熱管及蒸汽壓縮復(fù)合式基站節(jié)能空調(diào)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種熱管及蒸汽壓縮復(fù)合式基站節(jié)能空調(diào)，具有熱管系統(tǒng)，包括熱管冷凝器、電動截止閥一、熱管蒸發(fā)器和電動截止閥二，通過管道依次連接形成回路；蒸汽變頻壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)，包括冷凝器、變頻壓縮機、蒸發(fā)器、熱力膨脹閥、儲液罐，通過管道依次連接形成回路；熱管蒸發(fā)器與蒸發(fā)器構(gòu)成一體為室內(nèi)換熱器；熱管冷凝器與冷凝器構(gòu)成一體為室外換熱器機；控制系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)線與室內(nèi)溫度傳感器和室外溫度傳感器相連，同時制熱管系統(tǒng)和蒸汽變頻壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)；熱管冷凝器和熱管蒸發(fā)器傾斜安裝，熱管冷凝器與冷凝器之間成一夾角，熱管蒸發(fā)器與蒸發(fā)器之間成一夾角?？沙浞掷檬彝饫湓矗瑢崿F(xiàn)機組的節(jié)能運行，制冷循環(huán)效率高。
【專利說明】熱管及蒸汽壓縮復(fù)合式基站節(jié)能空調(diào)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種節(jié)能空調(diào)，特別涉及一種熱管及蒸汽壓縮復(fù)合式基站節(jié)能空調(diào)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]由于基站機房等內(nèi)熱源封閉環(huán)境需要全年的冷卻換熱技術(shù)，然而用于基站和機房的全年冷卻方案均存在各自的弊端和不足。對于采用傳統(tǒng)機械制冷的方案而言，雖然可以保證室內(nèi)空間降溫的安全性，但由于空調(diào)設(shè)備全年制冷運行，無法從根本上實現(xiàn)空調(diào)的運行節(jié)能；而對于新風(fēng)利用、熱管等技術(shù)方案，雖然能夠在過渡季和冬季利用室外自然冷量對室內(nèi)空間進行降溫，但存在室內(nèi)潔凈度、濕度控制困難，初投資或維護成本過高，節(jié)能設(shè)備與主空調(diào)設(shè)備的耦合控制困難等問題。對于基站和機房的內(nèi)部空間冷卻，理想的技術(shù)方案應(yīng)以冷卻可靠性、運行節(jié)能性和投資經(jīng)濟性為指導(dǎo)原則。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)公開的復(fù)合式空調(diào)包括熱管系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)，該兩組系統(tǒng)相互獨立且均為密閉循環(huán)回路，熱管系統(tǒng)的換熱器和制冷系統(tǒng)的換熱器分開加工，分開布置，每個系統(tǒng)的換熱器分別采用兩個風(fēng)機，其體積較大，占用空間大；每組系統(tǒng)的換熱器還需要單獨的散熱片；這樣整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，換熱效果不佳，能耗較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:為了克服現(xiàn)有的復(fù)合式空調(diào)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，冷卻效果不佳，能耗較大等問題，提供了一種熱管及蒸汽壓縮復(fù)合式基站節(jié)能空調(diào)，根據(jù)室內(nèi)外溫度情況，自動選擇使機組工作在蒸汽變頻壓縮制冷模式、熱管及蒸汽變頻壓縮制冷模式、熱管模式，充分利用室外的冷源，實現(xiàn)機組的節(jié)能運行。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種熱管及蒸汽壓縮復(fù)合式基站節(jié)能空調(diào)，包括:熱管系統(tǒng)，包括`熱管冷凝器、電動截止閥一、熱管蒸發(fā)器和電動截止閥二，通過管道依次連接形成回路；
