本實用新型涉及空調(diào)制冷技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種組合式換熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有制冷裝置主要是采用精密空調(diào)制冷進(jìn)行溫度控制，這種系統(tǒng)的動力來自壓縮機(jī)，用于將室內(nèi)的熱量搬運(yùn)到室外，目前多采用變頻進(jìn)行控制。這種方式的缺點(diǎn)是壓縮機(jī)需要常年運(yùn)轉(zhuǎn)能耗大，壓縮機(jī)屬于運(yùn)轉(zhuǎn)部件存在使用壽命，設(shè)備初期投入和后期能耗費(fèi)用均較高，最主要的問題是無法利用天然冷源，不符合目前節(jié)能環(huán)保的主流趨勢。

另外一種是采用重力分離式熱管進(jìn)行溫度控制，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是可以充分利用天然冷源。但是其缺點(diǎn)是適應(yīng)性差，遇到室外溫度較高的地域或時段時無法使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理的組合式換熱系統(tǒng)，將空調(diào)制冷換熱和自然冷源換熱結(jié)合起來，溫度控制精度高，降低了運(yùn)行費(fèi)用，適用范圍更廣，適合長時間運(yùn)行。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采取的技術(shù)方案是：

一種組合式換熱系統(tǒng)，包括設(shè)置在室外的冷凝器和第一風(fēng)機(jī)，設(shè)置在室內(nèi)的氟泵、蒸發(fā)器和第二風(fēng)機(jī)，所述氟泵、冷凝器、蒸發(fā)器和氟泵依次通過介質(zhì)管道相連，形成載冷劑流動回路；介質(zhì)管道分為介質(zhì)液管和介質(zhì)氣管，氟泵設(shè)置在蒸發(fā)器與冷凝器之間的介質(zhì)氣管上，冷凝器與蒸發(fā)器另一側(cè)通過介質(zhì)液管相連，冷凝器的兩端還設(shè)有貫穿冷凝器的在室外的旁通管道一，蒸發(fā)器的兩端還設(shè)有貫穿蒸發(fā)器的在室內(nèi)的旁通管道二，氟泵與控制器相連，蒸發(fā)器的進(jìn)口介質(zhì)液管上設(shè)有與控制器相連的電子膨脹閥；旁通管道一及介質(zhì)氣管在冷凝器的進(jìn)口端分別設(shè)有熱管進(jìn)口閥和空調(diào)進(jìn)口閥，旁通管道二及介質(zhì)氣管在蒸發(fā)器的出口端分別設(shè)有熱管出口閥和空調(diào)出口閥，能構(gòu)成分離式熱管回路。

優(yōu)選的，所述冷凝器為分體式，包括空調(diào)冷凝器和熱管冷凝器，介質(zhì)管道貫穿空調(diào)冷凝器，旁通管道一貫穿熱管冷凝器，空調(diào)進(jìn)口閥設(shè)置在空調(diào)冷凝器進(jìn)口端的介質(zhì)氣管上，熱管進(jìn)口閥設(shè)置在熱管冷凝器進(jìn)口端的旁通管道一上。

優(yōu)選的，所述蒸發(fā)器為分體式，包括空調(diào)蒸發(fā)器和熱管蒸發(fā)器，介質(zhì)管道貫穿空調(diào)蒸發(fā)器，旁通管道二貫穿熱管蒸發(fā)器，空調(diào)蒸發(fā)器出口端與氟泵之間的介質(zhì)液管上設(shè)有空調(diào)出口閥，熱管蒸發(fā)器出口端的旁通管道二上設(shè)有熱管出口閥。

優(yōu)選的，所述介質(zhì)氣管上設(shè)有室內(nèi)氣管截止閥和室外氣管截止閥，介質(zhì)液管上設(shè)有室內(nèi)液管截止閥和室外液管截止閥。

優(yōu)選的，還設(shè)有與控制器相連的室外溫度傳感器和室內(nèi)溫度傳感器，室外溫度傳感器及室內(nèi)溫度傳感器分別設(shè)置在第一風(fēng)機(jī)和第二風(fēng)機(jī)的入風(fēng)口。

