專利名稱：一種消除房間余熱的節(jié)能冷卻裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種消除房間余熱的節(jié)能冷卻裝置，屬于消除房間余 熱的節(jié)能冷卻裝置的改造技術。
背景技術：
在工業(yè)生產中往往存在常年都有冷負荷的房間，而房間內的設備又
不能直接通風冷卻，如電信基站，通訊交換機房等。統(tǒng)計分析，在這 些場合的空調用電量約占總用電量的50%以上，由于設備發(fā)熱量大，需要 全年制冷，而運行環(huán)境又要求比較高，不能直接通風來降低房間溫度。 所以存在冬季和春秋季節(jié)，室外溫度較低的情況下，仍然需要模擬夏天 的運行參數(shù)來保證室內溫度、濕度的穩(wěn)定，能量損耗比較嚴重。
如何減少冬季和春秋季節(jié)的冷卻能耗，中國專利申請?zhí)?為200710120423中公開了 一種通訊基站空調機組及基站內空氣循環(huán)的方 法，雖然通過整體式的空調把制冷和利用室外冷源的問題都解決，但是 完全通過墻孔從房間取風和送風，不但增加了風機的功耗，而且對建筑 物墻體的開孔面積也是非常大的；雖然新風通過進風格柵和空氣過濾， 對進入房間的空氣有所改善，但但同時又增加了空調機的維護工作量， 對于常年無人值守的基站來說，非常的不方便，并且室外灰塵等外來顆 粒會引起過濾器的堵塞，從而降低室外空氣的引入量，降低自然冷卻節(jié) 能的效果。
中國專利申請?zhí)枮?00610034904.1公開了 一種基站用節(jié)能冷卻裝
4置，冷凝器和蒸發(fā)器通過管道串接組成封閉系統(tǒng)，循環(huán)工質在管道中循 環(huán)，把熱量從高溫的室內空氣轉移到低溫的室外空氣。該系統(tǒng)雖然解決 了通風管道穿墻的孔洞比較大，安裝對建筑破壞等問題，但是由于空調 和該裝置是兩套獨立的系統(tǒng)，這兩者間的控制會比較復雜，帶來控制上 的困難，而且，兩套設備的購買和安裝使初投資和安裝成本顯著增加。
實用新型內容
本實用新型的目的在于考慮上述問題而提供一種通過循環(huán)工質傳 輸冷量，而不需要開大的通風孔和避免從外界引入灰塵的消除房間余熱 的節(jié)能冷卻裝置。本實用新型控制簡單，安裝方便，成本低廉。
本實用新型的技術方案是包括有室外機部分、室內機部分及其控制 裝置；其中室內機部分包括室內換熱器，室外機部分包括室外換熱器，
壓縮機，節(jié)流機構，其還包括第一旁路通道和第二旁路通道，其中第一 旁路通道在室外換熱器與節(jié)流機構之間分叉，分叉處設有控制循環(huán)工質 方向的第一控制機構，第一旁路通道連接至節(jié)流機構和室內換熱器之間
的管路交點，第一旁路通道上還設有循環(huán)工質液泵；第二旁路通道在室 內換熱器與壓縮機之間分叉，分叉處設有控制循環(huán)工質方向的第二控制 機構，第二旁路通道連接至壓縮機和室外換熱器之間的管路交點，且房 間的室內及室外分別設有溫度傳感器，溫度傳感器、第一控制機構及第 二控制機構分別與控制裝置電連接。
上述第一旁路通道上還設有控制循環(huán)工質液泵工作的電動控制閥， 電動控制閥位于循環(huán)工質液泵與管路交點之間。
上述第一旁路通道上還設有置于控制機構與循環(huán)工質液泵之間的儲液器。
上述控制循環(huán)工質方向的控制機構與室外換熱器之間還設有儲液器。上述儲液器內設有檢測儲液器的液位、以控制循環(huán)工質液泵啟停的 液位控制探頭。
上述儲液器內設有檢測儲液器的液位、以控制循環(huán)工質液泵啟停的 液位控制探頭。
