專利名稱：分體式制冷與熱管換熱循環(huán)耦合裝置及循環(huán)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蒸汽壓縮式制冷循環(huán)與熱管換熱循環(huán)的耦合方法，按該耦合 循環(huán)方法所構(gòu)成的裝置能根據(jù)封閉環(huán)境(如程控交換機房、通信機站房)與室外 大氣環(huán)境溫差大小進行制冷模式與熱管換熱模式切換，實現(xiàn)在同一套裝置上夏季 按蒸汽壓縮式制冷模式運行，過渡季節(jié)按熱管換熱模式運行。特別是在過渡季節(jié)
(封閉環(huán)境與室外大氣環(huán)境溫差大于10'C時)，停止了制冷壓縮機的運行，節(jié)約
能耗，提高壓縮機的使用壽命，保證了封閉環(huán)境內(nèi)的空氣潔凈度，增強了封閉環(huán) 境內(nèi)電子電器設(shè)備運行的可靠性與穩(wěn)定性。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，用于IT行業(yè)的各類具有內(nèi)熱源封閉式環(huán)境(如程控 交換機房、通訊機站房等)系統(tǒng)也越來越多，以移動通訊機站為例，為了保證通 訊電子電器設(shè)備安全穩(wěn)定的可靠工作，室內(nèi)環(huán)境溫度不得超過28°C，目前通常 的做法是通過制冷空調(diào)系統(tǒng)來實現(xiàn)降溫冷卻，在過渡季節(jié)，具有內(nèi)熱源的封閉環(huán) 境只依靠墻壁的散熱還不能完全保證環(huán)境溫度低于2S。C，往往還需要啟動制冷 壓縮機，增加了能耗。而采用與室外通風換氣方式來冷卻電子電器設(shè)備，環(huán)境中 的灰塵會對電子電器元件產(chǎn)生不可預(yù)估的干擾與破壞作用，嚴重影響到設(shè)備安全 可靠運行。本發(fā)明將分體式蒸汽壓縮式制冷與熱管換熱循環(huán)進行有機的耦合，利 用制冷系統(tǒng)中的冷凝器與蒸發(fā)器作為熱管換熱的冷凝段和蒸發(fā)段，將汽路電磁閥 與壓縮機并聯(lián)、液路電磁閥與節(jié)流閥并聯(lián)，實現(xiàn)過渡季節(jié)熱管換熱循環(huán)，不僅降 低了能耗，更重要的是封閉環(huán)境內(nèi)的空氣與大氣環(huán)境間接換熱冷卻，杜絕了過渡 季節(jié)采用室外通風換氣方式來冷卻電子電器設(shè)備所帶來的灰塵影響。
本發(fā)明減少了壓縮機全年的運行時間，同時使具有內(nèi)熱源的封閉環(huán)境與室外 大氣環(huán)境進行間接換熱，不僅降低了運行能耗，而且保證了封閉環(huán)境內(nèi)的空氣潔 凈度，增強了封閉環(huán)境內(nèi)電子電器設(shè)備運行的可靠性與穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種分體式制冷與熱管換熱循環(huán)耦合裝置 及循環(huán)方法，對具有內(nèi)熱源的封閉環(huán)境(如程控交換機房、通訊機站房等)，利 用本發(fā)明技術(shù)，可以實現(xiàn)在同一套裝置上夏季按蒸汽壓縮式制冷模式運行，過渡 季節(jié)按熱管換熱模式運行。特別是在過渡季節(jié)，具有內(nèi)熱源的封閉環(huán)境的排熱不 需要啟動制冷壓縮機，節(jié)約能耗，提高壓縮機的使用壽命，解決通風換熱灰塵對 封閉環(huán)境內(nèi)電子電器設(shè)備安全穩(wěn)定運行影響的問題。
