專利名稱：一種復(fù)合式泵驅(qū)動環(huán)形熱管冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種復(fù)合式泵驅(qū)動環(huán)形熱管冷卻裝置，屬于換熱設(shè)備熱交換技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在通信基站或機(jī)房中，通訊設(shè)備運(yùn)行時間長，發(fā)熱量大，需要專門的散熱設(shè)備將熱量散到室外，以保證室內(nèi)的環(huán)境溫度和設(shè)備的正常工作。目前采用較多的空調(diào)設(shè)備運(yùn)行能耗較大，系統(tǒng)運(yùn)行成本較高。為了降低空調(diào)能耗，引入回路熱管散熱裝置，利用室外大氣自然冷源散熱。一種用于機(jī)房或機(jī)柜的帶氣泵分離式熱虹吸管散熱裝置(CN200910088535. 8)、一種自然冷卻用的液泵驅(qū)動熱管冷卻裝置(CN201110123424. 3)等 專利的提出均是基于回路熱管的工作原理。但上述裝置只有在室外氣溫較低的情況下才能工作，無法實(shí)現(xiàn)全年運(yùn)行。專利CN201110048745. I和CN201110048809. 8提出了一種整體式和分體式熱管復(fù)合空調(diào)，空調(diào)與熱管共用一套蒸發(fā)器和冷凝器，通過閥門和管件實(shí)現(xiàn)兩套系統(tǒng)分別運(yùn)行，達(dá)到全年工作的目的。但是最大的功能缺陷是空調(diào)和熱管系統(tǒng)不能同時運(yùn)行，自然冷源利用率明顯降低。另外還存在如冷媒再分配、壓縮機(jī)回油、運(yùn)行可靠性等關(guān)鍵不足，而相關(guān)的解決方案又加劇了系統(tǒng)的復(fù)雜程度，整套系統(tǒng)的性能和可靠性無法得到保證。為充分利用室外自然冷源，解決上述冷卻裝置存在的問題，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和流程，確保數(shù)據(jù)中心或通信機(jī)房設(shè)備全年正常穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)計出本實(shí)用新型技術(shù)方案。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種復(fù)合式泵驅(qū)動環(huán)形熱管冷卻裝置，該裝置可實(shí)現(xiàn)機(jī)械制冷和熱管冷卻獨(dú)立或聯(lián)合運(yùn)行等多種工作模式，全年運(yùn)行以泵驅(qū)動環(huán)形熱管冷卻為主、機(jī)械制冷為輔，在降低通信基站或機(jī)房能耗、提高IT或通信設(shè)備的可靠性、延長使用壽命的同時，也解決了空調(diào)與熱管復(fù)合系統(tǒng)存在的結(jié)構(gòu)繁瑣、流程復(fù)雜、冷媒分配不當(dāng)、壓縮機(jī)回油不適等問題，既充分利用了自然冷源、實(shí)現(xiàn)節(jié)能效益最大化，又保證了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定可靠。一種復(fù)合式泵驅(qū)動環(huán)形熱管冷卻裝置，包括機(jī)械制冷回路和環(huán)形熱管冷卻兩個回路，其中機(jī)械制冷回路由液-液換熱器組、氣液分離器7、壓縮機(jī)8、冷凝器組和節(jié)流元件10首尾依次連接而成或由液-液換熱器組、壓縮機(jī)8、油分離器12，冷凝器9和節(jié)流元件10首尾依次連接；液-液換熱器組的另一路輸入輸出與儲液器4、泵5、室內(nèi)換熱器組、室外換熱器組首尾依次相連組成環(huán)形熱管冷卻回路；所述的冷凝器組由一個冷凝器9或多個冷凝器9并聯(lián)而成；所述的室外換熱器組由一個室外換熱器2或多個室外換熱器2并聯(lián)而成，在每個室外換熱器2的進(jìn)口處串接有一閥門3 ;與所述的室外換熱器組并聯(lián)有一閥門3c ；所述的室內(nèi)換熱器組由一個室內(nèi)換熱器I或多個室內(nèi)換熱器I并聯(lián)而成；所述的液-液換熱器組由一個液-液換熱器6或多個液-液換熱器6并聯(lián)而成；每個液-液換熱器6在環(huán)形熱管冷卻回路的輸入端串接有一個控制輸入的閥門，與所述的液-液換熱器組并聯(lián)有一閥門3e ；機(jī)械制冷回路和環(huán)形熱管冷卻回路的內(nèi)部充注低沸點(diǎn)工質(zhì)流體。