專利名稱：一種熱管與制冷系統(tǒng)復(fù)合式能量輸運(yùn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冷熱能量輸運(yùn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種將熱管系統(tǒng)與制冷系統(tǒng)相復(fù)合形成的進(jìn)行熱能輸運(yùn)的熱管與制冷系統(tǒng)復(fù)合式能量輸運(yùn)方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)實(shí)生活和生產(chǎn)過(guò)程中，常常需要將熱量從一個(gè)區(qū)域輸運(yùn)到另一區(qū)域，如通訊基站、各類電源柜、控制柜和機(jī)房等場(chǎng)合，由于有內(nèi)熱源存在，需要將內(nèi)熱源產(chǎn)生的熱量傳遞到外部環(huán)境中；在某些內(nèi)熱源密度較大的工業(yè)或商業(yè)場(chǎng)所的空調(diào)系統(tǒng)，需要將內(nèi)熱源產(chǎn)生的熱量傳遞到外部環(huán)境中；在氣調(diào)庫(kù)或冷庫(kù)，需要將內(nèi)部?jī)?chǔ)存物品產(chǎn)生的熱量傳遞到外部環(huán)境中，等等；在這些場(chǎng)合共同存在的特征是一年四季中的某些季節(jié)，如冬季、春秋兩季， 放熱區(qū)域的設(shè)定溫度往往比外部環(huán)境的溫度還高時(shí)可利用外部環(huán)境的冷量直接吸收放熱區(qū)域排出的熱量；而在夏季某些時(shí)段，放熱區(qū)域的設(shè)定溫度往往比外部環(huán)境的溫度要低，須用制冷系統(tǒng)提供冷量來(lái)進(jìn)行冷卻，所以，一年四季都采用制冷系統(tǒng)進(jìn)行冷卻的方案是不節(jié)能的。以機(jī)房為例，通訊基站、各類電源柜、控制柜等機(jī)房?jī)?nèi)的溫度、濕度和潔凈度直接影響著其內(nèi)部通訊設(shè)備或控制系統(tǒng)工作的可靠性和使用壽命，若機(jī)房溫度超出允許值，通訊設(shè)備的性能會(huì)下降，設(shè)備中電子元器件工作的穩(wěn)定性和老化速率都與工作環(huán)境有關(guān)，超過(guò)某一許可溫度后，溫度每升高10度，功率元件的壽命減少50%，計(jì)算元件的可靠性下降25%; 濕度可能引起電路板產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕而導(dǎo)致電子元件和集成電路的失效；沉積的灰塵使電子元件的散熱性能大大降低，影響設(shè)備的使用壽命。通常，通訊基站、各類電源柜和控制柜內(nèi)設(shè)備的密度高，發(fā)熱量大，目前的降溫設(shè)備普遍采用空調(diào)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，空調(diào)是通訊基站中的主要用電設(shè)備，空調(diào)的電費(fèi)支出占整個(gè)基站電費(fèi)支出的50%左右。專家預(yù)計(jì)，隨著3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)大幕的拉開，未來(lái)幾年全國(guó)基站總數(shù)將增至100萬(wàn)個(gè)。以單個(gè)基站一年的空調(diào)耗電量大約1. 5萬(wàn)千瓦時(shí)測(cè)算，我國(guó)全部基站空調(diào)每年的能耗約150億千瓦時(shí)，通訊基站的節(jié)能十分重要。由于通訊基站站內(nèi)溫度的升高是因電氣設(shè)備的長(zhǎng)期運(yùn)行發(fā)熱、而非站外環(huán)境溫度所致。如一年四季均用空調(diào)來(lái)保持站內(nèi)溫度(主要是降溫)，則冬、春、秋三季及夏季的早晚時(shí)段的室外低溫便可散熱降溫的有利條件被忽視，從而導(dǎo)致電能的無(wú)謂浪費(fèi)、營(yíng)運(yùn)成本居高不下。因此隨著國(guó)家能源政策的不斷強(qiáng)化以及通訊企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)績(jī)效和政治績(jī)效的需要，基站的節(jié)能降耗變得可行、必要和十分緊迫。目前采用的節(jié)能方案主要有五種(1)基站風(fēng)冷間接散熱器加空調(diào)降溫系統(tǒng)節(jié)能方案；(2)基站地下水冷間接散熱器加空調(diào)降溫系統(tǒng)節(jié)能方案；( 基站地下室緩沖直接風(fēng)冷加空調(diào)降溫系統(tǒng)節(jié)能方案；(4)基站新風(fēng)緩沖防塵直接風(fēng)冷加空調(diào)降溫系統(tǒng)節(jié)能方案；(5)分離式熱管加空調(diào)降溫系統(tǒng)的節(jié)能方案；這些節(jié)能方案雖與單獨(dú)使用空調(diào)降溫相比有一定程度的節(jié)能效果，但都是在安裝空調(diào)降溫設(shè)備的前提下，另外加裝風(fēng)冷間接散熱器、水冷間接散熱器、地下室緩沖直接風(fēng)系統(tǒng)、新風(fēng)緩沖防塵直接風(fēng)冷系統(tǒng)或分離式熱管來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這不僅使初投資增大，還占用了基站內(nèi)部的寶貴空間，而且增加了通訊基站建設(shè)過(guò)程的工作量，同時(shí)這些方案還存在防塵問(wèn)題難以徹底解決，必須定期處理防塵過(guò)濾器等問(wèn)題。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，為解決通訊基站、各類電源柜、控制柜等機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)中存在的能耗大、防塵難、系統(tǒng)復(fù)雜、占用空間大等問(wèn)題，尋求設(shè)計(jì)一種由熱管系統(tǒng)與制冷系統(tǒng)復(fù)合而成的能量輸運(yùn)系統(tǒng)方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明將雙循環(huán)可控?zé)峁芟到y(tǒng)與壓縮式循環(huán)制冷系統(tǒng)組合實(shí)現(xiàn)能量輸運(yùn)，其工作原理是將蒸發(fā)器、氣液分離器或氣液分離母管、壓縮機(jī)、冷凝器、儲(chǔ)液罐、溶液循環(huán)泵、節(jié)流閥、分液器、工況轉(zhuǎn)換電磁閥、相互間連接管道及溫度調(diào)節(jié)與控制部分有機(jī)聯(lián)接為一個(gè)整體，構(gòu)成熱管系統(tǒng)與制冷系統(tǒng)相復(fù)合的能量輸運(yùn)系統(tǒng)，其中，蒸發(fā)器、氣液分離器或氣液分離母管、冷凝器、儲(chǔ)液罐、溶液循環(huán)泵、分液器、工況轉(zhuǎn)換電磁閥、相互間連接管道及溫度調(diào)節(jié)與控制部分有機(jī)聯(lián)接為一體，構(gòu)成雙循環(huán)可控式熱管系統(tǒng)，通過(guò)溶液循環(huán)泵、分液器、蒸發(fā)器及氣液分離器的有機(jī)組合，形成獨(dú)立的工作液循環(huán)(雙循環(huán)中的小循環(huán))，解決了工作液輸送力不夠、分液不均勻、蒸發(fā)器換熱效率低等問(wèn)題；通過(guò)對(duì)溶液循環(huán)泵的調(diào)節(jié)控制實(shí)現(xiàn)熱管系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制；熱管系統(tǒng)的工作是溶液循環(huán)泵從儲(chǔ)液罐中抽取液態(tài)工質(zhì)，經(jīng)液體輸運(yùn)管輸送到分液器，經(jīng)分液器和等長(zhǎng)度的分配管束，均勻地將液態(tài)工質(zhì)分配給蒸發(fā)器中的每個(gè)蒸發(fā)管路，在蒸發(fā)管路中，液態(tài)工質(zhì)吸收與其相接觸介質(zhì)的熱量， 