上述控制循環(huán)工質方向的第一控制機構和控制循環(huán)工質方向的第 二控制機構為電控閥，第一控制機構包括有第一閥口、第二闔口及第三 閥口，其中第一控制機構的第一閥口與室外換熱器連接，第二閥口與節(jié)
流機構連接，第三閥口與第一旁路通道連接，控制循環(huán)工質方向的第二 控制機構也包括有第一閥口、第二閥口及第三閥口，第二控制機構的第 一閥口與室內換熱器連接，第二閥口與第二旁路通道連接，第三閥口與
壓縮機連接。
上述室內換熱器及室外換熱器分別包括風機和盤管。
上述室內換熱器及室外換熱器釆用翅片管換熱盤管或平流管換熱盤管。
本實用新型具有如下優(yōu)點在保證對房間室內冷卻的前提下，根據 房間內外側的溫度情況實現(xiàn)了節(jié)能冷卻裝置分級運行，分級節(jié)能的功能， 不但不需要開通風墻孔和避免從外界引入灰塵，同時，本實用新型控制 簡單，安裝方便，降低了生產和安裝成本。本實用新型是一種設計巧妙， 性能優(yōu)良，方便實用的消除房間余熱的節(jié)能冷卻裝置。

圖i是本實用新型提供的節(jié)能冷卻裝置的結構示意圖2是本實用新型提供的節(jié)能冷卻裝置實施例1的結構示意圖； 圖3是實施例1的蒸氣壓縮制冷和熱管循環(huán)模式運行時的LgP-h曲 線示意圖4為本實用新型節(jié)能冷卻裝置三種運行模式時的能耗示意圖；圖5為本實用新型節(jié)能冷卻裝置的控制方法的示意圖； 圖6為本實用新型節(jié)能冷卻裝置實施例2的結構示意圖； 圖7是現(xiàn)有技術中蒸氣壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)的示意圖。 其中1:壓縮機；2:室外換熱器；3:節(jié)流機構；4:室內換熱器; 5:工質流向控制機構；6:工質液泵；7:第一旁路通道；8:工質流向 控制機構；9:第二旁路通道；10:電動控制閥；1.2:儲液器；13:液位 控制探頭；14:室外機部分；15:室內機部分；16:管路交點；17:管 路交點。
具體實施方式實施例1:
圖2為本實用新型一種實施方式的結構示意圖，該節(jié)能冷卻裝置包 括室外機部分14和室內機部分15;其中室內機部分15包括室內換熱器 4,室外機部分14包括室外換熱器2,壓縮機l,節(jié)流機構3，其還包括 第一旁路通道7和第二旁路通道9，其中第一旁路通道7包括連接在節(jié)流 機構3與室外換熱器2之間的工質流向第一控制機構5，帶有液位控制探 頭13的儲液器12，工質液泵6，電動控制閥IO,第一旁路通道7連接至 節(jié)流機構3和室內換熱器4之間的管路交點16;第二旁路通道9在室內 換熱器4與壓縮機1之間分叉，分叉處設有控制循環(huán)工質方向的第二控 制機構8，第二旁路通道9連接至壓縮機1和室外換熱器2之間的管路交 點17。上述控制循環(huán)工質方向的第一控制機構5和控制循環(huán)工質方向的 第二控制機構8為電控閥，第一控制機構5包括有第一閥口 5a、第二閥 口 5b及第三閥口 5c,其中第一控制機構5的第一閥口 5a與室外換熱器 2連接，第二閥口 5b與節(jié)流機構3連接，第三閥口 5c與第一旁路通道7 連接，控制循環(huán)工質方向的第二控制機構8也包括有第一閬口 8a、第二 閥口 8b及第三閬口 8c，第二控制機構8的第一閩口 8a與室內換熱器4連接，第二閥口 8b與第二旁路通道9連接，第三閥口8c與壓縮機l連 接。
該節(jié)能冷卻裝置隨著工作環(huán)境的變化會在三種運行模式中切換，三 種模式分別是蒸氣壓縮制冷模式、熱管制冷模式和節(jié)能模式。