所述的液-液換熱器6為混合式換熱器，同時省去了儲液器4和氣液分離器7，在壓縮機(jī)8和冷凝器組之間串接有用于分離壓縮機(jī)8排氣中潤滑油的油分離器12。在所述的液-液換熱器組、氣液分離器7之間串聯(lián)有蒸發(fā)器組；蒸發(fā)器組由一個蒸發(fā)器11或多個蒸發(fā)器11并聯(lián)組成。所述液-液換熱器6為間壁式換熱器或混合式換熱器；所述的間壁式換熱器包括板式、螺旋板式、管殼式或套管式。所述液-液換熱器6中的液面高于泵5吸口中心線20cm以上。 所述充注的低沸點(diǎn)工質(zhì)流體，為烷烴、烯烴及其鹵代物的一種或若干種的混合物；或者是氨、甲醇、乙醇、丙酮及乙二醇的一種或若干種的混合物。所述泵5為噴射泵、虹吸泵或機(jī)械泵。所述室內(nèi)換熱器I和室外換熱器2均為風(fēng)冷式翅片換熱器；換熱器帶風(fēng)機(jī)或不帶風(fēng)機(jī)；所述室內(nèi)換熱器I和室外換熱器2為管式結(jié)構(gòu)，即由多根直管、多根繞翅片管、多根蛇形管外加翅片或多根直管套翅片等形式單一或組合使用；或?yàn)榘迨浇Y(jié)構(gòu)，即在復(fù)合平板上脹出流道；或?yàn)槿萜鳡罨蛳潴w狀結(jié)構(gòu)；所述儲液器4為容器元件內(nèi)加裝液位控制元件；液位控制元件為浮球閥。所述機(jī)械制冷回路為一拖一或一拖多分體式空調(diào)，或?yàn)橐煌弦换蛞煌隙鄳羰街醒肟照{(diào)或多聯(lián)機(jī)空調(diào)。一種復(fù)合式泵驅(qū)動環(huán)形熱管冷卻裝置的運(yùn)行方法當(dāng)Ti < To+N時，機(jī)械制冷回路運(yùn)行，環(huán)形熱管冷卻回路停止運(yùn)行，單獨(dú)用機(jī)械制冷回路為室內(nèi)降溫，其中Ti為室內(nèi)溫度,To為室外溫度,N為溫差下限,且N > O ;液-液換熱器6在環(huán)形熱管冷卻回路中進(jìn)口處串接的閥門開啟，與液-液換熱器組并聯(lián)的閥門關(guān)閉，與室外換熱器組并聯(lián)的閥門開啟，室外換熱器2的進(jìn)口處串接的閥門關(guān)閉；當(dāng)Ti > To+M時，機(jī)械制冷回路停止運(yùn)行，環(huán)形熱管冷卻回路運(yùn)行，單獨(dú)用室外冷空氣為室內(nèi)降溫，其中Ti為室內(nèi)溫度，To為室外溫度，M為溫差上限，且M > O ;液_液換熱器6在環(huán)形熱管冷卻回路中進(jìn)口處串接的閥門關(guān)閉，與液-液換熱器組并聯(lián)的閥門開啟，與室外換熱器組并聯(lián)的閥門關(guān)閉，室外換熱器2的進(jìn)口處串接的閥門開啟；當(dāng)To+N ^ Ti ^ To+M時，機(jī)械制冷回路和環(huán)形熱管冷卻回路同時運(yùn)行，同時用機(jī)械制冷和室外冷空氣為室內(nèi)降溫，其中M > N > O ;液-液換熱器6在環(huán)形熱管冷卻回路中進(jìn)口處串接的閥門開啟，與液-液換熱器組并聯(lián)的閥門關(guān)閉，與室外換熱器組并聯(lián)的閥門關(guān)閉，室外換熱器2的進(jìn)口處串接的閥門開啟。本實(shí)用新型可以獲得如下有益效果采用該裝置后，可便捷地實(shí)現(xiàn)泵驅(qū)動環(huán)形熱管冷卻為主、機(jī)械制冷為輔的全年運(yùn)行，在保證系統(tǒng)機(jī)械制冷和環(huán)形熱管冷卻可同時運(yùn)行的同時大大降低了所需電力消耗，大大提高了自然冷源利用率。另外也避免了共用一套蒸發(fā)器和冷凝器系統(tǒng)所帶來的壓縮機(jī)回油不適、冷媒再分配不當(dāng)、系統(tǒng)可靠性差等諸多問題，簡化了結(jié)構(gòu)流程，確保了系統(tǒng)長期運(yùn)行的可靠性，并且在較大熱流量范圍和較廣現(xiàn)場情況內(nèi)均具有良好的散熱性能。以下結(jié)合附圖