[0006]蒸汽變頻壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)，包括冷凝器、變頻壓縮機、蒸發(fā)器、熱力膨脹閥、儲液罐，通過管道依次連接形成回路，所述熱力膨脹閥感溫包安裝于蒸發(fā)器出口，監(jiān)控蒸發(fā)器出口的溫度，從而自動調(diào)節(jié)制冷劑液體的流量，保證進入壓縮機蒸汽的過熱度。
[0007]所述熱管蒸發(fā)器與蒸發(fā)器構(gòu)成一體，為室內(nèi)換熱器，并共用一個室外風(fēng)機；所述熱管冷凝器與冷凝器構(gòu)成一體，為室外換熱器，且共用一個室內(nèi)風(fēng)機；所述室內(nèi)換熱器入口處裝室內(nèi)溫度傳感器；所述室外換熱器入口處裝室外溫度傳感器；
[0008]控制系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)線與室內(nèi)溫度傳感器和室外溫度傳感器相連，同時控制熱管系統(tǒng)和蒸汽變頻壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)；控制系統(tǒng)包含兩個優(yōu)化的闊值Kl和K2 (Kl < K2)，通過溫度傳感器采集室外溫度和室內(nèi)溫度信號進行比較，當(dāng)其溫差Λ T < Kl時，開啟蒸汽變頻壓縮制冷模式；當(dāng)Kl ^Δ< Κ2時，同時開啟蒸汽變頻壓縮制冷模式及熱管制冷模式；當(dāng)Λ T≤Κ2時，只開啟熱管模式。
[0009]所述熱管冷凝器和熱管蒸發(fā)器傾斜安裝，熱管冷凝器與冷凝器之間成一夾角，熱管蒸發(fā)器與蒸發(fā)器之間成一夾角；
[0010]所述室內(nèi)換熱器安裝的高度低于室外換熱器的安裝高度，以確保熱管制冷循環(huán)時制冷劑能在重力的作用下流動。
[0011]進一步地，所述的熱管冷凝器與冷凝器之間的夾角為7° -15°，熱管蒸發(fā)器與蒸發(fā)器之間的夾角為7° -15°。
[0012]進一步地，所述的室內(nèi)換熱器和室外換熱器具有三角形翅片，該種類型的換熱器較普通的換熱器的效率可提高10%，進一步提高了整體系統(tǒng)的換熱量。
[0013]進一步地，所述的室內(nèi)風(fēng)機和室外風(fēng)機均為變頻風(fēng)機，制冷循環(huán)效率高，節(jié)能效果顯著。
[0014]進一步地，所述的熱管冷凝器與冷凝器共用一張散熱片，熱管蒸發(fā)器與蒸發(fā)器共用一張散熱片，當(dāng)單個循環(huán)工作時，共用整張散熱片可使單邊換熱器的換熱面積得到擴展，換熱效果更好。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:熱管系統(tǒng)和蒸汽變頻壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)可分開工作也可同時配合工作，根據(jù)室內(nèi)外溫度情況，自動選擇使機組工作在蒸汽變頻壓縮制冷模式、熱管及蒸汽變頻壓縮制冷模式、熱管模式，充分利用室外的冷源，實現(xiàn)了機組的節(jié)能運行，在相同制冷量的情況下與三級能耗的空調(diào)相比年節(jié)省8233度電直接節(jié)省6587元，與一級能耗的空調(diào)相比年節(jié)省7265度電，直接節(jié)省5811 (以每度電0.8元計算)元，減少7265kg的二氧化碳排放量。
[0016]將兩個系統(tǒng)的換熱器和冷凝器分別對應(yīng)做成一體結(jié)構(gòu)，節(jié)省了空間，同時減少風(fēng)機數(shù)量和散熱片數(shù)量，使機組結(jié)構(gòu)更緊湊，降低了空調(diào)的制作成本；
[0017]熱管蒸發(fā)器采用了一定傾斜角度的獨特設(shè)計，有效的減緩了制冷劑蒸發(fā)氣泡對制冷劑流動的阻礙作用可進一步的加強了流動動力，有效的解決了熱管系統(tǒng)中制冷劑流動阻力的問題，提高了制冷效果；
[0018]制冷系統(tǒng)采用變頻壓縮機和變頻風(fēng)機，制冷循環(huán)效率高，具有高能效比的優(yōu)勢，能效比C0P4.1 (一級節(jié)能空調(diào)只有C0P3.2)，比目前的精密空調(diào)節(jié)能30%。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
[0020]圖2是本發(fā)明的控制原理圖
[0021]圖3是本發(fā)明的室內(nèi)換熱器結(jié)構(gòu)示意圖