部分液體氣化，經(jīng)兩相流管進(jìn)入氣液分離器實(shí)現(xiàn)氣液分離，隨后，液態(tài)工質(zhì)流經(jīng)調(diào)節(jié)閥和氣液分離器液體輸送管回到儲(chǔ)液罐，形成了液體工質(zhì)小循環(huán)，而氣相工質(zhì)則經(jīng)氣體管路進(jìn)入均勻分氣管，由均勻分配管將氣體輸送到冷凝器的每個(gè)管路中，在冷凝管路中實(shí)現(xiàn)完全冷凝后，由冷凝液回送管將冷凝液送回儲(chǔ)液罐，形成熱管工質(zhì)大循環(huán)；兩個(gè)循環(huán)有機(jī)結(jié)合構(gòu)成雙循環(huán)熱管系統(tǒng)；小循環(huán)的作用是合理控制或增大蒸發(fā)器中液體工質(zhì)的循環(huán)量，解決原有熱管工作液輸送力不夠、分液不均勻、蒸發(fā)器換熱效率低等問(wèn)題；大循環(huán)使熱量從與蒸發(fā)器接觸的介質(zhì)中傳送到與冷凝器接觸的介質(zhì)中，完成了熱量傳遞過(guò)程。回到儲(chǔ)液罐中的工質(zhì)經(jīng)溶液循環(huán)泵再次送入蒸發(fā)器中，又開始了下一次換熱過(guò)程；如此循環(huán)往復(fù)，連續(xù)不斷地實(shí)現(xiàn)熱量的傳遞過(guò)程；蒸發(fā)器、氣液分離器或氣液分離母管、壓縮機(jī)、冷凝器、儲(chǔ)液罐、干燥過(guò)濾器、節(jié)流閥、分液器、相互間連接管道及溫度調(diào)節(jié)與控制部分有機(jī)聯(lián)接為一體，構(gòu)成壓縮式循環(huán)制冷系統(tǒng)；制冷系統(tǒng)的工作是壓縮機(jī)從蒸發(fā)器內(nèi)部抽取氣態(tài)工質(zhì)，使蒸發(fā)器內(nèi)壓力降低，液態(tài)工質(zhì)在低壓下發(fā)生低溫相變而實(shí)現(xiàn)對(duì)蒸發(fā)器所處區(qū)域的冷卻降溫，壓縮機(jī)排出的高溫高壓氣體進(jìn)入冷凝器，將熱量傳遞給冷凝器所處區(qū)域后，完成凝結(jié)過(guò)程，轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w工質(zhì)后被送入儲(chǔ)液罐，儲(chǔ)液罐內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)在壓縮機(jī)提供的高壓作用下，經(jīng)干燥過(guò)濾器進(jìn)行干燥過(guò)濾，又經(jīng)節(jié)流閥降壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪阂后w，由分液器進(jìn)行均流后進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)，變?yōu)闅鈶B(tài)工質(zhì)后再次被抽入壓縮機(jī)，如此循環(huán)往復(fù)，不斷地將蒸發(fā)器所處區(qū)域的熱量輸送到冷凝器所處區(qū)域；當(dāng)被調(diào)溫區(qū)域的設(shè)定溫度與環(huán)境溫度的溫差大于等于雙循環(huán)可控?zé)峁芟到y(tǒng)穩(wěn)定工作溫差時(shí)，關(guān)閉壓縮式循環(huán)制冷系統(tǒng)，開啟雙循環(huán)可控?zé)峁芟到y(tǒng)，直接利用外部環(huán)境的自然冷量進(jìn)行冷卻；當(dāng)被調(diào)溫區(qū)域的設(shè)定溫度與環(huán)境溫度的溫差小于雙循環(huán)可控?zé)峁芟到y(tǒng)穩(wěn)定工作溫差時(shí)，關(guān)閉熱管系統(tǒng)，啟動(dòng)壓縮式循環(huán)制冷系統(tǒng)，由壓縮式循環(huán)制冷系統(tǒng)提供的冷量進(jìn)行冷卻；其雙循環(huán)可控式熱管系統(tǒng)與壓縮式循環(huán)制冷系統(tǒng)共享一套蒸發(fā)器、冷凝器、氣液分離器或氣液分離母管、儲(chǔ)液罐和分液器，使用同一套溫度測(cè)量和控制子系統(tǒng)完成被調(diào)溫區(qū)域的溫度調(diào)節(jié)與控制。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)裝置系統(tǒng)包括蒸發(fā)器和冷凝器兩類換熱器，每類換熱器是一個(gè)或2個(gè)并聯(lián)組成；整體裝置系統(tǒng)包括熱管系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)以及冷凝液供液與分配、氣液兩相流動(dòng)與分離、氣相輸送與分配、液相收集與儲(chǔ)存、溫度調(diào)節(jié)與控制五個(gè)子系統(tǒng)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)與控制由兩個(gè)以上溫度傳感器分別感應(yīng)蒸發(fā)器所處區(qū)域介質(zhì)的溫度和冷凝器所處區(qū)域介質(zhì)的溫度，將溫度信號(hào)傳遞給溫度調(diào)節(jié)與控制器，該溫度調(diào)節(jié)與控制器根據(jù)蒸發(fā)器所處區(qū)域的設(shè)定溫度及溫度傳感器的實(shí)測(cè)溫度，通過(guò)比較分析，決定控制策略；當(dāng)蒸發(fā)器所處區(qū)域的設(shè)定溫度與冷凝器所處區(qū)域介質(zhì)的溫度之差大于等于雙循環(huán)可控?zé)峁芟到y(tǒng)穩(wěn)定工作溫差時(shí)，關(guān)閉壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)，開啟雙循環(huán)可控?zé)峁芟到y(tǒng)， 直接利用機(jī)房外環(huán)境的自然冷量進(jìn)行冷卻；當(dāng)機(jī)房?jī)?nèi)允許的最高溫度與環(huán)境溫度的溫差小于雙循環(huán)可控?zé)峁芟到y(tǒng)穩(wěn)定工作溫差時(shí)，關(guān)閉熱管系統(tǒng)，啟動(dòng)壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)，由壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)提供的冷量進(jìn)行冷卻；啟動(dòng)熱管系統(tǒng)后的溫度調(diào)節(jié)與控制，按照選定的控制方法對(duì)溶液循環(huán)泵進(jìn)行調(diào)節(jié)，是連續(xù)調(diào)節(jié)或是雙位控制；啟動(dòng)壓縮式循環(huán)制冷系統(tǒng)后的溫度調(diào)節(jié)與控制，按照選定的控制方法對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)，是連續(xù)調(diào)節(jié)或是雙位控制。