和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。圖I是實(shí)施例一分體式空調(diào)間壁復(fù)疊的泵驅(qū)動環(huán)形熱管冷卻裝置示意圖；圖2是實(shí)施例二分體式空調(diào)混合復(fù)疊的泵驅(qū)動環(huán)形熱管冷卻裝置示意圖；圖3是實(shí)施例三多聯(lián)機(jī)空調(diào)間壁復(fù)疊的泵驅(qū)動環(huán)形熱管冷卻裝置示意圖；圖4是實(shí)施例四分體式空調(diào)復(fù)疊帶獨(dú)立蒸發(fā)器的泵驅(qū)動環(huán)形熱管冷卻裝置示意圖；圖5是實(shí)施例五多聯(lián)機(jī)空調(diào)復(fù)疊帶獨(dú)立蒸發(fā)器的泵驅(qū)動環(huán)形熱管冷卻裝置示意圖； 以上圖中1-室內(nèi)換熱器，2-室外換熱器，3a 3g-閥門，4-儲液器，5-泵，6-液-液換熱器，7-氣液分離器，8-壓縮機(jī)，9-冷凝器，10-節(jié)流元件，11-蒸發(fā)器，12-油分離器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。實(shí)施例一分體式空調(diào)間壁復(fù)疊的泵驅(qū)動環(huán)形熱管冷卻裝置如圖I所示。該裝置包括室內(nèi)換熱器I、室外換熱器2、閥門3a d、儲液器4、泵5、液-液板式換熱器6、氣液分離器7、壓縮機(jī)8、冷凝器9和節(jié)流元件10組成，通過管路連接為機(jī)械制冷和環(huán)形熱管冷卻兩個回路，內(nèi)部抽取真空，各自充注一定量的制冷劑R22。冬季室外天氣寒冷(如室內(nèi)溫度Ti >室外溫度TJ10)時，閥門3a、3b、3e開啟，閥門3c、3d關(guān)閉，所述室內(nèi)換熱器I內(nèi)的液體冷媒，吸收室內(nèi)熱量汽化成為蒸汽；經(jīng)閥門3a、3b進(jìn)入室外換熱器2，對室外冷空氣釋放熱量，冷凝為液體，并通過閥門3e流入儲液器4內(nèi)；儲液器4內(nèi)的液體冷媒在泵5的作用下被泵回室內(nèi)換熱器I。夏季室外天氣炎熱(如Ti < T0+2)時，閥門3c、3d開啟，閥門3a、3b、3e關(guān)閉，所述室內(nèi)換熱器I內(nèi)的液體冷媒吸收室內(nèi)熱量汽化，成為蒸汽；經(jīng)閥門3c、3d進(jìn)入液-液板式換熱器6，與分體式空調(diào)機(jī)械制冷循環(huán)中的制冷劑進(jìn)行熱交換，釋放熱量，冷凝為液體，并流入儲液器4內(nèi)；儲液器4內(nèi)的液體冷媒經(jīng)泵5被泵回室內(nèi)換熱器I ;而在機(jī)械制冷循環(huán)中，液-液板式換熱器6內(nèi)的液體制冷劑吸收了熱管回路冷媒釋放的熱量，氣化成為蒸氣，經(jīng)氣液分離器7被吸入壓縮機(jī)8，壓縮后的高壓氣體流入冷凝器9，冷凝成為液體，并經(jīng)節(jié)流元件10重新流入液-液板式換熱器6。而在春、秋過渡季節(jié)室外天氣涼爽(如T0+2 ^ Ti ^ Το+10)時，閥門3a、3b、3d開啟，閥門3c、3e關(guān)閉，所述室內(nèi)換熱器I內(nèi)的液體冷媒吸收室內(nèi)熱量汽化，成為蒸汽；經(jīng)閥門3a、3b進(jìn)入室外換熱器2，對室外冷空氣釋放熱量，部分冷凝為液體，汽液混合冷媒通過閥門3d進(jìn)入液-液板式換熱器6，與分體式空調(diào)機(jī)械制冷循環(huán)中的制冷劑進(jìn)一步進(jìn)行熱交換，釋放熱量，冷凝為液體，并流入儲液器4內(nèi)；儲液器4內(nèi)的液體冷媒經(jīng)泵5被泵回室內(nèi)換熱器I ;而在機(jī)械制冷循環(huán)中，液-液板式換熱器6內(nèi)的液體制冷劑吸收了熱管回路冷媒釋放的熱量，氣化成為蒸氣，經(jīng)氣液分離器7被吸入壓縮機(jī)8，壓縮后的高壓氣體流入冷凝器9，冷凝成為液體，并經(jīng)節(jié)流元件10重新流入液-液板式換熱器6。