如圖2所示，蒸氣壓縮制冷模式運行時，工作介質沿圖中實線標示 的方向流動，壓縮機1工作，高溫高壓工質氣體在室外機換熱器2冷凝 為高壓液體，通過節(jié)流機構3節(jié)流成低壓液體，低壓液體在室內機換熱 器4中蒸發(fā)成低壓氣體，從室內吸收余熱，低壓氣體被壓縮機吸入，如 此完成整個工質循環(huán)。其中，壓縮機，室內換熱器風機，室外換熱器風 機，節(jié)流機構都處于工作狀況，在三種模式中，蒸氣壓縮制冷模式的能 耗是最高的。
如圖2所示，熱管制冷模式運行時，壓縮機3不工作，工作介質沿 圖中虛線標示的方向流動，工質液泵6工作，推動液態(tài)工質到室內換熱 器4,液體工質在室內換熱器中蒸發(fā)，吸收室內余熱，氣態(tài)的工質通過第 二旁路通道，在室外換熱器中冷凝，向室外排出熱量，冷凝成液態(tài)的工 質液體流入到儲液器12,儲液器12有一定的儲液量，保證工質液泵6不 會進氣，當工質液位低于設定值，液位控制探頭13會暫時停止工質液泵 6的運行。該模式運行時，壓縮機3不工作，推動循環(huán)的是工質液泵6， 運行能耗下降很多。
當室內溫度達到設定值T2時，不需要繼續(xù)降溫，節(jié)能冷卻裝置進入 節(jié)能模式，只有室內機風機工作，室內換熱器的蒸發(fā)量明顯下降，室內 風機推動室內空氣循環(huán)，不至于造成局部過熱。當不滿足室內溫度達到 設定值T2的條件時，再切換成其他模式。節(jié)能模式運行時，室外機內的 壓縮機l、換熱器風機、工質液泵6都不運轉，只有室內機風機運轉，是 能耗最低的運行模式。的節(jié)能冷卻裝置在三種模式運行時
功率的比較，在蒸氣壓縮制冷模式時，功率為2650w;在熱管制冷模式運 行時，功率為350w;在節(jié)能模式運行時，功率為150w,三者的比值為17. 7: 2.3: 1,可以看出采用熱管制冷模式和節(jié)能模式運行時，節(jié)能效果是非 常顯著的。
圖3為節(jié)能冷卻裝置壓縮制冷和熱管循環(huán)運行時的LgP-h曲線示意 圖，如圖A-B-C-D-A循環(huán)為蒸氣壓縮制冷模式的工質流程，A-B為壓縮機
1將低溫低壓制冷工質蒸氣壓縮成高溫高壓制冷工質蒸氣的增壓過程， B-C為制冷工質在室外換熱器2內冷凝液化的放熱過程，C-D為制冷工質 在室外節(jié)流機構3中的節(jié)流降溫降壓過程，D-A為低壓制冷工質液體在室 內換熱器4中蒸發(fā)氣化的吸熱過程。
如圖A'-B'-C'-E-D'- A'循環(huán)為熱管制冷模式的工質流程，A'-B'制 冷工質蒸氣通過第二旁路通道9到室外換熱器；B'-C'為制冷工質在室外 換熱器2內冷凝液化的放熱過程，(T-E為工質液泵6增壓過程，E-D'液 態(tài)制冷工質流到室內換熱器4， D'-A'為制冷工質液體在室內換熱器4中
蒸發(fā)氣化的吸熱過程。由于采用工質液泵作為輔助循環(huán)，即使室內換熱 器的位置高于室外換熱器的位置，也可以實現(xiàn)工質按照圖2中虛線所示 的方式進行流動。
圖5為本實用新型節(jié)能冷卻裝置的控制方法的示意圖，系統(tǒng)通過室 外側和室內側的溫度傳感器檢測出室內外的溫度，根據室內側和室外側 溫度變化及設定溫度情況，控制節(jié)能冷卻裝置的運行狀況。實際的控制 步驟如下
首先節(jié)能冷卻裝置開機運行，系統(tǒng)通過室外側和室內側溫度傳感器分 別檢測出室內溫度T內、室外溫度T外；
系統(tǒng)識別用戶控制運行模式所設定的室內設定溫度T設和節(jié)能工況設定溫度T2;
系統(tǒng)識別用戶控制運行模式所設定的室內設定溫度與室外環(huán)境溫度
的差值T1;
