CN203274104U

CN203274104U - 变温差非对称热管节能装置

Info

Publication number: CN203274104U
Application number: CN 201320284967
Authority: CN
Inventors: 张泉; 凌丽; 廖曙光
Original assignee: Hunan University
Current assignee: Hunan University
Priority date: 2013-05-22
Filing date: 2013-05-22
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2023-05-22

Abstract

本实用新型公开了一种变温差非对称热管节能装置，由室内机组(1)、气管支路(3)、室外机组(2)和液管支路(4)依次连接构成闭合循环回路；液管支路和气管支路上分别设有液体阀门(5)和气体阀门(6)；所述的室外机组由至少一块隔板(12)分隔成并联的n个换热单元；每一个换热单元的入口端和出口端各设有一个电磁阀；该变温差非对称热管节能装置结构简单，调节灵活，能显著节能能耗。

Description

变温差非对称热管节能装置

技术领域

本实用新型涉及一种变温差非对称热管节能装置，属于空调工程技术领域。

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。其通信机房的空调用电占其机房环境用电的50％左右。要求大量的使用空调设备，从而才能有力地保障了通信设备的正常运行，因此空调设备成为通信企业主要的耗电设备。所以，从实际的情况看来，通信机房环境节能具有很大的潜力。

由于通信机房中有众多的发热设备持续运行，为控制机房温度需配置空调系统以保证机房的恒温恒湿。现有的通信机房空气调节机时常采用以下三种方式，即蒸汽式压缩制冷系统、直接引入新风方式节能系统、板式隔离式空气换热系统。蒸汽式压缩制冷系统，由于机房发热量大，一年四季都需要制冷运行，运行成本高，能耗大。而且蒸汽压缩制冷系统在冬季的低温环境下以制冷模式运行，在浪费能源的同时又降低了机组的寿命和可靠性。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。而且还不能保证机房内的湿度和洁净度的要求。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，这个仅限运用于空间较大的机房。

为了满足通讯基站、机房空气调节的要求，近年来人们尝试通过采用不同的空调机组来满足机房的要求。经过比较发现现有技术有以下几个缺陷：1.所采用的铜管加翅片的换热器，为了提高热交换速度和效率，需要尽量多地增加热交换管的数量以增加热交换表面积，这使得一方面增加了热管换热器的体积，另一方面使空调的成本及售价不得不提高，增加了使用成本，另外铜管加翅片换热器焊点多，焊接的加工难度大；2.蒸发段与冷凝段一对一形式的热管机组仅限于应用在固定的室内外温差以上才能发挥其制冷效果；3.采用的热管也空调系统的耦合也虽然可以实现了不同室内外温差的运行，但是在小温差的情况下需要开启空调系统，这样并没有最大限度地节约能源，延长自然冷源的利用时间。

可以看出，上述方案虽然在一定程度上实现了对通讯基站、机房的空气调节，但都难以解决变室内外温差、室内外温差小的问题。

因此，有必要设计一种新型的节能装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种变温差非对称热管节能装置，该变温差非对称热管节能装置结构简单，调节灵活，能显著节能能耗。

实用新型的技术解决方案如下：

一种变温差非对称热管节能装置，由室内机组(1)、气管支路(3)、室外机组(2)和液管支路(4)依次连接构成闭合循环回路；；液管支路和气管支路上分别设有液体阀门(5)和气体阀门(6)；

室外机组安装有冷凝器和风机(13)，所述的室内机组安装有蒸发器和风机；

所述的室外机组由至少一块隔板(12)分隔成并联的n个换热单元；每一个换热单元的入口端和出口端各设有一个电磁阀；n≥2，n为自然数；

变温差非对称热管节能装置还包括微处理器、室内温度传感器和室外温度传感器；

室内温度传感器和室外温度传感器均与微处理器的输入端连接，电磁阀和风机均受控于微处理器。

所述的n为3；变温差非对称热管节能装置还包括与微处理器连接的报警器和通信模块。

一般传统的热管温差均要达到10℃以上才能达到通信基站机房的制冷要求，本实用新型提供了一种通信机站用的空气调节模块，在室内外温度差达到6℃时，取代蒸汽式压缩制冷系统，从而降低通信机房空调设备的能耗，达到节能目的。这样这种变温差非对称热管节能模块能够在一年四季都有其贡献并且也能在部分南方地区使用的周期变长，根据《中国电信数据中心机房电源，空调环境设计规范(暂行)》可知对于B级、C级机房温度为18-28℃，若取28℃，仅以长沙地区为例，长沙地区有233天的日平均温度低于22℃。本实用新型使得热管机组的使用周期延长，从而达到节能的目的。本实用新型能够在五种不同的工况下工作。

有益效果：

本实用新型的变温差非对称热管节能装置采用非对称结构，即一对一、一对二、一对多的形式，具有结构简单，调节灵活，变温差运行，延长利用自然冷源的时间的特点。这种实用新型能够很好地适用于通讯基站、机房的空气调节，保证室内的温度、湿度、洁净度的要求，具有显著的经济效益和社会效益。

本实用新型中，采用的非对称形式，由于通讯基站、机房的室内负荷基本不变，则蒸发器和冷凝器结构采用一对一、一对二，一对多的形式，能够合理的实现热管在不同工况下运行，从而大大地提高热管的换热性能，延长利用自然冷源的时间，节约能源。

本实用新型中，采用的全铝微通道换热器的优点有：传热效率高、可靠性高、与铜管加翅片相比体积减小50％，重量减小55％。

本实用新型的控制装置采用工业级可编程控制器，系统稳定性强。

本实用新型是一种向通信基站的房间提供处理空气的无压缩、节流设备、利用室内外温差及一定高度差实现制冷剂重力循环制冷的空调设备。本实用新型不消耗任何额外能量，大大提高空调系统的节能效果。