如此通過不同回路的不斷循環(huán)，實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)環(huán)境降溫的目的，保證通信基站或機(jī)房全年的冷量需求。[0036]實(shí)施例二 分體式空調(diào)混合復(fù)疊的泵驅(qū)動環(huán)形熱管冷卻裝置如圖2所示。本實(shí)施例中液-液換熱器6為混合式換熱器，省去了儲液器4和氣液分離器7，并在壓縮機(jī)8的出口增設(shè)了油分離器12，用于分離壓縮機(jī)8排氣中的潤滑油，機(jī)械制冷和環(huán)形熱管冷卻兩個回路共用一種制冷劑，如R410A。其余部分與實(shí)施例一相同，運(yùn)行方法也相同。實(shí)施例三多聯(lián)機(jī)空調(diào)間壁復(fù)疊的泵驅(qū)動環(huán)形熱管冷卻裝置如圖3所示。本實(shí)施例中機(jī)械制冷循環(huán)采用多聯(lián)機(jī)形式，閥門3、液-液板式換熱器6和冷凝器9的數(shù)目分別增至7個、3個和2個。其余部分與實(shí)施例一相同，運(yùn)行方法也相同。實(shí)施例四分體式空調(diào)復(fù)疊帶獨(dú)立蒸發(fā)器的泵驅(qū)動環(huán)形熱管冷卻裝置如圖4所示。本實(shí)施例中在機(jī)械制冷回路液-液板式換熱器6的出口與氣液分離器7的進(jìn)口之間增設(shè)了蒸發(fā)器11，可為通信基站或機(jī)房內(nèi)其他功能房間提供冷量。其余部分與實(shí)施例一相同，運(yùn)行方法也相同。實(shí)施例五多聯(lián)機(jī)空調(diào)復(fù)疊帶獨(dú)立蒸發(fā)器的泵驅(qū)動環(huán)形熱管冷卻裝置如圖5所 不。本實(shí)施例中在機(jī)械制冷回路的每一支路液-液板式換熱器6的出口與氣液分離器7的進(jìn)口之間均增設(shè)了蒸發(fā)器11，可分別為通信基站或機(jī)房內(nèi)其他不同功能的房間提供冷量。其余部分與實(shí)施例三相同，運(yùn)行方法也相同。以上所述，僅是本實(shí)用新型較佳可行的實(shí)施例，不能因此即局限本實(shí)用新型的權(quán)利范圍，對熟悉本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，舉凡運(yùn)用本實(shí)用新型的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思做出其他各種相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬在本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種復(fù)合式泵驅(qū)動環(huán)形熱管冷卻裝置，其特征在于包括機(jī)械制冷回路和環(huán)形熱管冷卻回路兩個回路，其中機(jī)械制冷回路由液-液換熱器組、氣液分離器(7)、壓縮機(jī)(8)、冷凝器組和節(jié)流元件(10)首尾依次連接而成或由液-液換熱器組、壓縮機(jī)(8)、油分離器(12)，冷凝器(9)和節(jié)流元件(10)首尾依次連接；液_液換熱器組的另一路輸入輸出與儲液器(4)、泵(5)、室內(nèi)換熱器組、室外換熱器組首尾依次相連組成環(huán)形熱管冷卻回路； 所述的冷凝器組由一個冷凝器(9)或多個冷凝器(9)并聯(lián)而成； 所述的室外換熱器組由一個室外換熱器(2)或多個室外換熱器(2)并聯(lián)而成,在每個室外換熱器(2)的進(jìn)口處串接有一閥門(3);與所述的室外換熱器組并聯(lián)有一閥門(3c)； 所述的室內(nèi)換熱器組由一個室內(nèi)換熱器(I)或多個室內(nèi)換熱器(I)并聯(lián)而成； 所述的液-液換熱器組由一個液-液換熱器(6)或多個液-液換熱器(6)并聯(lián)而成；每個液-液換熱器(6)在環(huán)形熱管冷卻回路的輸入端串接有一個控制輸入的閥門，與所述的液-液換熱器組并聯(lián)有一閥門(3e)； 