優(yōu)選的，所述空調(diào)進(jìn)口閥、熱管進(jìn)口閥、空調(diào)出口閥及熱管出口閥均為與控制器相連的電動截止閥。

優(yōu)選的，所述空調(diào)蒸發(fā)器采用銅管穿翅片和/或鋁制微通道，所述熱管蒸發(fā)器采用銅管穿翅片和/或鋁制微通道。

優(yōu)選的，所述空調(diào)冷凝器采用銅管穿翅片和/或鋁制微通道，所述熱管冷凝器采用銅管穿翅片和/或鋁制微通道。

優(yōu)選的，所述氟泵為可變流量氟泵。

優(yōu)選的，所述第一風(fēng)機(jī)和第二風(fēng)機(jī)均為與控制器相連的調(diào)速風(fēng)機(jī)。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：利用第一風(fēng)機(jī)、冷凝器、熱管進(jìn)口閥、蒸發(fā)器、第二風(fēng)機(jī)、及熱管出口閥組成熱管回路，利用第一風(fēng)機(jī)、冷凝器、空調(diào)進(jìn)口閥、電子膨脹閥、蒸發(fā)器、第二風(fēng)機(jī)、空調(diào)出口閥及氟泵造成空調(diào)回路，熱管回路利用自然冷源換熱，空調(diào)回路利用制冷方式換熱。通過熱管進(jìn)口閥、空調(diào)進(jìn)口閥及熱管出口閥、空調(diào)出口閥的相互切換，實現(xiàn)熱管回路和空調(diào)回路的切換及補(bǔ)充，實現(xiàn)了空調(diào)系統(tǒng)對熱管系統(tǒng)的有效補(bǔ)充，并可在熱管運(yùn)行區(qū)間內(nèi)進(jìn)行精確流量調(diào)節(jié)，具有很強(qiáng)的靈活性。尤其適用于常年需要冷卻的小型密閉空間，例如基站、小型機(jī)房、發(fā)電機(jī)艙等環(huán)境的高效傳熱及制冷。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1-冷凝器，2-第一風(fēng)機(jī)，3-氟泵，4-蒸發(fā)器，5-第二風(fēng)機(jī)，6-介質(zhì)液管，7-介質(zhì)氣管，8-旁通管道一，9-旁通管道二，10-控制器，11-空調(diào)冷凝器，12-熱管冷凝器，13-電子膨脹閥，14-熱管進(jìn)口閥，15-空調(diào)進(jìn)口閥，16-空調(diào)出口閥，17-熱管出口閥，18-室內(nèi)氣管截止閥，19-室外氣管截止閥，20-室內(nèi)液管截止閥，21-室外液管截止閥，22-室內(nèi)溫度傳感器，23-室外溫度傳感器，24-隔墻，41空調(diào)蒸發(fā)器，42-熱管蒸發(fā)器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

如圖1所示的一種組合式換熱系統(tǒng)，包括設(shè)置在室外的冷凝器1和第一風(fēng)機(jī)2，設(shè)置在室內(nèi)的氟泵3、蒸發(fā)器4和第二風(fēng)機(jī)5，所述氟泵3、冷凝器1、蒸發(fā)器4和氟泵3依次通過介質(zhì)管道相連，形成載冷劑流動回路；介質(zhì)管道分為介質(zhì)液管6和介質(zhì)氣管7，氟泵3設(shè)置在蒸發(fā)器4與冷凝器1之間的介質(zhì)氣管7上，冷凝器1與蒸發(fā)器4另一側(cè)通過介質(zhì)液管6相連，冷凝器1的兩端還設(shè)有貫穿冷凝器1的在室外的旁通管道一8，蒸發(fā)器4的兩端還設(shè)有貫穿蒸發(fā)器4的在室內(nèi)的旁通管道二9，氟泵3與控制器10相連，蒸發(fā)器4的進(jìn)口介質(zhì)液管6上設(shè)有與控制器10相連的電子膨脹閥13；旁通管道一8及介質(zhì)氣管7在冷凝器1的進(jìn)口端分別設(shè)有熱管進(jìn)口閥14和空調(diào)進(jìn)口閥15，旁通管道二9及介質(zhì)氣管7在蒸發(fā)器4的出口端分別設(shè)有熱管出口閥17和空調(diào)出口閥16，能構(gòu)成分離式熱管回路。圖1中粗實線箭頭表示載冷劑流向，第一風(fēng)機(jī)2和第二風(fēng)機(jī)5風(fēng)口的細(xì)實線箭頭表示空氣流向。