技術(shù)方案本發(fā)明的分體式制冷與熱管換熱循環(huán)耦合裝置包括蒸發(fā)器、壓縮 機、冷凝器、節(jié)流閥、液路電磁閥、汽路電磁閥、蒸發(fā)器風扇和冷凝器風扇；其 中，冷凝器布置在蒸發(fā)器的上方，汽路電磁閥(6)與壓縮機(2)并聯(lián)后其兩端 分別接冷凝器(3)的輸入端及蒸發(fā)器(1)的輸出端，液路電磁閥(5)與節(jié)流 閥(4)并聯(lián)后其兩端分別接冷凝器(3)的輸出端及蒸發(fā)器(1)的輸入端，構(gòu) 成循環(huán)回路。
基于分體式制冷與熱管換熱耦合循環(huán)的方法為，在夏季制冷循環(huán)的基礎(chǔ)上， 將汽路電磁和液路電磁閥分別與節(jié)流閥和壓縮機并聯(lián)，使該循環(huán)系統(tǒng)能根據(jù)封閉 環(huán)境與室外大氣環(huán)境溫差大小進行運行模式切換，實現(xiàn)在同一套裝置上夏季按蒸 汽壓縮式制冷模式運行，過渡季節(jié)按熱管換熱模式運行，具體循環(huán)方法為當封 閉環(huán)境與室外大氣環(huán)境溫差大于IO'C時，打開液路電磁閥和汽路電磁閥，壓縮 機停止工作，蒸發(fā)器風扇和冷凝器風扇照常工作，此時，分體式制冷與熱管換熱 耦合循環(huán)按熱管換熱循環(huán)模式工作，室外側(cè)冷凝器作為分體式熱管冷凝段，室內(nèi) 側(cè)蒸發(fā)器作為分體式熱管蒸發(fā)段，制冷劑在分體式熱管蒸發(fā)段內(nèi)吸收封閉環(huán)境內(nèi) 熱量蒸發(fā)，制冷劑蒸汽通過汽路管道經(jīng)過汽路電磁閥，再由汽路管道進入分體式 熱管冷凝段冷凝，冷凝的液態(tài)制冷劑在重力作用下通過液路管道經(jīng)過液路電磁 閥，再由液路管道進入分體式熱管蒸發(fā)段吸熱蒸發(fā)，構(gòu)成熱管換熱循環(huán)；當封閉 環(huán)境與室外大氣環(huán)境溫差小于IO'C時，關(guān)閉液路電磁閥和汽路電磁閥，開啟壓 縮機，蒸發(fā)器風扇和冷凝器風扇照常工作。此時，分體式制冷與熱管換熱耦合循 環(huán)按蒸汽壓縮式制冷循環(huán)模式工作，壓縮機排出的高壓制冷劑氣體由管路進入室 外側(cè)冷凝器冷凝為液體，高壓液態(tài)制冷劑由管路進入節(jié)流闊節(jié)流，再由管路進入 室內(nèi)側(cè)蒸發(fā)器吸收封閉環(huán)境內(nèi)熱量蒸發(fā)，出蒸發(fā)器的制冷劑蒸汽由管路進入壓縮 機，如此構(gòu)成制冷循環(huán)。
有益效果對具有內(nèi)熱源的封閉環(huán)境(如程控交換機房、通訊機站房等)，
4利用本發(fā)明技術(shù)，可以實現(xiàn)在同一套裝置上夏季按制冷模式運行，過渡季節(jié)按熱 管換熱模式運行。特別是在過渡季節(jié)，具有內(nèi)熱源的封閉環(huán)境的排熱不需要啟動 制冷壓縮機，節(jié)約能耗，提高壓縮機的使用壽命，另外，封閉環(huán)境與室外采取間 接換熱，能最大程度保證室內(nèi)空間空氣的清潔，不僅減少了具有內(nèi)熱源封閉環(huán)境 全年排熱所耗費的能源，而且大大增強了該系統(tǒng)電子電器設(shè)備運行的可靠性與穩(wěn) 定性。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進一步說明。
