室内换热器3内呈液态,室内热量通过室内换热器3的换热管与管内换热工质换热,换热工质由液态蒸发变成气态,气态工质在蒸发产生的高压推动作用,沿上升管1进入室外换热器4,在室外低温空气冷却作用下,于室外换热器4的换热管内凝结转换为液态,液态换热工质在重力作用下,沿下降管回流到室内机,完成自然循环降温。另一种是压缩机运行模式,电磁阀I8开启,与膨胀阀11并联的电磁阀II12关闭,启动压缩机后,室内换热器3内液态换热工质吸收室内热量转变为气态,压缩机9通过压缩使气态换热工质增压,经止逆阀I10供到室外换热器4的换热管中,在室外换热器4的换热管中气态换热工质受与室外空气进行热交换释放热量从而转变为液态,液态换热工质经膨胀阀膨胀减压,流回室内换热器3,完成制冷循环降温。由于有压缩机9的增压,室外机内的气态R407C工质能够在更高的室外温度下实现冷凝,因此带压缩机9的分离式热管换热器能够满足更大的使用温度范围;止逆阀I用于在热管运行和压缩机运行两个模式切换时防止R407C工质倒流,影响整个系统的运行稳定性。
本实用新型的实施例中,优选在压缩机9与止逆阀I10之间增设油分离器14。由于压缩机9运行必须有冷冻油进行润滑,冷冻油很容易随着压缩机9排出的气态换热工质进入到室外换热器4和然后循环到室内换热器3,并附着在热管内表面。而热管运行模式时,由于热管换热温差小,高效换热管内附着的冷冻油产生的热阻效应会大大削弱热管的换热性能。因此在压缩机排气端增加油分离器,有效阻止冷冻油进入室外换热器4和室内换热器3。
本实用新型的一个优选实施例中,采用在压缩机9与电磁阀I8之间增设气液分离器15的方式,使液体的换热工质留在室内部分继续与室内环境进行热交换,仅仅气态换热工质进入压缩机9进行增压并被送到室外。
本实用新型优选采用换热风机16,均用于强化室内换热器3和室外换热器4的换热效果。
本实用新型优选采用R407C作为换热工质,由于R407C的工作温度范围为-43℃~86℃,而且R407C作为换热工质具有很大的潜热值,设备及散热元件的散热环境温度一般为-30℃~80℃,因此很适合用于分离式热管作为给设备间、机房散热。

Claims (5)

1.一种具备制冷功能的分离式热管换热器,包括由上升管、下降管连通的室内换热器和室外换热器,以及管内填充的换热工质;所述上升管处于室内的一端且远离室内换热器处设置有密闭阀I,所述下降管处于室内的一端且远离室内换热器处设置密闭阀II,其特征在于,还包括与密闭阀I和室内换热器之间的上升管道并联设置的压缩机管道,所述压缩机管道上依次安装有电磁阀I、压缩机和止逆阀I,在所述密闭阀II与所述室内换热器之间的下降管上设置有并联的热力膨胀阀和电磁阀II,与压缩机管道并联的上升管上有止逆阀II。
2.根据权利要求1所述的具备制冷功能的分离式热管换热器,其特征在于:所述压缩机与止逆阀I之间设置有油分离器。
3.根据权利要求1所述的具备制冷功能的分离式热管换热器,其特征在于:所述压缩机与电磁阀I之间设置有气液分离器。
4.根据权利要求1所述的具备制冷功能的分离式热管换热器,其特征在于:室外换热器和室内换热器上均设有换热风机。
5.根据权利要求1所述的具备制冷功能的分离式热管换热器,其特征在于:所述换热工质为R407C。
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CN102589204A (zh) * 2012-03-13 2012-07-18 上海交通大学 一种具有与蒸发器耦合的分离型热管回路的制冷循环系统
CN105066310A (zh) * 2015-09-18 2015-11-18 南京佳力图空调机电有限公司 一种氟泵双循环自然冷源蓄冷系统的冷冻水型机房空调

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