利用第一風(fēng)機(jī)2、冷凝器1、熱管進(jìn)口閥14、蒸發(fā)器4、第二風(fēng)機(jī)5、及熱管出口閥17組成重力型分離式熱管回路，利用第一風(fēng)機(jī)2、冷凝器1、空調(diào)進(jìn)口閥15、電子膨脹閥13、蒸發(fā)器4、第二風(fēng)機(jī)5、空調(diào)出口閥16及氟泵3組成空調(diào)回路，熱管回路利用自然冷源換熱，空調(diào)回路利用制冷方式換熱。通過熱管進(jìn)口閥14、空調(diào)進(jìn)口閥15及熱管出口閥17、空調(diào)出口閥16的相互切換，實現(xiàn)熱管回路和空調(diào)回路的切換及補(bǔ)充，具有很強(qiáng)的靈活性。

作為一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述冷凝器1為分體式，包括空調(diào)冷凝器11和熱管冷凝器12，介質(zhì)管道貫穿空調(diào)冷凝器11，旁通管道一8貫穿熱管冷凝器12，空調(diào)進(jìn)口閥15設(shè)置在空調(diào)冷凝器11進(jìn)口端的介質(zhì)氣管7上，熱管進(jìn)口閥14設(shè)置在熱管冷凝器12進(jìn)口端的旁通管道一8上。

同理，所述蒸發(fā)器4也可選用分體式，包括空調(diào)蒸發(fā)器41和熱管蒸發(fā)器42，介質(zhì)管道貫穿空調(diào)蒸發(fā)器41，旁通管道二9貫穿熱管蒸發(fā)器42，空調(diào)蒸發(fā)器41出口端與氟泵3之間的介質(zhì)液管6上設(shè)有空調(diào)出口閥16，熱管蒸發(fā)器42出口端的旁通管道二9上設(shè)有熱管出口閥17。

為了更好地調(diào)節(jié)介質(zhì)流量，所述介質(zhì)氣管7上設(shè)有室內(nèi)氣管截止閥18和室外氣管截止閥19，介質(zhì)液管6上設(shè)有室內(nèi)液管截止閥20和室外液管截止閥21。

為了精確控制室內(nèi)溫度，還設(shè)有與控制器10相連的室外溫度傳感器23和室內(nèi)溫度傳感器22，室外溫度傳感器23及室內(nèi)溫度傳感器22分別設(shè)置在第一風(fēng)機(jī)2和第二風(fēng)機(jī)5的入風(fēng)口。

其中，所述空調(diào)進(jìn)口閥14、熱管進(jìn)口閥15、空調(diào)出口閥16及熱管出口閥17均為與控制器10相連的電動截止閥，能夠根據(jù)實際需要調(diào)節(jié)介質(zhì)流速。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述空調(diào)蒸發(fā)器41采用銅管穿翅片和/或鋁制微通道，所述熱管蒸發(fā)器42采用銅管穿翅片和/或鋁制微通道；同理，所述空調(diào)冷凝器11采用銅管穿翅片和/或鋁制微通道，所述熱管冷凝器12采用銅管穿翅片和/或鋁制微通道。通過銅管穿翅片形式或鋁制微通道形式或?qū)煞N形式進(jìn)行混合組成空調(diào)蒸發(fā)器41、熱管蒸發(fā)器42、空調(diào)冷凝器11或熱管冷凝器12，高效整合后，作為一個整體公用一個風(fēng)機(jī)。在風(fēng)機(jī)作用下，室內(nèi)熱空氣先后經(jīng)過空調(diào)蒸發(fā)器41及熱管蒸發(fā)器42，低沸點(diǎn)載冷介質(zhì)同時或單獨(dú)經(jīng)過熱管蒸發(fā)器42或空調(diào)蒸發(fā)器41。控制器10根據(jù)條件通過空調(diào)出口閥16及熱管出口閥17的切換實現(xiàn)組合蒸發(fā)器4最大面積的利用，有效提高換熱效果。同理，組合后的冷凝器1也是如此。