機(jī)械制冷回路和環(huán)形熱管冷卻回路的內(nèi)部充注低沸點(diǎn)工質(zhì)流體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種復(fù)合式泵驅(qū)動環(huán)形熱管冷卻裝置，其特征在于所述的液-液換熱器(6)為混合式換熱器，同時省去了儲液器(4)和氣液分離器(7)，在壓縮機(jī)(8)和冷凝器組之間串接有用于分離壓縮機(jī)(8)排氣中潤滑油的油分離器(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種復(fù)合式泵驅(qū)動環(huán)形熱管冷卻裝置，其特征在于在所述的液-液換熱器組、氣液分離器(7)之間串聯(lián)有蒸發(fā)器組；蒸發(fā)器組由一個蒸發(fā)器(11)或多個蒸發(fā)器(11)并聯(lián)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種復(fù)合式泵驅(qū)動環(huán)形熱管冷卻裝置，其特征是所述液-液換熱器(6)為間壁式換熱器或混合式換熱器；所述的間壁式換熱器包括板式、螺旋板式、管殼式或套管式。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種復(fù)合式泵驅(qū)動環(huán)形熱管冷卻裝置，其特征是所述液-液換熱器(6)中的液面高于泵(5)吸口中心線20cm以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種復(fù)合式泵驅(qū)動環(huán)形熱管冷卻裝置，其特征是所述泵(5)為噴射泵、虹吸泵或機(jī)械泵。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種復(fù)合式泵驅(qū)動環(huán)形熱管冷卻裝置，其特征是所述室內(nèi)換熱器(I)和室外換熱器(2)均為風(fēng)冷式翅片換熱器；換熱器帶風(fēng)機(jī)或不帶風(fēng)機(jī)；所述室內(nèi)換熱器(I)和室外換熱器(2)為管式結(jié)構(gòu)，即由多根直管、多根繞翅片管、多根蛇形管外加翅片或多根直管套翅片等形式單一或組合使用；或?yàn)榘迨浇Y(jié)構(gòu)，即在復(fù)合平板上脹出流道；或?yàn)槿萜鳡罨蛳潴w狀結(jié)構(gòu)； 所述儲液器(4)為容器元件內(nèi)加裝液位控制元件；液位控制元件為浮球閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種復(fù)合式泵驅(qū)動環(huán)形熱管冷卻裝置，其特征是所述機(jī)械制冷回路為一拖一或一拖多分體式空調(diào)，或?yàn)橐煌弦换蛞煌隙鄳羰街醒肟照{(diào)或多聯(lián)機(jī)空調(diào)。
專利摘要一種復(fù)合式泵驅(qū)動環(huán)形熱管冷卻裝置，屬于換熱設(shè)備熱交換技術(shù)領(lǐng)域，裝置包括機(jī)械制冷回路和環(huán)形熱管冷卻回路兩個回路，其中機(jī)械制冷回路由液-液換熱器組、氣液分離器、壓縮機(jī)、冷凝器組和節(jié)流元件首尾依次連接而成或由液-液換熱器組、壓縮機(jī)、油分離器、冷凝器和節(jié)流元件首尾依次連接；液-液換熱器組的另一路與儲液器、泵、室內(nèi)換熱器組、室外換熱器組首尾依次相連組成環(huán)形熱管冷卻回路；通過分別或同時開啟機(jī)械制冷回路和環(huán)形熱管冷卻回路來進(jìn)行制冷。本裝置與方法便捷地實(shí)現(xiàn)泵驅(qū)動環(huán)形熱管冷卻為主、機(jī)械制冷為輔的全年運(yùn)行，在保證系統(tǒng)機(jī)械制冷和環(huán)形熱管冷卻可同時運(yùn)行的同時大大降低了所需電力消耗，大大提高了自然冷源利用率。
文檔編號F24F13/30GK202630266SQ201220123368
公開日2012年12月26日 申請日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月28日
發(fā)明者馬國遠(yuǎn), 周峰 申請人:北京工業(yè)大學(xué)