热管及蒸汽压缩复合式基站节能空调的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种热管及蒸汽压缩复合式基站节能空调，具有热管系统，包括热管冷凝器、电动截止阀一、热管蒸发器和电动截止阀二，通过管道依次连接形成回路；蒸汽变频压缩制冷循环系统，包括冷凝器、变频压缩机、蒸发器、热力膨胀阀、储液罐，通过管道依次连接形成回路；热管蒸发器与蒸发器构成一体为室内换热器；热管冷凝器与冷凝器构成一体为室外换热器机；控制系统，通过数据线与室内温度传感器和室外温度传感器相连，同时制热管系统和蒸汽变频压缩制冷循环系统；热管冷凝器和热管蒸发器倾斜安装，热管冷凝器与冷凝器之间成一夹角，热管蒸发器与蒸发器之间成一夹角。可充分利用室外冷源，实现机组的节能运行，制冷循环效率高。
【专利说明】热管及蒸汽压缩复合式基站节能空调
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种节能空调，特别涉及一种热管及蒸汽压缩复合式基站节能空调。【背景技术】
[0002]由于基站机房等内热源封闭环境需要全年的冷却换热技术，然而用于基站和机房的全年冷却方案均存在各自的弊端和不足。对于采用传统机械制冷的方案而言，虽然可以保证室内空间降温的安全性，但由于空调设备全年制冷运行，无法从根本上实现空调的运行节能；而对于新风利用、热管等技术方案，虽然能够在过渡季和冬季利用室外自然冷量对室内空间进行降温，但存在室内洁净度、湿度控制困难，初投资或维护成本过高，节能设备与主空调设备的耦合控制困难等问题。对于基站和机房的内部空间冷却，理想的技术方案应以冷却可靠性、运行节能性和投资经济性为指导原则。
[0003]现有技术公开的复合式空调包括热管系统和制冷系统，该两组系统相互独立且均为密闭循环回路，热管系统的换热器和制冷系统的换热器分开加工，分开布置，每个系统的换热器分别采用两个风机，其体积较大，占用空间大；每组系统的换热器还需要单独的散热片；这样整体结构复杂，换热效果不佳，能耗较大。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是:为了克服现有的复合式空调结构复杂，冷却效果不佳，能耗较大等问题，提供了一种热管及蒸汽压缩复合式基站节能空调，根据室内外温度情况，自动选择使机组工作在蒸汽变频压缩制冷模式、热管及蒸汽变频压缩制冷模式、热管模式，充分利用室外的冷源，实现机组的节能运行。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种热管及蒸汽压缩复合式基站节能空调，包括:热管系统，包括`热管冷凝器、电动截止阀一、热管蒸发器和电动截止阀二，通过管道依次连接形成回路；
[0006]蒸汽变频压缩制冷循环系统，包括冷凝器、变频压缩机、蒸发器、热力膨胀阀、储液罐，通过管道依次连接形成回路，所述热力膨胀阀感温包安装于蒸发器出口，监控蒸发器出口的温度，从而自动调节制冷剂液体的流量，保证进入压缩机蒸汽的过热度。
[0007]所述热管蒸发器与蒸发器构成一体，为室内换热器，并共用一个室外风机；所述热管冷凝器与冷凝器构成一体，为室外换热器，且共用一个室内风机；所述室内换热器入口处装室内温度传感器；所述室外换热器入口处装室外温度传感器；
[0008]控制系统，通过数据线与室内温度传感器和室外温度传感器相连，同时控制热管系统和蒸汽变频压缩制冷循环系统；控制系统包含两个优化的阔值Kl和K2 (Kl < K2)，通过温度传感器采集室外温度和室内温度信号进行比较，当其温差Λ T < Kl时，开启蒸汽变频压缩制冷模式；当Kl ^Δ< Κ2时，同时开启蒸汽变频压缩制冷模式及热管制冷模式；当Λ T≤Κ2时，只开启热管模式。
[0009]所述热管冷凝器和热管蒸发器倾斜安装，热管冷凝器与冷凝器之间成一夹角，热管蒸发器与蒸发器之间成一夹角；
[0010]所述室内换热器安装的高度低于室外换热器的安装高度，以确保热管制冷循环时制冷剂能在重力的作用下流动。
[0011]进一步地，所述的热管冷凝器与冷凝器之间的夹角为7° -15°，热管蒸发器与蒸发器之间的夹角为7° -15°。