比較T內和節(jié)能工況設定溫度T2，當T內小于T2時，按照節(jié)能模式 運行室內換熱器風機開啟，控制循環(huán)工質方向的控制機構5的5a與5b 導通，5a與5c斷開，控制循環(huán)工質方向的控制機構8的8a與8b導通， 8a與8c斷開；
如果T內大于等于T2，且T設-T外的差值大于設定溫度差值T1時， 按照熱管制冷模式運行室內換熱器風機、室外換熱器風機、循環(huán)工質 液泵開啟，電動控制閥10開啟，控制循環(huán)工質方向的控制機構5的5a 與5b導通，5a與5c斷開，控制循環(huán)工質方向的控制機構8的8a與8b 導通，8a與8c斷開；
如果T設-T外的差值小于等于設定溫度差值Tl.時，按照蒸氣壓縮制 冷模式運行室內換熱器風機、室外換熱器風機、壓縮機、節(jié)流機構開 啟，控制循環(huán)工質方向的控制機構5的5a與5c導通，5a與5b斷開，控 制循環(huán)工質方向的控制機構8的8a與8c導通，8a與8b斷開。
當節(jié)能模式運行時，為了避免房間內出現(xiàn)局部過熱，室內風機始終處 于工作狀態(tài)，攪動室內的空氣使室內溫度傳感器能夠真正反映實際的室 內溫度。
實施例2:
如圖6所示為本實用新型另一種實施方式的結構示意圖，該節(jié)能冷卻 裝置包括室外機部分14和室內機部分15;其中室內機部分15包括室內 換熱器4，室外機部分14包括室外換熱器2，壓縮機l,節(jié)流機構3，儲 液器12位于工質流向控制機構5與室外換熱器2之間，還包括第一旁路 通道7和第二旁路通道9，其中第一旁路通道7包括連接在節(jié)流機構3與
10室外換熱器2之間的工質流向控制機構5，工質液泵6，電動控制閥IO, 第一旁路通道7連接至節(jié)流機構3和室內換熱器4之間的管路交點16; 第二旁路通道9在室內換熱器4與壓縮機1之間分叉，分叉處設有控制 循環(huán)工質方向的控制機構8,第二旁路通道9連接至壓縮機1和室外換熱 器2之間的管路交點17。本實施例采用工質為R22,制冷壓縮機的功率 為18.7千瓦，標準工況制冷量為54千瓦，室內機釆用柜機形式，室內 機可釆用通風管道把風送至需要降溫設備的附近或者內部。本實施例的 控制方式與實施例1的控制方式相同。
圖7為傳統(tǒng)蒸氣壓縮制冷循環(huán)的結構圖，可以看出傳統(tǒng)蒸氣壓縮制 冷循環(huán)只有壓縮機運行一種運行模式可以采用，其耗電量與本實用新型 的蒸氣壓縮制冷模式相當，即使室外空氣溫度降低后，為了給房間降溫， 也必須開壓縮機。當室外溫度比較低時，會出現(xiàn)蒸發(fā)器側的空氣溫度遠 高于冷凝器側的空氣溫度，造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定，而能量消耗還很大。
權利要求1、一種消除房間余熱的節(jié)能冷卻裝置，包括有室外機部分(14)、室內機部分(15)及其控制裝置；其中室內機部分(15)包括室內換熱器(4)，室外機部分(14)包括室外換熱器(2)，壓縮機(1)，節(jié)流機構(3)，其特征在于還包括第一旁路通道(7)和第二旁路通道(9)，其中第一旁路通道(7)在室外換熱器(2)與節(jié)流機構(3)之間分叉，分叉處設有控制循環(huán)工質方向的第一控制機構(5)，第一旁路通道(7)連接至節(jié)流機構(3)和室內換熱器(4)之間的管路交點(16)，第一旁路通道(7)上還設有循環(huán)工質液泵(6)；第二旁路通道(9)在室內換熱器(4)與壓縮機(1)之間分叉，分叉處設有控制循環(huán)工質方向的第二控制機構(8)，第二旁路通道(9)連接至壓縮機(1)和室外換熱器(2)之間的管路交點(17)，且房間的室內及室外分別設有溫度傳感器，溫度傳感器、第一控制機構(5)及第二控制機構(8)分別與控制裝置電連接。