圖l是分體式制冷與熱管換熱循環(huán)耦合裝置示意圖。其中有蒸發(fā)器l，壓
縮機2，冷凝器3，節(jié)流閥4，液路電磁闊5，汽路電磁閥6，蒸發(fā)器風扇7，冷 凝器風扇8，蒸發(fā)器制冷劑液體進口管la，蒸發(fā)器制冷劑蒸汽出口管lb，壓縮 機制冷蒸汽進口管2a，壓縮機制冷劑蒸汽出口管2b，汽路電磁閥制冷劑蒸汽進 口管6a，汽路電磁閥制冷劑蒸汽出口管6b，冷凝器制冷劑蒸汽進口管3a，冷凝 器制冷劑液體出口管3b，節(jié)流閥制冷劑液體進口管4a，節(jié)流閥制冷劑液體出口 管4b,液路電磁閥制冷劑液體進口管5a，液路電磁閥制冷劑液體出口管5b。'
具體實施例方式
本發(fā)明的分體式制冷與熱管換熱循環(huán)耦合裝置實施方法為當封閉環(huán)境與室
外大氣環(huán)境溫差大于IO'C時，打開液路電磁閥5和汽路電磁閥6,壓縮機停止工 作，蒸發(fā)器風扇7和冷凝器風扇8照常工作。此時，分體式制冷與熱管換熱循環(huán) 耦合裝置系統(tǒng)按熱管換熱循環(huán)模式工作，室外側(cè)冷凝器3作為分體式熱管冷凝 段，室內(nèi)側(cè)蒸發(fā)器1作為分體式熱管蒸發(fā)段。制冷劑在分體式熱管蒸發(fā)段1內(nèi)吸 收封閉環(huán)境內(nèi)熱量蒸發(fā)，制冷劑蒸汽通過汽路管道lb-6a經(jīng)過汽路電磁閥6，再 由汽路管道6b-3a進入分體式熱管冷凝段3冷凝，冷凝的液態(tài)制冷劑在重力作用 下通過液路管道3b-5a經(jīng)過液路電磁閥5，再由液路管道5b-la進入分體式熱管 蒸發(fā)段吸熱蒸發(fā)，構(gòu)成熱管換熱循環(huán)；當封閉環(huán)境與室外大氣環(huán)境溫差小于10 'C時，關(guān)閉液路電磁閥5和汽路電磁閥6，開啟壓縮機，蒸發(fā)器風扇7和冷凝器 風扇8照常工作。此時，分體式制冷與熱管換熱循環(huán)耦合裝置系統(tǒng)按蒸汽壓縮式 制冷循環(huán)模式工作，壓縮機2排出的高壓制冷劑氣體由管路2b-3a進入室外側(cè)冷
5凝器3冷凝為液體，高壓液態(tài)制冷劑由管路3b-4a進入節(jié)流閥4，再由管路4b-la 進入室內(nèi)側(cè)蒸發(fā)器1吸收封閉環(huán)境內(nèi)熱量蒸發(fā)，出蒸發(fā)器的制冷劑蒸汽由管路 lb-2a進入壓縮機2，如此構(gòu)成制冷循環(huán)。根據(jù)室內(nèi)外溫度差，液路電磁閥5和 汽路電磁閥6可以是人工控制動作，也可以是溫度控制器控制動作來選擇循環(huán)的 方式。
權(quán)利要求
1、一種分體式制冷與熱管換熱循環(huán)耦合裝置，其特征在于該裝置包括蒸發(fā)器(1)、壓縮機(2)、冷凝器(3)、節(jié)流閥(4)、液路電磁閥(5)、汽路電磁閥(6)、蒸發(fā)器風扇(7)和冷凝器風扇(8)；其中，冷凝器(3)布置在蒸發(fā)器(1)的上方，汽路電磁閥(6)與壓縮機(2)并聯(lián)后其兩端分別接冷凝器(3)的輸入端及蒸發(fā)器(1)的輸出端，液路電磁閥(5)與節(jié)流閥(4)并聯(lián)后其兩端分別接冷凝器(3)的輸出端及蒸發(fā)器(1)的輸入端，構(gòu)成循環(huán)回路。
