CN204555408U - 一种具有可逆卡诺机效应的组合式空调机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有可逆卡诺机效应的组合式空调机组，包括室内换热器、室内风机、室内温度传感器、室外换热器、室外风机、室外温度传感器；室内换热器的出口端与室外换热器的入口端之间形成去程通路，去程通路包括并接的第一、第二支路，在该两支路上分别安装有压缩机和单向阀；室外换热器的出口端与室内换热器的入口端之间形成回程通路，回程通路包括并接的第三、第四和第五支路，在该三支路上分别安装有膨胀机、第一电磁阀和循环泵。本组合式空调机组，可形成无动力循环、带泵循环和压缩式循环三条制冷循环通路，这样对于不同的热负荷，可开启不同的制冷循环通路，从而实现了最优化的系统匹配，达到了能源的高效合理利用。

Description

一种具有可逆卡诺机效应的组合式空调机组

技术领域

本实用新型涉及空调散热技术领域，特别涉及一种具有可逆卡诺机效应的组合式空调机组。

背景技术

随着电池组、机柜、方舱等室内发热设备数量逐年增多，大量空调机组被用来实现降温。目前，常采用的空调机组有压缩制冷式空调机组和无动力热管空调机组。上述压缩制冷式空调机组由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器通过管路连接构成，其中冷凝器和蒸发器是均属于换热器。压缩制冷式空调机组的工作过程为：压缩机吸入从蒸发器出来的较低压力的制冷剂蒸汽，使之压力升高后送入冷凝器，在冷凝器中冷凝成压力较高的液体，经节流阀节流后，成为压力较低的液体后，送入蒸发器，在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽，再送入压缩机的入口，从而完成制冷循环。压缩制冷式空调机组存在制冷可靠的优点，但对于需要常年降温的发热设备来说，需要空调长时间运行，存在能耗大的不足，特别是在热负荷较低的情况下，能耗过大就尤为严重。上述无动力热管空调机组包括室内换热器、室内风机、室外换热器和室外风机。室内换热器的出口端与室外换热器的入口端通过管路连接，室外换热器的出口端与室内换热器的入口端通过管路连接，以实现制冷剂在室内外换热器之间的循环流动。室内风机和室外风机的作用分别是加强室内、室外空气的流动，以保证室内和室外换热器的换热效果。无动力热管空调机组是依靠高低温热源之间的温差，即室内外的温差，来驱动制冷剂循环的，其充分利用了自然冷源，具有节能减排的优点。该种空调机组比较适用于室内外温差较大的情况，当室内外温差较小时，将无法启动无动力热管空调机组，以至于无法满足冷却任务，另外，现有无动力热管空调机组制冷性能较低，无法完成大负荷的散热任务。

鉴于上述压缩制冷式空调机组和无动力热管空调机组各自的优缺点，设计一种能集合两种空调机组的优点，实现自然冷源的充分利用，以适用于不同的散热工况的空调机组就十分必要。

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种可提供多种循环制冷方式，以适用于不同的散热工况，从而实现最优化的系统匹配和达到能源高效利用的具有可逆卡诺机效应的组合式空调机组。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种具有可逆卡诺机效应的组合式空调机组，包括室内换热器、室内风机、室外换热器、室外风机，其特征在于：还包括设置于室内用于检测室内温度的室内温度传感器和设置于室外用于检测室外温度的室外温度传感器；室内换热器的出口端与室外换热器的入口端之间通过管路连接形成去程通路，去程通路包括并接的第一支路和第二支路，在第一支路上安装有压缩机，在第二支路上安装有单向阀；室外换热器的出口端与室内换热器的入口端之间通过管路连接形成回程通路，回程通路包括并接的第三支路、第四支路和第五支路，在第三支路上安装有膨胀机、在第四支路上安装有第一电磁阀，在第五支路上安装有循环泵；室内风机、室内温度传感器、室外风机、室外温度传感器、压缩机、膨胀机、第一电磁阀和循环泵均与控制单元连接。

本实用新型还可以采取的技术方案为：

室内换热器的出口端高于室内换热器的入口端；室外换热器的入口端高于室外换热器的出口端。

在第五支路上位于循环泵入口端的前端安装有第二电磁阀，第二电磁阀与控制单位连接。

在去程通路上和回程通路上均安装有一手动开关阀，其中安装在去程通路上的手动开关阀设置在第一支路和第二支路并接入口的前端，安装在回程通路上的手动开关阀设置在第三支路、第四支路和第五支路并接出口的后端。