[0022]其中:1為室外風(fēng)機、2為室外溫度傳感器、3為室內(nèi)溫度傳感器、4為室內(nèi)風(fēng)機、5為冷凝器、6為變頻壓縮機、7為感溫包、8為蒸發(fā)器、9為熱力膨脹閥、10為儲液器、11為熱管冷凝器、12為電動截止閥一、13為熱管蒸發(fā)器、14為電動截止閥二、15為室外換熱器、16為室內(nèi)換熱器。
【具體實施方式】
[0023]現(xiàn)在結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0024]如圖1所示，一種熱管及蒸汽壓縮復(fù)合式基站節(jié)能空調(diào)，具有:熱管系統(tǒng)，包括熱管冷凝器11、電動截止閥一 12、熱管蒸發(fā)器13和電動截止閥二 14，通過管道依次連接形成回路；
[0025]蒸汽變頻壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)，包括冷凝器5、變頻壓縮機6、蒸發(fā)器8、熱力膨脹閥9、儲液罐10，通過管道依次連接形成回路，所述熱力膨脹閥感溫包7安裝于蒸發(fā)器8出口，監(jiān)控蒸發(fā)器出口的溫度，從而自動調(diào)節(jié)制冷劑液體的流量，保證進入壓縮機蒸汽的過熱度；
[0026]所述熱管蒸發(fā)器13與蒸發(fā)器8構(gòu)成一體,為室內(nèi)換熱器15,并共用一個室外風(fēng)機I ;所述熱管冷凝器11與冷凝器5構(gòu)成一體，為室外換熱器16，且共用一個室內(nèi)風(fēng)機4;所述室內(nèi)換熱器入口處裝室內(nèi)溫度傳感器3 ;所述室外換熱器入口處裝室外溫度傳感器2。
[0027]所述熱管冷凝器和熱管蒸發(fā)器傾斜安裝，熱管冷凝器與冷凝器之間成一夾角，夾角為7° -15° ;熱管蒸發(fā)器與蒸發(fā)器之間成一夾角，夾角為7° -15°。如圖3所示，安裝時，蒸發(fā)器8平面垂直地面，從而使熱管蒸發(fā)器13平面與地面成一(7° -15° )斜角。該夾角的設(shè)計可有效的減緩了制冷劑蒸發(fā)氣泡對制冷劑流動的阻礙作用，進一步的加強了流動動力，有效的解決了熱管系統(tǒng)中制冷劑流動阻力的問題，提高了制冷效果。
[0028]工作原理如圖2所示，控制器采集室內(nèi)溫度和室外溫度，計算得溫差Λ Τ，當(dāng)Λ T< Kl時，則室外冷源不足，電動截止閥一和電動截止閥二關(guān)閉、啟動變頻壓縮機和風(fēng)扇，進行蒸氣壓縮制冷循環(huán)，只開啟蒸汽變頻壓縮制冷模式。
[0029]當(dāng)Kl ^Δ< Κ2時，存在一定的室外冷源，電動截止閥一和電動截止閥二開啟、啟動變頻壓縮機和風(fēng)扇，同時開啟蒸汽變頻壓縮制冷模式及熱管制冷模式。
[0030]當(dāng)Λ T≤Κ2時，則室外冷源豐富，電動截止閥一和電動截止閥二開啟、啟動風(fēng)扇、變頻壓縮機關(guān)閉，只開啟熱管模式。
[0031]綜上所述，相對于同類的整體式熱管/蒸氣壓縮復(fù)合式空調(diào)機組，本專利具有一定的技術(shù)創(chuàng)新性，主要體現(xiàn)在熱管系統(tǒng)與制冷系統(tǒng)的耦合設(shè)計及整個系統(tǒng)的控制部分、采用具有三角形小翼的高效換熱器作為系統(tǒng)的蒸發(fā)器、對于蒸發(fā)器和冷凝器中熱管部分采用傾斜的設(shè)計、以及采用變頻技術(shù)等，從而使得本專利所設(shè)計的熱管/蒸氣壓縮復(fù)合式空調(diào)機組有著較高能效比。
[0032]相對于傳統(tǒng)的精密空調(diào)制冷方案，本專利廣品的優(yōu)點體現(xiàn)在:①具有更聞的能效t匕，COP高達4.1 (現(xiàn)有一級空調(diào)僅為C0P3.2)，節(jié)電能力大大提升至40% ; (2)②同時熱管/蒸氣壓縮復(fù)合的形式，又優(yōu)于空調(diào)和熱管換熱器聯(lián)合使用形式，只需一次安裝，其安裝使用方式與原空調(diào)方式一樣，便于現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的基站空間安裝；③價格方面與同級制冷量的空調(diào)價格僅高出30%，但二年節(jié)電的費用就可收回設(shè)備投資。以上海地區(qū)為列，一年可以運行3800小時，在相同制冷量的情況下與三級能耗的空調(diào)相比年節(jié)省8233度電直接節(jié)省6587元，與一級能耗的空調(diào)相比年節(jié)省7265度電，直接節(jié)省5811 (以每度電0.8元計算)元，減少7265kg的二氧化碳排放量。在25°C進風(fēng)的條件下，與三級能耗的空調(diào)相比年節(jié)省3293度電直接節(jié)省2634元，與一級能耗的空調(diào)相比年節(jié)省2905度電，直接節(jié)省2324元減少了2905kg的二氧化碳排放量。