2、 一種如權(quán)利要求1所述的基于分體式制冷與熱管換熱耦合循環(huán)的方法，其特征在于，在夏季制冷循環(huán)的基礎(chǔ)上，將汽路電磁閥(6)和液路電磁閥(5)分別與節(jié)流閥(4)和壓縮機(2)并聯(lián)，使該循環(huán)系統(tǒng)能根據(jù)封閉環(huán)境與室外大氣環(huán)境溫差大小進行模式切換，實現(xiàn)在同一套裝置上夏季按蒸汽壓縮式制冷模式運行，過渡季節(jié)按熱管換熱模式運行，具體循環(huán)方法為當封閉環(huán)境與室外大氣環(huán)境溫差大于1(TC時，打開液路電磁閥(5)和汽路電磁閥(6)，壓縮機停止工作，蒸發(fā)器風扇(7)和冷凝器風扇(8)照常工作，此時，分體式制冷與熱管換熱耦合循環(huán)按熱管換熱循環(huán)模式工作，室外側(cè)冷凝器(3)作為分體式熱管冷凝段，室內(nèi)側(cè)蒸發(fā)器(1)作為分體式熱管蒸發(fā)段，制冷劑在分體式熱管蒸發(fā)段內(nèi)吸收封閉環(huán)境內(nèi)熱量而蒸發(fā)，產(chǎn)生的制冷劑蒸汽通過汽路管道經(jīng)過汽路電磁閥(6)，再由汽路管道進入分體式熱管冷凝段(3)冷凝，冷凝的液態(tài)制冷劑在重力作用下通過液路管道經(jīng)過液路電磁閥(5)，再由液路管道進入分體式熱管蒸發(fā)段吸熱蒸發(fā)，構(gòu)成熱管換熱循環(huán)；當封閉環(huán)境與室外大氣環(huán)境溫差小于1(TC時，關(guān)閉液路電磁閥(5)和汽路電磁閥(6)，開啟壓縮機，蒸發(fā)器風扇(7)和冷凝器風扇(8)照常工作。此時，分體式制冷與熱管換熱耦合循環(huán)按蒸汽壓縮式制冷循環(huán)模式工作，壓縮機(2)排出的高壓制冷劑氣體由管路進入室外側(cè)冷凝器(3)冷凝為液體，高壓液態(tài)制冷劑由管路進入節(jié)流閥(4)節(jié)流，再由管路進入室內(nèi)側(cè)蒸發(fā)器(1)吸收封閉環(huán)境內(nèi)熱量蒸發(fā)，出蒸發(fā)器的制冷劑蒸汽由管路進入壓縮機(2)，如此構(gòu)成制冷循環(huán)。
全文摘要
分體式制冷與熱管換熱循環(huán)耦合裝置及循環(huán)方法涉及一種蒸汽壓縮式制冷循環(huán)與熱管換熱循環(huán)的耦合方法，該分體式制冷與熱管換熱循環(huán)耦合裝置一年四季均可將具有內(nèi)熱源的封閉環(huán)境內(nèi)的熱量排放至室外大氣環(huán)境，當封閉環(huán)境與室外大氣環(huán)境溫差大于10℃時，可將本發(fā)明循環(huán)切換為熱管換熱循環(huán)模式，借助于分體式室外冷凝器(作為熱管冷凝段)和室內(nèi)蒸發(fā)器(作為熱管蒸發(fā)段)將具有內(nèi)熱源的封閉環(huán)境內(nèi)的熱量排放至大氣環(huán)境，此時僅消耗室內(nèi)外風扇電機功率，制冷循環(huán)的壓縮機無需運行；當封閉環(huán)境與室外大氣環(huán)境溫差小于10℃時，熱管換熱循環(huán)切換為蒸汽壓縮制冷循環(huán)模式，將具有內(nèi)熱源的封閉環(huán)境內(nèi)的熱量由制冷循環(huán)排放至大氣環(huán)境。
文檔編號F25B1/00GK101457999SQ20091002913
公開日2009年6月17日 申請日期2009年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月6日
發(fā)明者李舒宏, 塏 杜, 柳 楊 申請人:東南大學(xué)