優(yōu)選的，所述第一風(fēng)機(jī)2和第二風(fēng)機(jī)5均為與控制器相連的調(diào)速風(fēng)機(jī)，可以根據(jù)室內(nèi)外的溫度調(diào)節(jié)風(fēng)速。

另外，所述氟泵3為可變流量氟泵。在熱管回路系統(tǒng)運(yùn)行時候，可變流量氟泵主要充當(dāng)調(diào)節(jié)熱管回路系統(tǒng)低沸點(diǎn)載冷劑介質(zhì)流量的作用?？刂破?0可根據(jù)熱負(fù)荷的大小及內(nèi)外蒸發(fā)器4及冷凝器1位置的高低進(jìn)行判斷后選擇氟泵3停止或低速運(yùn)轉(zhuǎn)，低速運(yùn)轉(zhuǎn)時可抵消室內(nèi)外蒸發(fā)器4及冷凝器1高差產(chǎn)生的阻力和流動阻力。并使低沸點(diǎn)介質(zhì)同時在空調(diào)回路系統(tǒng)進(jìn)行流通，空調(diào)回路系統(tǒng)此時并不閑置，可對熱管回路系統(tǒng)制冷有效補(bǔ)充，增大了熱管系統(tǒng)的制冷效率。而在空調(diào)回路系統(tǒng)運(yùn)行時候，可變流量氟泵主要充當(dāng)系統(tǒng)變頻壓縮機(jī)的作用。因此，可變流量氟泵的用途更加廣泛，不僅實現(xiàn)了空調(diào)回路系統(tǒng)運(yùn)行時根據(jù)負(fù)荷大小的變頻調(diào)節(jié)，更實現(xiàn)了在熱管回路系統(tǒng)運(yùn)行時根據(jù)內(nèi)外蒸發(fā)器4及冷凝器1的高度差、內(nèi)外溫度差，及負(fù)荷大小的變頻調(diào)節(jié)，使得熱管和空調(diào)模式下均可進(jìn)行精確控制。

由此可見，可變流量氟泵在熱管回路運(yùn)行時充當(dāng)氟泵，在空調(diào)回路運(yùn)行時充當(dāng)變頻壓縮機(jī)，并支持熱管回路系統(tǒng)運(yùn)行過程中，可變流量氟泵低頻低速運(yùn)轉(zhuǎn)帶動空調(diào)回路系統(tǒng)，增加了換熱面積，增加了熱管回路系統(tǒng)動力驅(qū)動，實現(xiàn)空調(diào)回路系統(tǒng)在熱管運(yùn)行不閑置，而是作為熱管回路系統(tǒng)冷量的有效補(bǔ)充。因此，本實用新型相對空調(diào)換熱與熱管換熱的單純組合具有很大的優(yōu)勢。

具體應(yīng)用時，將冷凝器1、第一風(fēng)機(jī)2、旁通管道一8、室外液管截止閥21及室外氣管截止閥19設(shè)置在隔墻24外部，將蒸發(fā)器4、第二風(fēng)機(jī)5、氟泵3、旁通管道9、室內(nèi)液管截止閥20、電子膨脹閥13及室內(nèi)氣管截止閥18設(shè)置在隔墻24的內(nèi)部，隔墻24內(nèi)外通過介質(zhì)液管6和介質(zhì)氣管7連通組成全封閉的結(jié)構(gòu)，能夠保證室內(nèi)環(huán)境與外界環(huán)境的隔離，保持室內(nèi)的潔凈度和濕度。應(yīng)用過程如下：