[0033]相對于傳統(tǒng)的新風(fēng)系統(tǒng)方案，本專利產(chǎn)品由于結(jié)合了空調(diào)與熱管的雙重優(yōu)點，保證了基站內(nèi)環(huán)境的相對封閉，避免因引入新風(fēng)對室內(nèi)潔凈度和濕度的影響，從而保證了通訊設(shè)備運行的可靠性，也一定程度上降低了維護成本(如除塵)；同時能夠在過渡季和冬季利用室外自然冷量對室內(nèi)空間進行降溫，能最大程度上實現(xiàn)節(jié)能效果。
[0034]本專利分離式熱管蒸氣壓縮復(fù)合式基站機房空調(diào)具有良好的節(jié)能減排效果和可觀的經(jīng)濟效益，也具有較大的市場推廣價值。此外，該專利項目落戶于住建部(武進)綠色建筑產(chǎn)業(yè)集聚示范區(qū)，得到了示范區(qū)領(lǐng)導(dǎo)的極大關(guān)注，并且目前已有樣機在貴州省政府進行示范測試，市場前景十分廣闊。
[0035]以上所述的實施僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進，均落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種熱管及蒸汽壓縮復(fù)合式基站節(jié)能空調(diào)，其特征在于，包括:熱管系統(tǒng)，包括熱管冷凝器、電動截止閥一、熱管蒸發(fā)器和電動截止閥二，通過管道依次連接形成回路； 蒸汽變頻壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)，包括冷凝器、變頻壓縮機、蒸發(fā)器、熱力膨脹閥、儲液罐，通過管道依次連接形成回路，所述熱力膨脹閥感溫包安裝于蒸發(fā)器出口 ； 所述熱管蒸發(fā)器與蒸發(fā)器構(gòu)成一體，為室內(nèi)換熱器，并共用一個室外風(fēng)機；所述熱管冷凝器與冷凝器構(gòu)成一體，為室外換熱器，且共用一個室內(nèi)風(fēng)機；所述室內(nèi)換熱器入口處裝室內(nèi)溫度傳感器；所述室外換熱器入口處裝室外溫度傳感器； 控制系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)線與室內(nèi)溫度傳感器和室外溫度傳感器相連，同時控制熱管系統(tǒng)和蒸汽變頻壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)； 所述熱管冷凝器和熱管蒸發(fā)器傾斜安裝，熱管冷凝器與冷凝器之間成一夾角，熱管蒸發(fā)器與蒸發(fā)器之間成一夾角； 所述室內(nèi)換熱器安裝的高度低于室外換熱器的安裝高度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管及蒸汽壓縮復(fù)合式基站節(jié)能空調(diào)，其特征在于:所述的熱管冷凝器與冷凝器之間的夾角為7° -15°，熱管蒸發(fā)器與蒸發(fā)器之間的夾角為7。-15° 。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管及蒸汽壓縮復(fù)合式基站節(jié)能空調(diào)，其特征在于:所述的室內(nèi)換熱器和室外換熱器具有三角形翅片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管及蒸汽壓縮復(fù)合式基站節(jié)能空調(diào)，其特征在于:所述的室內(nèi)風(fēng)機和室外風(fēng)機均為變頻風(fēng)機。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管及蒸汽壓縮復(fù)合式基站節(jié)能空調(diào)，其特征在于:所述的熱管冷凝器與冷凝器共用一張散熱片，熱管蒸發(fā)器與蒸發(fā)器共用一張散熱片。
【文檔編號】F24F11/02GK103776115SQ201410029476
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】姚勇 申請人:姚勇