与现有技术相比，本实用新型采用的全铝微通道换热器，一方面它已经有成熟的工艺，一次性进炉焊接，不存在焊接难度的问题；另一方面它的结构紧凑，再设计实验对比后达到相同的制冷量的情况下，全铝微通道换热器与铜管加翅片相比体积减小50％左右，重量减小55％左右。本实用新型利用非对称结构，可以很好地实现变温差的空气调节，延长利用自然冷源的时间。本实用新型一方面它能够实现机房内外只有热量交换，没有空气的质的交换，从而充分地保障了机房内空气的湿度和洁净度的要求，另一方面在热管循环模式下，只有风机工作，相比采用压缩机驱动工质的方式能效比更高，节能效果也就更加的明显。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型室外机组的结构示意图；

图3为本实用新型的控制系统框图；

图4为本实用新型的室外机组内的气管支路；

图5为本实用新型的室外机组内的液管支路。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明：

实施例1：

参见图1-图5，一种变温差非对称热管节能装置，包括室内机组1、室外机组2、气管支路3、液管支路4、隔板12、风机13、电磁阀、液体阀门5、气体阀门6，控制装置组成。所述的室内机组1、气管支路3、室外机组2、液管支路4构成了闭合回路循环。所述室内机组1和室外机组2的出口端采用铜铝焊接管接头，出口端为铜管，出口连接继续以铜管焊接连接。所述的室外机组2的侧面有控制面板，控制面板能够根据室内外温差控制室外机组内气管支路上电磁阀的开启和液管支路上电磁阀的开启来实现不同温差工况的控制。

在大部分季节里只需启动变温差非对称热管节能机组即可有效保持通讯基站的工作温度，变温差非对称热管节能模块启动后，室内机组1上的风机将室内空气吸入室内机组1与制冷剂进行换热，制冷剂吸热蒸发变成气态，使得蒸发器的出口压力增大，致使气态的制冷剂自动快速的流出室内机组1通过气管支路3流入是外机组2，室外机组2上的风机将室外空气吸入室外机组2与气态的制冷剂进行换热，制冷剂放热冷凝成液态，在室外机组2中冷凝的液态制冷剂在重力的作用下通过液管支路4流入室内机组1，如此往复循环运行，组成制冷剂自然循环回路。这就是变温差非对称微通道热管节能模块的排热循环，只有风机消耗电能，真正实现了低能耗。

如图4所示，若室外机组的n＝3，本实用新型的工作工况分为3种不同工况，分别为低温工况、中温工况、高温工况。(暂定Δt₁＝6℃，Δt₂＝8℃，Δt＝10℃，Δt₃＝12℃，Δt₄＝14℃)Δt是指室内温度-室外温度，其中室内温度为一设定值(根据不同的机房等级设定的)

(1)：低温工况((Δt₁，Δt))：低温工况分为两种情况，分别为当室内外温差在(Δt₁，Δt₂)范围时，室外机机组气管支路上第1电磁阀7、第4电磁阀10、第5电磁阀11、第2电磁阀8开启，第3电磁阀9关闭，液管支路上第8电磁阀10’、第9电磁阀11’、第6电磁阀8’开启，第7电磁阀9’关闭；当室内外温差在(Δt₂，Δt)范围时，室外机机组气管支路上第1电磁阀7、第4电磁阀10、第5电磁阀11、第3电磁阀9开启，第2电磁阀8，液管支路上第8电磁阀10’、第9电磁阀11’、第7电磁阀9’开启，第6电磁阀8’关闭；

(2)：中温工况((Δt，Δt₃))：当室内外温差在(Δt，Δt₃)范围时，室外机机组气管支路上第1电磁阀7、第4电磁阀10、第5电磁阀11开启，第2电磁阀8、第3电磁阀9关闭，液管支路上第8电磁阀10’、第9电磁阀11’开启，第6电磁阀8’、第7电磁阀9’关闭；

(3)：高温工况(＞Δt₃)：高温工况分为两种情况，分别为当室内外温差在(Δt₃，Δt₄)范围时，室外机机组气管支路上第2电磁阀8、第5电磁阀11开启，第1电磁阀7、第4电磁阀10、第3电磁阀9关闭，液管支路上第6电磁阀8’、第9电磁阀11’开启，第7电磁阀9’第8电磁阀10’关闭；当室内外温差大于Δt₄时，室外机机组气管支路上流量控制第3电磁阀9开启，电磁阀第1电磁阀7、第2电磁阀8、第4电磁阀10、第5电磁阀11关闭，液管支路上第7电磁阀9’开启，第8电磁阀10’、第9电磁阀11’、第6电磁阀8’关闭。

那个n是一般取3，也可以取大于3的其他数。

本实用新型的热管模块在室内外温差小于Δt₁时，启动报警器，提示不能完全靠热管机组来维持室内的温度。这就是变温差非对称热管模块的变温差运行。比起传统的热管机组的使用周期更长，寿命更长，换热效果更佳。

Claims

1.一种变温差非对称热管节能装置，其特征在于，由室内机组(1)、气管支路(3)、室外机组(2)和液管支路(4)依次连接构成闭合循环回路；；液管支路和气管支路上分别设有液体阀门(5)和气体阀门(6)；

2.根据权利要求1所述的变温差非对称热管节能装置，其特征在于，所述的n为3；变温差非对称热管节能装置还包括与微处理器连接的报警器和通信模块。