當(dāng)控制器10根據(jù)室外溫度傳感器23及室內(nèi)溫度傳感器22的溫差判斷本實用新型工作在熱管模式下時，當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷較小，室外溫度較低時候，僅第一風(fēng)機(jī)2和第二風(fēng)機(jī)5運(yùn)轉(zhuǎn)，并由控制器10進(jìn)行調(diào)速控制，熱管回路系統(tǒng)僅依靠內(nèi)外溫差高效傳熱即可，此時可變流量氟泵停止工作；當(dāng)由于室內(nèi)外溫差減小、室內(nèi)負(fù)荷增加、流動壓差增大等原因，可變流量氟泵由控制器10控制啟動并逐步增加轉(zhuǎn)速，為介質(zhì)管道內(nèi)低沸點(diǎn)載冷劑提供動能用于克服流動壓差，同時空調(diào)蒸發(fā)器42的空調(diào)出口閥16打開，空調(diào)冷凝器11的空調(diào)進(jìn)口閥15可根據(jù)負(fù)荷由控制器10控制打開或者關(guān)閉，打開則增加了熱管回路系統(tǒng)的總換熱面積，可變流量氟泵根據(jù)需求由控制器10進(jìn)行流量調(diào)節(jié)。此方式實現(xiàn)了空調(diào)系統(tǒng)對熱管系統(tǒng)的有效補(bǔ)充，并可在熱管回路運(yùn)行區(qū)間內(nèi)進(jìn)行精確流量調(diào)節(jié)。

當(dāng)控制器10根據(jù)室外溫度傳感器23及室內(nèi)溫度傳感器22的溫差判斷本實用新型工作在空調(diào)模式下時，第一風(fēng)機(jī)2和第二風(fēng)機(jī)5運(yùn)轉(zhuǎn)，可變流量氟泵根據(jù)室內(nèi)負(fù)荷由控制器10進(jìn)行調(diào)速控制，精確匹配低沸點(diǎn)載冷劑循環(huán)量。同時熱管冷凝器12的冷凝器進(jìn)口閥14，熱管蒸發(fā)器41的熱管出口閥17可根據(jù)需要由控制器10進(jìn)行控制通斷，增加換熱面積，達(dá)到熱管系統(tǒng)對空調(diào)系統(tǒng)的有效補(bǔ)充。

本實用新型既可以通過普通制冷空調(diào)的方式換熱，也可以利用自然冷源換熱，并能夠通過熱管進(jìn)口閥14、空調(diào)進(jìn)口閥15及熱管出口閥17、空調(diào)出口閥16的通斷切換達(dá)到空調(diào)回路對熱管回路運(yùn)行的互補(bǔ)，熱管回路對空調(diào)回路運(yùn)行時的互補(bǔ)，同時在不同運(yùn)行模式下均可進(jìn)行精確的流量調(diào)節(jié)。本實用新型降低了運(yùn)行費(fèi)用，適用范圍更廣，精度高，適合長時間運(yùn)行，尤其適用于常年需要冷卻的小型密閉空間，例如基站、小型機(jī)房、發(fā)電機(jī)艙等環(huán)境的高效傳熱及制冷。

由此可見，這種高效組合式換熱系統(tǒng)，可依據(jù)不同的使用工況條件切換運(yùn)行模式，高效利用天然冷源。同時，可在不同模式下進(jìn)行精確的流量調(diào)節(jié)和風(fēng)量調(diào)節(jié)，節(jié)能同時對室內(nèi)溫度控制精度更高。而且，不同系統(tǒng)模式下運(yùn)行，另一系統(tǒng)并不閑置，而是對運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行額外的補(bǔ)充，是之運(yùn)行更加高效

本文中應(yīng)用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。