所述室内换热器和室外换热器采用微通道换热器或铜铝翅片换热器。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

采用本组合式空调机组，可形成无动力循环、带泵循环和压缩式循环三条制冷循环通路，这样在室内外的温差较大时，可开启无动力制冷循环通路，实现室内换热降温；当室内外温差不足或室内热负荷较大时，可开启带泵制冷循环通路，实现室内换热降温；当室内热负荷过大时，可开启压缩式制冷循环通路，实现室内高效换热降温。其中，无动力循环和带泵循环充分利用了室外的自然冷源，对室内的发热设备进行降温，最大限度的实现了节能。本组合式空调机组由于针对于室内外的温差的大小和不同的热负荷，可采用不同的循环制冷方案，因此，实现了最优化的系统匹配，达到了能源的高效合理利用。另外，在开启压缩式制冷循环通路时，膨胀机同步开启，这样可用膨胀机发出的电能来驱动室内外风机运转，因此也达到了节能的效果。

附图说明

图1是本实用新型的结构连接示意图。

图中：1、室内换热器；2、室内风机；3、室内温度传感器；4、室外换热器；5、室外风机；6、室外温度传感器；7、去程通路；7-1、第一支路；7-2、第二支路；8、压缩机；9、单向阀；10、回程通路；10-1、第三支路；10-2、第四支路；10-5、第五支路；11、膨胀机；12、第一电磁阀；13、循环泵；14、第二电磁阀；15、手动开关阀。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1，一种具有可逆卡诺机效应的组合式空调机组，包括室内换热器1、室内风机2、室内温度传感器3、室外换热器4、室外风机5、室外温度传感器6。室内换热器、室内风机和室内温度传感器构成室内换热组件，室内换热组件设在安装发热设备的室内空间中，其中室内温度传感器用于检测室内的温度；室外换热器、室外风机和室外温度传感构成室外换热组件，室外换热组件设在安装发热设备的室外空间中，其中室外温度传感器用于检测室外的温度。室内风机相对于室内换热器的安装位置及室外风机相对于室外换热器的安装位置可参看现有的无动力热管空调机组。室内换热器的出口端与室外换热器的入口端之间通过管路连接形成去程通路7，去程通路包括并接的第一支路7-1和第二支路7-2，在第一支路上安装有压缩机8，在第二支路上安装有单向阀9。室外换热器的出口端与室内换热器的入口端之间通过管路连接形成回程通路10，回程通路包括并接的第三支路10-1、第四支路10-2和第五支路10-3，在第三支路上安装有膨胀机11、在第四支路上安装有第一电磁阀12，在第五支路上安装有循环泵13。室内风机、室内温度传感器、室外风机、室外温度传感器、压缩机、膨胀机、第一电磁阀和循环泵均与控制单元连接。这样，控制单元通过室内外温度传感器检测的温度及温度差，可控制相应的组件开启和关闭，以形成不同的循环制冷通路。

为使上述分体式热管空调机组的换热性能达到最优，所述室内换热器的出口端优选高于室内换热器的入口端；室外换热器的入口端优选高于室外换热器的出口端。

上述结构中，在第五支路上位于循环泵入口端的前端进一步安装有第二电磁阀14，即当制冷剂在第五支路内流动时，先流经第二电磁阀，然后再流经循环泵，最后回流到室内换热器内，第二电磁阀与控制单位连接。设置第二电磁阀的目的是：在循环泵不能完全关闭的情况下，通过电磁阀切断第五支路，起到防备作用。

上述结构中，在去程通路上和回程通路上均安装有一手动开关阀15。其中安装在去程通路上的手动开关阀设置在第一支路和第二支路并接入口的前端，即制冷剂在去程通路内流动的过程中，先流经该通路上的手动开关阀，然后经第一支路和第二支路的并接入口流入到第一支路内或第二支路内，继而流入到室外换热器内。上述安装在回程通路上的手动开关阀设置在第三支路、第四支路和第五支路并接出口的后端，即制冷剂在回程通路内流动的过程中，先流经第三支路、第四支路和第五支路中的任一支路，然后通过第三支路、第四支路和第五支路并接出口流入到该通路上的手动开关阀内，最后回流到室内换热器内。设置上述手动开关阀的目的是：当室内换热器、室内风机需要维修、清理或更换时，可关闭两通路上的手动开关阀，这样可方便操作。