本發(fā)明涉及的蒸發(fā)器與冷凝器安裝時(shí)位置高于儲(chǔ)液罐，冷凝液能回流到儲(chǔ)液罐， 若冷凝器低于儲(chǔ)液罐，在冷凝器回流管上安裝一個(gè)冷凝器回流溶液泵；涉及的氣液分離器是獨(dú)立部件或與蒸發(fā)器連為一體的氣液分離母管；均勻分氣管是一個(gè)獨(dú)立部件或與冷凝器組合為一體；涉及制冷系統(tǒng)所用的節(jié)流元件是節(jié)流閥或節(jié)流毛細(xì)管，節(jié)流閥是熱力膨脹閥或電子膨脹閥或其它形式的節(jié)流閥；涉及的蒸發(fā)器所處區(qū)域的換熱方式采用風(fēng)機(jī)的氣流直接冷卻方式，或通過(guò)水泵構(gòu)成的水循環(huán)間接冷卻方式；涉及的冷凝器所處區(qū)域的換熱方式采用風(fēng)機(jī)的氣流直接散熱方式，或通過(guò)水泵構(gòu)成的水循環(huán)間接散熱方式；涉及的蒸發(fā)器為多個(gè)時(shí)實(shí)現(xiàn)一供多的供冷方式或多供一的供熱方式，實(shí)現(xiàn)分布式冷卻或多點(diǎn)取熱；涉及的冷凝器為多個(gè)時(shí)實(shí)現(xiàn)多供一的供冷方式或一供多的供熱方式，實(shí)現(xiàn)分布式供熱或多點(diǎn)散熱。本發(fā)明用于實(shí)現(xiàn)通訊基站、各類電源柜、控制柜的機(jī)房?jī)?nèi)冷卻降溫場(chǎng)合，采用熱管系統(tǒng)與熱泵系統(tǒng)復(fù)合式工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域的加熱升溫，有效利用間歇性廢熱或余熱具有節(jié)能效果。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過(guò)熱管循環(huán)直接利用室外低溫進(jìn)行散熱降溫，能耗低； 所用系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占用空間小，環(huán)境友好，節(jié)能效果好。


圖1為本發(fā)明的第1種方案中啟動(dòng)熱管系統(tǒng)時(shí)的工作流程圖。圖2為本發(fā)明的第1種方案中啟動(dòng)制冷系統(tǒng)時(shí)工作流程圖。圖3為本發(fā)明的第2種方案的工作流程圖。圖4為本發(fā)明的第3種方案的工作流程圖。圖5為本發(fā)明的第4種方案的工作流程圖。圖6為本發(fā)明的第5種方案的工作流程圖。圖7為本發(fā)明的第6種方案的工作流程圖。圖8為本發(fā)明的第7種方案的工作流程圖。圖9為本發(fā)明的第8種方案的工作流程圖。
圖10為本發(fā)明的第9種方案的工作流程圖。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例并結(jié)合附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)時(shí)涉及的系統(tǒng)裝置主體結(jié)構(gòu)包括冷凝器1、冷凝器用風(fēng)機(jī)2、均勻分氣管3、熱管工況氣相工質(zhì)輸送管4、氣相工質(zhì)工況轉(zhuǎn)換電磁閥5、兩相流輸送管束6、蒸發(fā)器7、蒸發(fā)器外氣流流動(dòng)方向8、蒸發(fā)器區(qū)域溫度傳感器9、等長(zhǎng)度均液管10、壓縮機(jī)排氣管 11、壓縮機(jī)12、壓縮機(jī)吸氣管13、冷凝器區(qū)域溫度傳感器14、冷凝器外氣流流動(dòng)方向15、氣液分離器16、節(jié)流閥用感溫包17、蒸發(fā)器用風(fēng)機(jī)18、分液器19、蒸發(fā)器區(qū)域溫度傳感器信號(hào)線20、冷凝器區(qū)域溫度傳感器信號(hào)線21、冷凝器凝結(jié)液輸送管22、壓縮機(jī)控制線23、小循環(huán)溶液工況轉(zhuǎn)換電磁閥對(duì)、小循環(huán)溶液輸送管25、節(jié)流閥用溫度信號(hào)線沈、節(jié)流閥27、低壓液體管觀、液相工質(zhì)工況轉(zhuǎn)換電磁閥四、溫度調(diào)節(jié)控制器30、儲(chǔ)液罐31、干燥過(guò)濾器32、制冷工況高壓液體管33、熱管工況液體管34、溶液泵控制線35、溶液泵36、液體輸送母管37、節(jié)流毛細(xì)管38、氣液分離母管39、冷凝器到泵之間連接管40、冷凝器冷卻水泵41、水泵到熱用戶(或散熱器)間連接管42、熱用戶(或散熱器)43、熱用戶(或散熱器)到冷凝器回水管 44、冷用戶(或供熱器)到蒸發(fā)器回水管45、冷用戶(或供熱器)46、水泵到冷用戶(或供熱器)間連接管47、蒸發(fā)器供冷水泵48和蒸發(fā)器到供冷水泵間連接管49 ；蒸發(fā)器7、氣液分離器16 (或氣液分離母管39)、冷凝器1、儲(chǔ)液罐31、溶液循環(huán)泵36、分液器19、等長(zhǎng)度均液管10、工況轉(zhuǎn)換電磁閥5、對(duì)、29、相互間連接管道及溫度調(diào)節(jié)與控制部分有機(jī)聯(lián)接為一體， 構(gòu)成雙循環(huán)可控?zé)峁芟到y(tǒng)，通過(guò)對(duì)溶液循環(huán)泵36的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)熱管工況的控制；蒸發(fā)器7、 壓縮機(jī)12、冷凝器1、儲(chǔ)液罐31、干燥過(guò)濾器32、節(jié)流閥27、分液器19、等長(zhǎng)度均液管10、相互間連接管道13、11、22、37、33、觀及溫度調(diào)節(jié)與控制部分有機(jī)聯(lián)接為一體，構(gòu)成壓縮式循環(huán)制冷系統(tǒng)；通過(guò)壓縮機(jī)12的啟停雙位控制方法或變頻等連續(xù)控制方法，實(shí)現(xiàn)溫度的調(diào)節(jié)與控制。本實(shí)施例的熱管系統(tǒng)工作是溫度調(diào)節(jié)控制器30使工況轉(zhuǎn)換電磁閥5J4J9處于開啟狀態(tài)，溶液循環(huán)泵36從儲(chǔ)液罐31中抽取液態(tài)工質(zhì)，液態(tài)工質(zhì)經(jīng)液體輸運(yùn)管37、34、液相工質(zhì)工況轉(zhuǎn)換電磁閥四、分液器19和等長(zhǎng)度均液管10，被均勻地分配給蒸發(fā)器7中的每個(gè)蒸發(fā)管路，在蒸發(fā)管路中，液態(tài)工質(zhì)吸收與其相接觸介質(zhì)的熱量，部分液體氣化，經(jīng)兩相流輸送管束6進(jìn)入氣液分離器16 (或氣液分離母管39)中實(shí)現(xiàn)氣液分離，隨后，液態(tài)工質(zhì)流經(jīng)小循環(huán)溶液工況轉(zhuǎn)換電磁閥M和氣液分離器液體輸送管25回到儲(chǔ)液罐31，形成了液體工質(zhì)小循環(huán)，而氣相工質(zhì)則經(jīng)氣體管路4、氣相工質(zhì)工況轉(zhuǎn)換電磁閥5、進(jìn)入均勻分氣管3，由均勻分氣管3將氣體均勻輸送到冷凝器1的每個(gè)管路中，在冷凝器1中實(shí)現(xiàn)完全冷凝后，由冷凝器凝結(jié)液輸送管22將冷凝液送回儲(chǔ)液罐31，形成熱管工質(zhì)大循環(huán)。