2、 根據權利要求l所述的消除房間余熱的節(jié)能冷卻裝置，其特征在于上述第一旁路通道(7)上還設有控制循環(huán)工質液泵(6)工作的電動控制閥ao),電動控制閥(10)位于循環(huán)工質液泵(6)與管路交點(16)之間。
3、 根據權利要求l所述的消除房間余熱的節(jié)能冷卻裝置，其特征在于上 述第一旁路通道(7)上還設有置于控制機構(5)與循環(huán)工質液泵(6)之間 的儲液器(12)。
4、 根據權利要求1所述的消除房間余熱的節(jié)能冷卻裝置，其特征在于上 述控制循環(huán)工質方向的控制機構(5 )與室外換熱器(2 )之間還設有儲液器(12 )。
5、 根據權利要求3所述的消除房間余熱的節(jié)能冷卻裝置，其特征在于上 述儲液器(12)內設有檢測儲液器(12)的液位、以控制循環(huán)工質液泵(6)啟停的液位控制探頭(13)。
6、根據權利要求4所述的消除房間余熱的節(jié)能冷卻裝置，其特征在于上述儲液器(12)內設有檢測儲液器(12)的液位、以控制循環(huán)工質液泵(6) 啟停的液位控制探頭(13)。
7、根據權利要求1至6任一項所述的消除房間余熱的節(jié)能冷卻裝置， 其特征在于上述控制循環(huán)工質方向的第一控制機構(5)和控制循環(huán)工質方向 的第二控制機構(8)為電控閥，第一控制機構(5)包括有第一闔口 (5a)、 第二閩口 (5b)及第三閥口 (5c),其中第一控制機構(5)的第一閥口 (5a) 與室外換熱器(2)連接，第二閥口 。b)與節(jié)流機構(3)連接，第三閩口(5c)與第一旁路通道(7)連接，控制循環(huán)工質方向的第二控制機構(8) 也包括有第一閥口 (8a)、第二閥口 (8b)及第三閥口 (8c),第二控制機構(8)的第一閬口 (8a)與室內換熱器(4)連接，第二閥口 (8b)與第二旁 路通道(9 )連接，第三閥口 ( 8c )與壓縮機(1 )連接。
8、 根據權利要求7所述的消除房間余熱的節(jié)能冷卻裝置，其特征在于上述室內換熱器(4)及室外換熱器(2)分別包括風機和盤管。
9、 根據權利要求8所述的消除房間余熱的節(jié)能冷卻裝置，其特征在于上 述室內換熱器(4)及室外換熱器(2)采用翅片管換熱盤管或平流管換熱盤管。
專利摘要本實用新型是一種消除房間余熱的節(jié)能冷卻裝置。包括有室外機部分、室內機部分及其控制裝置；其中室內機部分包括室內換熱器，室外機部分包括室外換熱器，壓縮機，節(jié)流機構，其還包括第一旁路通道和第二旁路通道，其中第一旁路通道在室外換熱器與節(jié)流機構之間分叉，分叉處設有控制循環(huán)工質方向的第一控制機構，第一旁路通道連接至節(jié)流機構和室內換熱器之間的管路交點，第一旁路通道上還設有循環(huán)工質液泵；第二旁路通道在室內換熱器與壓縮機之間分叉，分叉處設有控制循環(huán)工質方向的第二控制機構，第二旁路通道連接至壓縮機和室外換熱器之間的管路交點，且房間的室內及室外分別設有溫度傳感器，溫度傳感器、第一控制機構及第二控制機構分別與控制裝置電連接。本實用新型節(jié)能，安裝方便，降低了生產和安裝成本。
文檔編號F24F3/06GK201348395SQ20082020669
公開日2009年11月18日 申請日期2008年12月31日 優(yōu)先權日2008年12月31日
發(fā)明者陽 劉, 李向陽, 程宏理 申請人:廣東美的電器股份有限公司