上述结构中，所述室内换热器和室外换热器可采用微通道换热器、铜铝翅片换热器或其他形式的换热器。

采用本组合式空调机组可形成三条独立的制冷制冷循环通路，具体为：

无动力循环制冷通路：

对于该制冷循环通路，上述各组件的开闭状态为：单向阀、第一电磁阀和两手动开关阀均处于开启状态，而压缩机、膨胀机、第二电磁阀和循环泵均处于关闭状态，这样，从室内换热器的出口端流出的制冷剂通过去程通路上的第二支路流进室外换热器内进行换热，然后从室外换热器的出口端流出，再然后经回程通路上的第四支路回流到室内换热器内，从而完成了一个制冷循环。该制冷循环适用于室内外温差较大的工况。

带泵循环制冷通路：

对于该制冷循环通路，上述各组件的开闭状态为：单向阀、第二电磁阀、循环泵及两手动开关阀均处于开启状态，而压缩机、膨胀机、第一电磁阀均处于关闭状态，这样，从室内换热器的出口端流出的制冷剂通过去程通路上的第二支路流进室外换热器内进行换热，然后从室外换热器的出口端流出，再然后经回程通路上的第五支路回流到室内换热器内，从而完成了一个制冷循环。该制冷循环适用于室内外温差不足或室内热负荷较大的工况。

压缩式循环制冷通路：

对于该制冷循环通路，上述各组件的开闭状态为：压缩机、膨胀机和两手动开关阀均处于开启状态，而单向阀、第一电磁阀、第二电磁阀和循环泵均处于关闭状态，这样，从室内换热器的出口端流出的制冷剂通过去程通路上的第一支路流进室外换热器内进行换热，然后从室外换热器的出口端流出，再然后经回程通路上的第三支路回流到室内换热器内，从而完成了一个制冷循环。该制冷循环适用于室内热负荷过大的工况。当运行该制冷循环通路时，膨胀机做功发出电能，可用来驱动室内外风机，这样组合式空调机组具有可逆卡诺机效应，达到了节能的效果。

上述无动力循环制冷通路、带泵循环制冷通路和压缩式循环制冷通路的换热性能依次增大，这样可根据热负荷的变化开启相应的通路，从而实现了最优化的系统匹配，达到了能源的高效合理利用。

Claims (5)

1.一种具有可逆卡诺机效应的组合式空调机组，包括室内换热器、室内风机、室外换热器、室外风机，其特征在于：还包括设置于室内用于检测室内温度的室内温度传感器和设置于室外用于检测室外温度的室外温度传感器；室内换热器的出口端与室外换热器的入口端之间通过管路连接形成去程通路，去程通路包括并接的第一支路和第二支路，在第一支路上安装有压缩机，在第二支路上安装有单向阀；室外换热器的出口端与室内换热器的入口端之间通过管路连接形成回程通路，回程通路包括并接的第三支路、第四支路和第五支路，在第三支路上安装有膨胀机、在第四支路上安装有第一电磁阀，在第五支路上安装有循环泵；室内风机、室内温度传感器、室外风机、室外温度传感器、压缩机、膨胀机、第一电磁阀和循环泵均与控制单元连接。

2.根据权利要求1所述的具有可逆卡诺机效应的组合式空调机组，其特征在于：室内换热器的出口端高于室内换热器的入口端；室外换热器的入口端高于室外换热器的出口端。

3.根据权利要求1所述的具有可逆卡诺机效应的组合式空调机组，其特征在于：在第五支路上位于循环泵入口端的前端安装有第二电磁阀，第二电磁阀与控制单位连接。

4.根据权利要求1所述的具有可逆卡诺机效应的组合式空调机组，其特征在于：在去程通路上和回程通路上均安装有一手动开关阀，其中安装在去程通路上的手动开关阀设置在第一支路和第二支路并接入口的前端，安装在回程通路上的手动开关阀设置在第三支路、第四支路和第五支路并接出口的后端。

5.根据权利要求1所述的具有可逆卡诺机效应的组合式空调机组，其特征在于：所述室内换热器和室外换热器采用微通道换热器或铜铝翅片换热器。