兩個(gè)循環(huán)有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成雙循環(huán)熱管系統(tǒng)；小循環(huán)的作用是合理控制或增大蒸發(fā)器7中液體工質(zhì)的循環(huán)量， 解決原有熱管工作液輸送力不夠、分液不均勻、蒸發(fā)器換熱效率低等問(wèn)題；大循環(huán)則使熱量從與蒸發(fā)器接觸的介質(zhì)中傳送到與冷凝器接觸的介質(zhì)中，完成了熱量傳遞過(guò)程，回到儲(chǔ)液罐31中的工質(zhì)經(jīng)溶液循環(huán)泵36再次送入蒸發(fā)器7中，又開始了下一次換熱過(guò)程；如此循環(huán)往復(fù)，連續(xù)不斷地實(shí)現(xiàn)熱量的傳遞過(guò)程。本實(shí)施例的制冷系統(tǒng)工作是溫度調(diào)節(jié)控制器30使工況轉(zhuǎn)換電磁閥5J4J9處于關(guān)閉狀態(tài)，壓縮機(jī)12從蒸發(fā)器7內(nèi)部抽取氣態(tài)工質(zhì)，使蒸發(fā)器7內(nèi)壓力降低，液態(tài)工質(zhì)在低壓下發(fā)生低溫相變而實(shí)現(xiàn)對(duì)蒸發(fā)器7所處區(qū)域的冷卻降溫，壓縮機(jī)12排出的高溫高壓氣體經(jīng)壓縮機(jī)排氣管11和均勻分氣管3進(jìn)入冷凝器1，將熱量排給冷凝器1所處區(qū)域后，完成凝結(jié)過(guò)程，轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w工質(zhì)后經(jīng)冷凝器凝結(jié)液輸送管22被送入儲(chǔ)液罐31，儲(chǔ)液罐31內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)在壓縮機(jī)12提供的高壓作用下，由液體輸送母管37、制冷工況高壓液體管33送入干燥過(guò)濾器32進(jìn)行干燥過(guò)濾，又經(jīng)節(jié)流閥27 (或節(jié)流毛細(xì)管38)降壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪阂后w，由低壓液體管觀送入分液器19和等長(zhǎng)度均液管10，均流后進(jìn)入蒸發(fā)器7，在蒸發(fā)器7內(nèi)吸熱蒸發(fā)，變?yōu)闅鈶B(tài)工質(zhì)后再次被抽入壓縮機(jī)12，如此循環(huán)往復(fù)，不斷地將蒸發(fā)器7所處區(qū)域的熱量輸送到冷凝器1所處區(qū)域。本實(shí)施例的熱管系統(tǒng)包括蒸發(fā)器7和冷凝器1兩類換熱器，每類換熱器是1個(gè)或多個(gè)；還包括冷凝液供液與分配、氣液兩相流動(dòng)與分離、氣相輸送與分配、液相收集與儲(chǔ)存、 溫度調(diào)節(jié)與控制五個(gè)子系統(tǒng)，換熱器與各子系統(tǒng)的工作原理及功效為蒸發(fā)器7 通過(guò)分液器19及等長(zhǎng)度均液管10，蒸發(fā)器的各管路中均勻獲得液態(tài)工質(zhì)，這些工質(zhì)吸收與蒸發(fā)器7接觸的介質(zhì)的熱量而發(fā)生氣化，產(chǎn)生蒸發(fā)過(guò)程，形成的兩相流由兩相流輸送管束6送入氣液分離器16 (或氣液分離母管39)；蒸發(fā)器7所處區(qū)域的降溫方式，可以是采用風(fēng)機(jī)18產(chǎn)生氣流的直接冷卻方式，也可以是通過(guò)水泵48的水循環(huán)組成的間接冷卻方式；其功效是吸收蒸發(fā)器7所處環(huán)境的熱能，并將該能量轉(zhuǎn)變?yōu)檠h(huán)工質(zhì)的相變潛能；冷凝器1 通過(guò)均勻分氣管3進(jìn)入冷凝器1的各管路均勻獲得氣相工質(zhì)，這些氣相工質(zhì)在冷凝器1中將熱量傳遞給與冷凝器1接觸的介質(zhì)而發(fā)生相變，凝結(jié)為液體，由冷凝器凝結(jié)液輸送管22，回流到儲(chǔ)液罐31中；冷凝器1所處區(qū)域的散熱方式，可以是采用風(fēng)機(jī)2 形成的氣流直接散熱方式，也可以是通過(guò)水泵41的水循環(huán)組成的間接散熱方式。其功效是將蒸發(fā)器7中獲得的相變潛能傳遞到冷凝器1所處環(huán)境的介質(zhì)中，完成高效的熱量傳遞過(guò)程；冷凝液供液與分配子系統(tǒng)在熱管工況下，溶液循環(huán)泵36從儲(chǔ)液罐31中抽取液態(tài)工質(zhì)，經(jīng)液體輸運(yùn)管37、34和液相工質(zhì)工況轉(zhuǎn)換電磁閥四將液態(tài)工質(zhì)輸送到分液器19中， 經(jīng)分液器19和等長(zhǎng)度的分配管束10，均勻地將液態(tài)工質(zhì)分配給蒸發(fā)器7中的每個(gè)蒸發(fā)管路；其功效是將氣液分離器16分離出的液態(tài)工質(zhì)再次均勻地送到蒸發(fā)器7中進(jìn)行蒸發(fā)， 形成小循環(huán)，以保證蒸發(fā)器的高效運(yùn)行；同時(shí)，還將冷凝器1冷凝的液態(tài)工質(zhì)也送回到蒸發(fā)器7中，形成大循環(huán)，完成熱管所必需的液態(tài)工質(zhì)從冷凝器到蒸發(fā)器的輸送工作。在制冷工況下，儲(chǔ)液罐31內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)在壓縮機(jī)12提供的高壓作用下，由液體輸送母管37、制冷工況高壓液體管33送入干燥過(guò)濾器32進(jìn)行干燥過(guò)濾，又經(jīng)節(jié)流閥27降壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪阂后w， 由低壓液體管觀送入分液器19，和等長(zhǎng)度的分配管束10，均勻地將液態(tài)工質(zhì)分配給蒸發(fā)器 7中的每個(gè)蒸發(fā)管路；其功效是完成制冷工況下蒸發(fā)器7的均勻供液與分配；氣液兩相流動(dòng)與分離子系統(tǒng)在熱管工況下，從蒸發(fā)器7出來(lái)的兩相流，在溶液循環(huán)泵36提供的壓力作用下，由兩相流輸送管束6送入氣液分離器16 (或氣液分離母管39)， 