[0012]进一步地，所述的室内换热器和室外换热器具有三角形翅片，该种类型的换热器较普通的换热器的效率可提高10%，进一步提高了整体系统的换热量。
[0013]进一步地，所述的室内风机和室外风机均为变频风机，制冷循环效率高，节能效果显著。
[0014]进一步地，所述的热管冷凝器与冷凝器共用一张散热片，热管蒸发器与蒸发器共用一张散热片，当单个循环工作时，共用整张散热片可使单边换热器的换热面积得到扩展，换热效果更好。
[0015]本发明的有益效果是:热管系统和蒸汽变频压缩制冷循环系统可分开工作也可同时配合工作，根据室内外温度情况，自动选择使机组工作在蒸汽变频压缩制冷模式、热管及蒸汽变频压缩制冷模式、热管模式，充分利用室外的冷源，实现了机组的节能运行，在相同制冷量的情况下与三级能耗的空调相比年节省8233度电直接节省6587元，与一级能耗的空调相比年节省7265度电，直接节省5811 (以每度电0.8元计算)元，减少7265kg的二氧化碳排放量。
[0016]将两个系统的换热器和冷凝器分别对应做成一体结构，节省了空间，同时减少风机数量和散热片数量，使机组结构更紧凑，降低了空调的制作成本；
[0017]热管蒸发器采用了一定倾斜角度的独特设计，有效的减缓了制冷剂蒸发气泡对制冷剂流动的阻碍作用可进一步的加强了流动动力，有效的解决了热管系统中制冷剂流动阻力的问题，提高了制冷效果；
[0018]制冷系统采用变频压缩机和变频风机，制冷循环效率高，具有高能效比的优势，能效比C0P4.1 (一级节能空调只有C0P3.2)，比目前的精密空调节能30%。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本发明的结构示意图
[0020]图2是本发明的控制原理图
[0021]图3是本发明的室内换热器结构示意图
[0022]其中:1为室外风机、2为室外温度传感器、3为室内温度传感器、4为室内风机、5为冷凝器、6为变频压缩机、7为感温包、8为蒸发器、9为热力膨胀阀、10为储液器、11为热管冷凝器、12为电动截止阀一、13为热管蒸发器、14为电动截止阀二、15为室外换热器、16为室内换热器。
【具体实施方式】
[0023]现在结合附图和具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0024]如图1所示，一种热管及蒸汽压缩复合式基站节能空调，具有:热管系统，包括热管冷凝器11、电动截止阀一 12、热管蒸发器13和电动截止阀二 14，通过管道依次连接形成回路；
[0025]蒸汽变频压缩制冷循环系统，包括冷凝器5、变频压缩机6、蒸发器8、热力膨胀阀9、储液罐10，通过管道依次连接形成回路，所述热力膨胀阀感温包7安装于蒸发器8出口，监控蒸发器出口的温度，从而自动调节制冷剂液体的流量，保证进入压缩机蒸汽的过热度；
[0026]所述热管蒸发器13与蒸发器8构成一体,为室内换热器15,并共用一个室外风机I ;所述热管冷凝器11与冷凝器5构成一体，为室外换热器16，且共用一个室内风机4;所述室内换热器入口处装室内温度传感器3 ;所述室外换热器入口处装室外温度传感器2。
[0027]所述热管冷凝器和热管蒸发器倾斜安装，热管冷凝器与冷凝器之间成一夹角，夹角为7° -15° ;热管蒸发器与蒸发器之间成一夹角，夹角为7° -15°。如图3所示，安装时，蒸发器8平面垂直地面，从而使热管蒸发器13平面与地面成一(7° -15° )斜角。该夹角的设计可有效的减缓了制冷剂蒸发气泡对制冷剂流动的阻碍作用，进一步的加强了流动动力，有效的解决了热管系统中制冷剂流动阻力的问题，提高了制冷效果。
[0028]工作原理如图2所示，控制器采集室内温度和室外温度，计算得温差Λ Τ，当Λ T< Kl时，则室外冷源不足，电动截止阀一和电动截止阀二关闭、启动变频压缩机和风扇，进行蒸气压缩制冷循环，只开启蒸汽变频压缩制冷模式。
[0029]当Kl ^Δ< Κ2时，存在一定的室外冷源，电动截止阀一和电动截止阀二开启、启动变频压缩机和风扇，同时开启蒸汽变频压缩制冷模式及热管制冷模式。