氣液分離后，液體送到儲(chǔ)液罐31中，氣體進(jìn)入冷凝器1中；其功效是及時(shí)收集從蒸發(fā)器中流出的氣液兩相流，使蒸發(fā)器7換熱面的液態(tài)工質(zhì)厚度保持在一定范圍內(nèi)，達(dá)到高效換熱的效果，同時(shí)，完成氣液分離的任務(wù)，形成氣、液兩個(gè)通路，構(gòu)成本發(fā)明的雙循環(huán)系統(tǒng)；在制冷工況下，該子系統(tǒng)不起作用，通過(guò)節(jié)流閥27或節(jié)流毛細(xì)管38的流量調(diào)節(jié)，保證進(jìn)入兩相流輸送管束6的工質(zhì)是飽和或過(guò)飽和氣態(tài)工質(zhì)，以避免壓縮機(jī)12出現(xiàn)液擊現(xiàn)象；氣相輸送與分配子系統(tǒng)熱管工況下，在溶液循環(huán)泵36的動(dòng)力作用下，氣液分離器16或氣液分離母管39分離出來(lái)的氣體有一定的余壓，使氣相工質(zhì)經(jīng)輸送管4、工況轉(zhuǎn)換電磁閥5、均勻分氣管3后，均勻地進(jìn)入冷凝器1中的每一根換熱管；該子系統(tǒng)的功效是使蒸發(fā)器中產(chǎn)生的氣相工質(zhì)均勻地分配到冷凝器的每根換熱管中，實(shí)現(xiàn)高效的冷凝換熱過(guò)程；制冷工況下，壓縮機(jī)12的吸氣端產(chǎn)生低壓，從蒸發(fā)器7內(nèi)部抽取氣態(tài)工質(zhì)，由管路13吸入壓縮機(jī)12后被加壓為高壓工質(zhì)，由管路11送到均勻分氣管3后，高壓氣態(tài)工質(zhì)均勻地進(jìn)入冷凝器1中的每一根換熱管；該子系統(tǒng)的功效是通過(guò)壓縮機(jī)12，使蒸發(fā)器7中產(chǎn)生低壓， 實(shí)現(xiàn)低溫工況的吸熱工程，同時(shí)使冷凝器產(chǎn)生高壓，實(shí)現(xiàn)高溫工況的放熱工程；液相收集與儲(chǔ)存子系統(tǒng)熱管工況下，液相收集分兩部分一部分是氣液分離器 16中冷凝的液態(tài)工質(zhì)經(jīng)工況轉(zhuǎn)換電磁閥M和液體輸送管25流入儲(chǔ)液罐31，另一部分是在冷凝器1中冷凝下來(lái)的工質(zhì)經(jīng)冷凝器凝結(jié)液輸送管22流回到儲(chǔ)液罐31中；制冷工況下，液相收集是在壓縮機(jī)12的高壓作用下，冷凝器1中冷凝下來(lái)的工質(zhì)經(jīng)冷凝器凝結(jié)液輸送管22 流回到儲(chǔ)液罐31中；該子系統(tǒng)的功效是收集與儲(chǔ)存液態(tài)工質(zhì)，保證循環(huán)系統(tǒng)正常運(yùn)行；溫度調(diào)節(jié)與控制子系統(tǒng)溫度調(diào)節(jié)控制器30通過(guò)溫度傳感器9、14收集蒸發(fā)器7 所處區(qū)域的溫度和冷凝器1所處區(qū)域的溫度，該溫度調(diào)節(jié)控制器30根據(jù)蒸發(fā)器7所處區(qū)域的設(shè)定溫度及兩個(gè)溫度傳感器的實(shí)測(cè)溫度，通過(guò)比較分析，決定控制策略；當(dāng)蒸發(fā)器7所處區(qū)域的設(shè)定溫度與冷凝器1所處區(qū)域介質(zhì)的溫度之差大于等于雙循環(huán)可控?zé)峁芟到y(tǒng)穩(wěn)定工作溫差時(shí)，關(guān)閉壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)，即關(guān)閉壓縮機(jī)12，打開工況轉(zhuǎn)換電磁閥5、對(duì)、29， 啟動(dòng)溶液循環(huán)泵36，這樣就開啟了雙循環(huán)可控?zé)峁芟到y(tǒng)，直接利用機(jī)房外環(huán)境的自然冷量進(jìn)行冷卻；當(dāng)蒸發(fā)器7內(nèi)允許的最高溫度與環(huán)境溫度的溫差小于雙循環(huán)可控?zé)峁芟到y(tǒng)穩(wěn)定工作溫差時(shí)，關(guān)閉熱管系統(tǒng)，即關(guān)閉溶液循環(huán)泵36，關(guān)斷工況轉(zhuǎn)換電磁閥5、對(duì)、29，開啟壓縮機(jī)12，啟動(dòng)壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)，由壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)提供的冷量進(jìn)行冷卻；啟動(dòng)熱管系統(tǒng)后的溫度調(diào)節(jié)與控制，可按照選定的控制方法對(duì)溶液循環(huán)泵36進(jìn)行調(diào)節(jié)，既可以是連續(xù)調(diào)節(jié)，也可以是雙位控制；啟動(dòng)壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)后的溫度調(diào)節(jié)與控制，可按照選定的控制方法對(duì)壓縮機(jī)12進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以是連續(xù)調(diào)節(jié)，也可以是雙位控制。實(shí)施例1 本實(shí)施例為第1種能量運(yùn)輸?shù)墓ぷ髁鞒?，如附圖1所示，圖中循環(huán)箭頭的方向?yàn)闊峁芄べ|(zhì)的流動(dòng)方向；蒸發(fā)器7、氣液分離器16、冷凝器1、儲(chǔ)液罐31、溶液循環(huán)泵36、分液器 19、等長(zhǎng)度均液管10、工況轉(zhuǎn)換電磁閥5、對(duì)、29、相互間連接管道及溫度調(diào)節(jié)與控制部分等有機(jī)聯(lián)接為一體，構(gòu)成雙循環(huán)可控?zé)峁芟到y(tǒng)；在熱管工作工況下，工況轉(zhuǎn)換電磁閥5、24、四處于開啟狀態(tài)，通過(guò)溶液循環(huán)泵36、分液器19、蒸發(fā)器7及氣液分離器16、小循環(huán)溶液輸送管25、儲(chǔ)液罐31的有機(jī)組合，形成了相對(duì)獨(dú)立的工作液循環(huán)(雙循環(huán)中的小循環(huán))；而氣相工質(zhì)則經(jīng)氣體管路4、氣相工質(zhì)工況轉(zhuǎn)換電磁閥5、進(jìn)入均勻分氣管3，由均勻分氣管3將氣體均勻輸送到冷凝器1的每個(gè)管路中，在冷凝器1中實(shí)現(xiàn)完全冷凝后，由冷凝器凝結(jié)液輸送管22將冷凝液送回儲(chǔ)液罐31，形成熱管工質(zhì)大循環(huán)；回到儲(chǔ)液罐31中的工質(zhì)經(jīng)溶液循環(huán)泵36再次送入蒸發(fā)器7中，又開始了下一次換熱過(guò)程；如此循環(huán)往復(fù)，連續(xù)不斷地實(shí)現(xiàn)熱量的傳遞過(guò)程；通過(guò)對(duì)溶液循環(huán)泵36的啟停雙位控制或變頻等連續(xù)控制，實(shí)現(xiàn)溫度的調(diào)節(jié)與控制；附圖2為第1種能量輸運(yùn)方法的工作流程中啟動(dòng)制冷系統(tǒng)時(shí)的工作流程圖，圖中循環(huán)箭頭的方向?yàn)橹评涔べ|(zhì)的流動(dòng)方向；蒸發(fā)器7、壓縮機(jī)12、冷凝器1、儲(chǔ)液罐31、干燥過(guò)濾器32、節(jié)流閥27、分液器19、等長(zhǎng)度均液管10、相互間連接管道13、11、22、37、33及溫度調(diào)節(jié)與控制部分有機(jī)聯(lián)接為一體，構(gòu)成壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)；通過(guò)壓縮機(jī)12的啟停雙位控制或變頻等連續(xù)控制，可實(shí)現(xiàn)溫度的調(diào)節(jié)與控制；先將本發(fā)明的雙循環(huán)可控?zé)峁芟到y(tǒng)按附圖1和2所示安裝完畢，抽真空后充入適量循環(huán)工質(zhì)，給系統(tǒng)裝置通電后，溫度調(diào)節(jié)控制器 30根據(jù)蒸發(fā)器7所處區(qū)域的設(shè)定溫度及兩個(gè)溫度傳感器的實(shí)測(cè)溫度，通過(guò)比較分析，決定控制策略；當(dāng)蒸發(fā)器7所處區(qū)域的設(shè)定溫度與冷凝器1所處區(qū)域介質(zhì)的溫度之差大于等于雙循環(huán)可控?zé)峁芟到y(tǒng)穩(wěn)定工作溫差時(shí)，采用熱管工作模式打開工況轉(zhuǎn)換電磁閥5、對(duì)、29， 啟動(dòng)液態(tài)工質(zhì)循環(huán)泵36，讓蒸發(fā)器7內(nèi)有一定量的液態(tài)工質(zhì)循環(huán)，再打開蒸發(fā)器用風(fēng)機(jī)18 和冷凝器的風(fēng)機(jī)2，熱管便進(jìn)入正常工作階段。在正常工作過(guò)程中，溶液循環(huán)泵36從儲(chǔ)液罐 31中抽取液態(tài)工質(zhì)，經(jīng)液體輸運(yùn)管37、34、工況轉(zhuǎn)換電磁閥四，輸送到分液器19，經(jīng)分液器 19和等長(zhǎng)度的分配管束10，均勻地將液態(tài)工質(zhì)分配給蒸發(fā)器7中的每根蒸發(fā)管路，在蒸發(fā)管路中，液態(tài)工質(zhì)吸收與其相接觸空氣的熱量，部分液體氣化，經(jīng)兩相流輸送管束6進(jìn)入氣液分離器16實(shí)現(xiàn)氣液分離，隨后，液態(tài)工質(zhì)流經(jīng)工況轉(zhuǎn)換電磁閥M和小循環(huán)液體輸送管25 回流到儲(chǔ)液罐31，形成了液體工質(zhì)小循環(huán)，而氣相工質(zhì)則經(jīng)氣體管路4、工況轉(zhuǎn)換電磁閥5 進(jìn)入均勻分配管3，將氣體均勻輸送到冷凝器1的每根管路中，在冷凝管路中實(shí)現(xiàn)完全冷凝后，由冷凝液回送管22將冷凝液送入儲(chǔ)液罐31，形成熱管工質(zhì)大循環(huán)。兩個(gè)循環(huán)有機(jī)結(jié)合， 構(gòu)成本發(fā)明的雙循環(huán)熱管系統(tǒng)；小循環(huán)的作用是合理控制或增大蒸發(fā)器7中液體工質(zhì)的循環(huán)量，解決原有熱管工作液輸送力不夠、分液不均勻、蒸發(fā)器換熱效率低等問(wèn)題；大循環(huán)則使熱量從與蒸發(fā)器7接觸的介質(zhì)中傳送到與冷凝器1接觸的介質(zhì)中，完成熱量傳遞過(guò)程；回到儲(chǔ)液罐31中的工質(zhì)經(jīng)溶液循環(huán)泵36再次送入蒸發(fā)器7中，又開始了下一次換熱過(guò)程，如此循環(huán)往復(fù)，連續(xù)不斷地實(shí)現(xiàn)熱量的傳遞過(guò)程；當(dāng)蒸發(fā)器7內(nèi)允許的最高溫度與環(huán)境溫度的溫差小于雙循環(huán)可控?zé)峁芟到y(tǒng)穩(wěn)定工作溫差時(shí)，關(guān)閉熱管系統(tǒng)，即關(guān)閉溶液循環(huán)泵36， 關(guān)斷工況轉(zhuǎn)換電磁閥5、對(duì)、29，開啟壓縮機(jī)12，啟動(dòng)壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)，由壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)提供的冷量對(duì)蒸發(fā)器7所處環(huán)境進(jìn)行冷卻(或?yàn)槔淠?所處環(huán)境進(jìn)行加熱)。實(shí)施例2 附圖3為本實(shí)施例第2種方案的工作流程圖，除了用節(jié)流毛細(xì)管38替換由節(jié)流閥27、節(jié)流閥用溫度信號(hào)線沈和節(jié)流閥用感溫包17構(gòu)成的節(jié)流部件外，其它部分與實(shí)施例1相同，本實(shí)施例特別適用于小型系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)；其啟動(dòng)與運(yùn)行過(guò)程與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3 附圖4為本實(shí)施例第3種方案的工作流程圖，除了用氣液分離母管39替換氣液分離器16外，其它部分與實(shí)施例1相同，其特點(diǎn)是蒸發(fā)器與氣液分離器有機(jī)結(jié)合，結(jié)構(gòu)緊湊；其啟動(dòng)與運(yùn)行過(guò)程與實(shí)施例1相同。實(shí)施例4 附圖5為本實(shí)施例第4種方案的工作流程圖，除了用氣液分離母管39替換氣液分離器16，用節(jié)流毛細(xì)管38替換由節(jié)流閥27、節(jié)流閥用溫度信號(hào)線沈和節(jié)流閥用感溫包17構(gòu)成的節(jié)流部件外，其它部分與實(shí)施例1相同，適用于小型系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 緊湊、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)；其啟動(dòng)與運(yùn)行過(guò)程與實(shí)施例1相同。實(shí)施例5 附圖6為本實(shí)施例第5種方案的工作流程圖，除了用冷凝器到泵之間連接管40，冷凝器冷卻水泵41，水泵到熱用戶(或散熱器)間連接管42，熱用戶(或散熱器)43，熱用戶(或散熱器)到冷凝器回水管44構(gòu)成的水循環(huán)系統(tǒng)替代冷凝器用風(fēng)機(jī)2外， 其它部分與實(shí)施例1相同；適用于冷凝器處有冷水源，或冷凝器處用戶要求供熱水的場(chǎng)合； 其啟動(dòng)與運(yùn)行過(guò)程與實(shí)施例1基本相同，只是將啟動(dòng)冷凝器用風(fēng)機(jī)2改為啟動(dòng)冷凝器冷卻水泵41即可。實(shí)施例6 附圖7為本實(shí)施例第6種方案的工作流程圖，除了用蒸發(fā)器到供冷水泵間連接管49、蒸發(fā)器供冷水泵48、水泵到冷用戶(或供熱器)間連接管47、冷用戶(或供熱器)46、冷用戶(或供熱器)到蒸發(fā)器回水管45替代蒸發(fā)器用風(fēng)機(jī)18外，其它部分與實(shí)施例1相同；適用于蒸發(fā)器處用戶需提供冷水，或蒸發(fā)器處有熱水源的場(chǎng)合；其啟動(dòng)與運(yùn)行過(guò)程與實(shí)施例1基本相同，只是將啟動(dòng)蒸發(fā)器用風(fēng)機(jī)18改為啟動(dòng)蒸發(fā)器供冷水泵48即可。