[0030]当Λ T≤Κ2时，则室外冷源丰富，电动截止阀一和电动截止阀二开启、启动风扇、变频压缩机关闭，只开启热管模式。
[0031]综上所述，相对于同类的整体式热管/蒸气压缩复合式空调机组，本专利具有一定的技术创新性，主要体现在热管系统与制冷系统的耦合设计及整个系统的控制部分、采用具有三角形小翼的高效换热器作为系统的蒸发器、对于蒸发器和冷凝器中热管部分采用倾斜的设计、以及采用变频技术等，从而使得本专利所设计的热管/蒸气压缩复合式空调机组有着较高能效比。
[0032]相对于传统的精密空调制冷方案，本专利广品的优点体现在:①具有更闻的能效t匕，COP高达4.1 (现有一级空调仅为C0P3.2)，节电能力大大提升至40% ; (2)②同时热管/蒸气压缩复合的形式，又优于空调和热管换热器联合使用形式，只需一次安装，其安装使用方式与原空调方式一样，便于现有结构的基站空间安装；③价格方面与同级制冷量的空调价格仅高出30%，但二年节电的费用就可收回设备投资。以上海地区为列，一年可以运行3800小时，在相同制冷量的情况下与三级能耗的空调相比年节省8233度电直接节省6587元，与一级能耗的空调相比年节省7265度电，直接节省5811 (以每度电0.8元计算)元，减少7265kg的二氧化碳排放量。在25°C进风的条件下，与三级能耗的空调相比年节省3293度电直接节省2634元，与一级能耗的空调相比年节省2905度电，直接节省2324元减少了2905kg的二氧化碳排放量。
[0033]相对于传统的新风系统方案，本专利产品由于结合了空调与热管的双重优点，保证了基站内环境的相对封闭，避免因引入新风对室内洁净度和湿度的影响，从而保证了通讯设备运行的可靠性，也一定程度上降低了维护成本(如除尘)；同时能够在过渡季和冬季利用室外自然冷量对室内空间进行降温，能最大程度上实现节能效果。
[0034]本专利分离式热管蒸气压缩复合式基站机房空调具有良好的节能减排效果和可观的经济效益，也具有较大的市场推广价值。此外，该专利项目落户于住建部(武进)绿色建筑产业集聚示范区，得到了示范区领导的极大关注，并且目前已有样机在贵州省政府进行示范测试，市场前景十分广阔。
[0035]以上所述的实施仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种热管及蒸汽压缩复合式基站节能空调，其特征在于，包括:热管系统，包括热管冷凝器、电动截止阀一、热管蒸发器和电动截止阀二，通过管道依次连接形成回路； 蒸汽变频压缩制冷循环系统，包括冷凝器、变频压缩机、蒸发器、热力膨胀阀、储液罐，通过管道依次连接形成回路，所述热力膨胀阀感温包安装于蒸发器出口 ； 所述热管蒸发器与蒸发器构成一体，为室内换热器，并共用一个室外风机；所述热管冷凝器与冷凝器构成一体，为室外换热器，且共用一个室内风机；所述室内换热器入口处装室内温度传感器；所述室外换热器入口处装室外温度传感器； 控制系统，通过数据线与室内温度传感器和室外温度传感器相连，同时控制热管系统和蒸汽变频压缩制冷循环系统； 所述热管冷凝器和热管蒸发器倾斜安装，热管冷凝器与冷凝器之间成一夹角，热管蒸发器与蒸发器之间成一夹角； 所述室内换热器安装的高度低于室外换热器的安装高度。
2.根据权利要求1所述的热管及蒸汽压缩复合式基站节能空调，其特征在于:所述的热管冷凝器与冷凝器之间的夹角为7° -15°，热管蒸发器与蒸发器之间的夹角为7。-15° 。
3.根据权利要求1所述的热管及蒸汽压缩复合式基站节能空调，其特征在于:所述的室内换热器和室外换热器具有三角形翅片。
4.根据权利要求1所述的热管及蒸汽压缩复合式基站节能空调，其特征在于:所述的室内风机和室外风机均为变频风机。
5.根据权利要求1所述的热管及蒸汽压缩复合式基站节能空调，其特征在于:所述的热管冷凝器与冷凝器共用一张散热片，热管蒸发器与蒸发器共用一张散热片。
【文档编号】F24F11/02GK103776115SQ201410029476
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月22日 优先权日:2014年1月22日
【发明者】姚勇 申请人:姚勇