實(shí)施例7 附圖8為本實(shí)施例第7種方案的工作流程圖，除了用蒸發(fā)器到供冷水泵間連接管49、蒸發(fā)器供冷水泵48、水泵到冷用戶(或供熱器)間連接管47、冷用戶(或供熱器)46、冷用戶(或供熱器)到蒸發(fā)器回水管45替代蒸發(fā)器用風(fēng)機(jī)18;用冷凝器到泵之間連接管40，冷凝器冷卻水泵41，水泵到熱用戶(或散熱器)間連接管42，熱用戶(或散熱器)43，熱用戶(或散熱器)到冷凝器回水管44構(gòu)成的水循環(huán)系統(tǒng)替代冷凝器用風(fēng)機(jī)2外， 其它部分完全與實(shí)施例1相同；適用于蒸發(fā)器處用戶需提供冷水，或蒸發(fā)器處有熱水源；同時(shí)，冷凝器處有冷水源，或冷凝器處用戶要求供熱水的場(chǎng)合；啟動(dòng)與運(yùn)行過(guò)程與實(shí)施例1基本相同，只是將啟動(dòng)蒸發(fā)器用風(fēng)機(jī)18改為啟動(dòng)蒸發(fā)器供冷水泵48 ；將啟動(dòng)冷凝器用風(fēng)機(jī)2 改為啟動(dòng)冷凝器冷卻水泵41即可。實(shí)施例8 附圖9為本實(shí)施例第8種方案的工作流程圖，除了有多個(gè)蒸發(fā)器7(盡管附圖9中僅畫出2個(gè))，多個(gè)通道的冷凝液供液與分配子系統(tǒng)，多個(gè)氣液分離器16外，其它部分與實(shí)施例1相同；適用于蒸發(fā)器處有多個(gè)用戶需提供冷量，或蒸發(fā)器處有多個(gè)熱源的場(chǎng)合，可實(shí)現(xiàn)一供多的供冷方式或多供一的供熱方式；其啟動(dòng)與運(yùn)行過(guò)程與實(shí)施例1基本相同，只是溫度調(diào)節(jié)與控制子系統(tǒng)需同時(shí)調(diào)節(jié)和控制多個(gè)蒸發(fā)器7所處位置的溫度。實(shí)施例9 附圖10為本實(shí)施例第9種方案的工作流程圖，除了有多個(gè)冷凝器1 (盡管附圖10中僅畫出2個(gè))，多個(gè)均勻分氣管3，多個(gè)冷凝器凝結(jié)液輸送管22外，其它部分與實(shí)施例1相同；適用于冷凝器處有多個(gè)用戶需提供熱量，或冷凝器處有多個(gè)冷源的場(chǎng)合，可實(shí)現(xiàn)多供一的供冷方式或一供多的供熱方式其啟動(dòng)與運(yùn)行過(guò)程與實(shí)施例1基本相同，只是溫度調(diào)節(jié)與控制子系統(tǒng)需同時(shí)調(diào)節(jié)和控制多個(gè)冷凝器1所處位置的溫度。
權(quán)利要求
1.一種熱管與制冷系統(tǒng)復(fù)合式能量輸運(yùn)方法，其特征在于將雙循環(huán)可控?zé)峁芟到y(tǒng)與壓縮式循環(huán)制冷系統(tǒng)組合實(shí)現(xiàn)能量輸運(yùn)，將蒸發(fā)器、氣液分離器或氣液分離母管、壓縮機(jī)、冷凝器、儲(chǔ)液罐、溶液循環(huán)泵、節(jié)流閥、分液器、工況轉(zhuǎn)換電磁閥、相互間連接管道及溫度調(diào)節(jié)與控制部分有機(jī)聯(lián)接為一個(gè)整體，構(gòu)成熱管系統(tǒng)與制冷系統(tǒng)相復(fù)合的能量輸運(yùn)系統(tǒng)，其中， 蒸發(fā)器、氣液分離器或氣液分離母管、冷凝器、儲(chǔ)液罐、溶液循環(huán)泵、分液器、工況轉(zhuǎn)換電磁閥、相互間連接管道及溫度調(diào)節(jié)與控制部分有機(jī)聯(lián)接為一體，構(gòu)成雙循環(huán)可控式熱管系統(tǒng)， 通過(guò)溶液循環(huán)泵、分液器、蒸發(fā)器及氣液分離器的有機(jī)組合，形成獨(dú)立的工作液循環(huán)，即雙循環(huán)中的小循環(huán)；通過(guò)對(duì)溶液循環(huán)泵的調(diào)節(jié)控制實(shí)現(xiàn)熱管系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制；熱管系統(tǒng)的工作是溶液循環(huán)泵從儲(chǔ)液罐中抽取液態(tài)工質(zhì)，經(jīng)液體輸運(yùn)管輸送到分液器，經(jīng)分液器和等長(zhǎng)度的分配管束，均勻地將液態(tài)工質(zhì)分配給蒸發(fā)器中的每個(gè)蒸發(fā)管路，在蒸發(fā)管路中，液態(tài)工質(zhì)吸收與其相接觸介質(zhì)的熱量，部分液體氣化，經(jīng)兩相流管進(jìn)入氣液分離器實(shí)現(xiàn)氣液分離， 隨后，液態(tài)工質(zhì)流經(jīng)調(diào)節(jié)閥和氣液分離器液體輸送管回到儲(chǔ)液罐，形成了液體工質(zhì)小循環(huán)， 而氣相工質(zhì)則經(jīng)氣體管路進(jìn)入均勻分氣管，由均勻分配管將氣體輸送到冷凝器的每個(gè)管路中，在冷凝管路中實(shí)現(xiàn)完全冷凝后，由冷凝液回送管將冷凝液送回儲(chǔ)液罐，形成熱管工質(zhì)大循環(huán)；兩個(gè)循環(huán)有機(jī)結(jié)合構(gòu)成雙循環(huán)熱管系統(tǒng)；小循環(huán)控制或增大蒸發(fā)器中液體工質(zhì)的循環(huán)量；大循環(huán)使熱量從與蒸發(fā)器接觸的介質(zhì)中傳送到與冷凝器接觸的介質(zhì)中，完成熱量傳遞過(guò)程；回到儲(chǔ)液罐中的工質(zhì)經(jīng)溶液循環(huán)泵再次送入蒸發(fā)器中，開始下一次換熱過(guò)程；如此循環(huán)往復(fù)，連續(xù)不斷地實(shí)現(xiàn)熱量的傳遞過(guò)程；蒸發(fā)器、氣液分離器或氣液分離母管、壓縮機(jī)、冷凝器、儲(chǔ)液罐、干燥過(guò)濾器、節(jié)流閥、分液器、相互間連接管道及溫度調(diào)節(jié)與控制部分有機(jī)聯(lián)接為一體，構(gòu)成壓縮式循環(huán)制冷系統(tǒng)；制冷系統(tǒng)的工作是壓縮機(jī)從蒸發(fā)器內(nèi)部抽取氣態(tài)工質(zhì)，使蒸發(fā)器內(nèi)壓力降低，液態(tài)工質(zhì)在低壓下發(fā)生低溫相變而實(shí)現(xiàn)對(duì)蒸發(fā)器所處區(qū)域的冷卻降溫，壓縮機(jī)排出的高溫高壓氣體進(jìn)入冷凝器，將熱量傳遞給冷凝器所處區(qū)域后，完成凝結(jié)過(guò)程，轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w工質(zhì)后被送入儲(chǔ)液罐，儲(chǔ)液罐內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)在壓縮機(jī)提供的高壓作用下，經(jīng)干燥過(guò)濾器進(jìn)行干燥過(guò)濾，又經(jīng)節(jié)流閥降壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪阂后w，由分液器進(jìn)行均流后進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)，變?yōu)闅鈶B(tài)工質(zhì)后再次被抽入壓縮機(jī)，如此循環(huán)往復(fù)， 不斷地將蒸發(fā)器所處區(qū)域的熱量輸送到冷凝器所處區(qū)域；當(dāng)被調(diào)溫區(qū)域的設(shè)定溫度與環(huán)境溫度的溫差大于等于雙循環(huán)可控?zé)峁芟到y(tǒng)穩(wěn)定工作溫差時(shí)，關(guān)閉壓縮式循環(huán)制冷系統(tǒng)，開啟雙循環(huán)可控?zé)峁芟到y(tǒng)，直接利用外部環(huán)境的自然冷量進(jìn)行冷卻；當(dāng)被調(diào)溫區(qū)域的設(shè)定溫度與環(huán)境溫度的溫差小于雙循環(huán)可控?zé)峁芟到y(tǒng)穩(wěn)定工作溫差時(shí)，關(guān)閉熱管系統(tǒng)，啟動(dòng)壓縮式循環(huán)制冷系統(tǒng)，由壓縮式循環(huán)制冷系統(tǒng)提供的冷量進(jìn)行冷卻；其雙循環(huán)可控式熱管系統(tǒng)與壓縮式循環(huán)制冷系統(tǒng)共享一套蒸發(fā)器、冷凝器、氣液分離器或氣液分離母管、儲(chǔ)液罐和分液器，使用同一套溫度測(cè)量和控制子系統(tǒng)完成被調(diào)溫區(qū)域的溫度調(diào)節(jié)與控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管與制冷系統(tǒng)復(fù)合式能量輸運(yùn)方法，其特征在于實(shí)現(xiàn)能量輸運(yùn)的裝置系統(tǒng)包括蒸發(fā)器和冷凝器兩類換熱器，每類換熱器是一個(gè)或2個(gè)并聯(lián)組成；整體裝置系統(tǒng)包括熱管系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)以及冷凝液供液與分配、氣液兩相流動(dòng)與分離、氣相輸送與分配、液相收集與儲(chǔ)存、溫度調(diào)節(jié)與控制五個(gè)子系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管與制冷系統(tǒng)復(fù)合式能量輸運(yùn)方法，其特征在于實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)與控制由兩個(gè)以上溫度傳感器分別感應(yīng)蒸發(fā)器所處區(qū)域介質(zhì)的溫度和冷凝器所處區(qū)域介質(zhì)的溫度，將溫度信號(hào)傳遞給溫度調(diào)節(jié)與控制器，該溫度調(diào)節(jié)與控制器根據(jù)蒸發(fā)器所處區(qū)域的設(shè)定溫度及溫度傳感器的實(shí)測(cè)溫度，通過(guò)比較分析，決定控制策略；當(dāng)蒸發(fā)器所處區(qū)域的設(shè)定溫度與冷凝器所處區(qū)域介質(zhì)的溫度之差大于等于雙循環(huán)可控?zé)峁芟到y(tǒng)穩(wěn)定工作溫差時(shí)，關(guān)閉壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)，開啟雙循環(huán)可控?zé)峁芟到y(tǒng)，直接利用機(jī)房外環(huán)境的自然冷量進(jìn)行冷卻；當(dāng)機(jī)房?jī)?nèi)允許的最高溫度與環(huán)境溫度的溫差小于雙循環(huán)可控?zé)峁芟到y(tǒng)穩(wěn)定工作溫差時(shí)，關(guān)閉熱管系統(tǒng)，啟動(dòng)壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)，由壓縮式制冷循環(huán)系統(tǒng)提供的冷量進(jìn)行冷卻；啟動(dòng)熱管系統(tǒng)后的溫度調(diào)節(jié)與控制，按照選定的控制方法對(duì)溶液循環(huán)泵進(jìn)行調(diào)節(jié)，是連續(xù)調(diào)節(jié)或是雙位控制；啟動(dòng)壓縮式循環(huán)制冷系統(tǒng)后的溫度調(diào)節(jié)與控制，按照選定的控制方法對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)，是連續(xù)調(diào)節(jié)或是雙位控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管與制冷系統(tǒng)復(fù)合式能量輸運(yùn)方法，其特征在于涉及的蒸發(fā)器與冷凝器安裝時(shí)位置高于儲(chǔ)液罐，冷凝液能回流到儲(chǔ)液罐，若冷凝器低于儲(chǔ)液罐，在冷凝器回流管上安裝一個(gè)冷凝器回流溶液泵；涉及的氣液分離器是獨(dú)立部件或與蒸發(fā)器連為一體的氣液分離母管；均勻分氣管是一個(gè)獨(dú)立部件或與冷凝器組合為一體；涉及制冷系統(tǒng)所用的節(jié)流元件是節(jié)流閥或節(jié)流毛細(xì)管，節(jié)流閥是熱力膨脹閥或電子膨脹閥或其它形式的節(jié)流閥；涉及的蒸發(fā)器所處區(qū)域的換熱方式采用風(fēng)機(jī)的氣流直接冷卻方式，或通過(guò)水泵構(gòu)成的水循環(huán)間接冷卻方式；涉及的冷凝器所處區(qū)域的換熱方式采用風(fēng)機(jī)的氣流直接散熱方式，或通過(guò)水泵構(gòu)成的水循環(huán)間接散熱方式；涉及的蒸發(fā)器為多個(gè)時(shí)實(shí)現(xiàn)一供多的供冷方式或多供一的供熱方式，實(shí)現(xiàn)分布式冷卻或多點(diǎn)取熱；涉及的冷凝器為多個(gè)時(shí)實(shí)現(xiàn)多供一的供冷方式或一供多的供熱方式，實(shí)現(xiàn)分布式供熱或多點(diǎn)散熱。
全文摘要
本發(fā)明屬于冷熱能量輸運(yùn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種熱管與制冷系統(tǒng)復(fù)合式能量輸運(yùn)方法，將雙循環(huán)可控?zé)峁芟到y(tǒng)與壓縮式循環(huán)制冷系統(tǒng)組合實(shí)現(xiàn)能量輸運(yùn)，實(shí)現(xiàn)能量輸運(yùn)的裝置系統(tǒng)包括蒸發(fā)器和冷凝器兩類換熱器，每類換熱器是一個(gè)或2個(gè)并聯(lián)組成；整體裝置系統(tǒng)包括熱管系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)以及冷凝液供液與分配、氣液兩相流動(dòng)與分離、氣相輸送與分配、液相收集與儲(chǔ)存、溫度調(diào)節(jié)與控制五個(gè)子系統(tǒng)；用于實(shí)現(xiàn)通訊基站、各類電源柜、控制柜的機(jī)房?jī)?nèi)冷卻降溫場(chǎng)合，采用熱管系統(tǒng)與熱泵系統(tǒng)復(fù)合式工作，有效利用間歇性廢熱或余熱，節(jié)能效果好，能耗低；所用系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占用空間小，環(huán)境友好。
文檔編號(hào)F25B49/02GK102359738SQ20111015457
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者劉瑞璟, 孫暉, 杜啟行, 王兆俊, 田小亮 申請(qǐng)人:青島大學(xué)