[實用新型]一種多級熱管熱泵復合系統

有效

• 申請號: 201220442558.1
• 申請日: 2012-09-03
• 公開（公告）號: CN202747515U
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 祝長宇;丁式平
• 申請（專利權）人: 北京德能恒信科技有限公司
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F24F11/02;F24F13/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于冷熱能量輸運技術領域，涉及一種將熱管系統和熱泵系統系統相復合形成的進行冷熱能量輸運的多級熱管熱泵復合系統。

背景技術

信息機房、基站類建筑中,?室內設備的發熱量非常大,?達200~?1000W/?m²。而且室內IT?設備全年8760h運行,?因此大多數情況下全年需要供冷,?其空調能耗非常大,?常占到信息機房、基站整體能耗的40%~50%。傳統機房空調采用壓縮機制冷方式全年運行,?而實際上在冬天或者過渡季節室外溫度低于室內溫度時,?完全可以利用室外低溫空氣作為冷源對室內供冷,?而不需要壓縮機。熱管換熱器就是一種利用溫差驅動制冷劑循環實現熱量傳遞的設備,?由于其不需要壓縮機,?可憑借制冷劑的蒸發和冷凝過程傳遞熱量,?具有超導熱性和等溫特性,?被廣泛應用于航天航空、空調、化工、煉油等領域。將熱管換熱器應用在只有顯熱傳遞的信

息機房中,?可以大量減少壓縮式制冷空調的運行時間,?其全年節能率可達50%。

申請人早先申請的專利申請號為201210266600.3、201210269424.9、201210273880.0和201210279193.X的專利為解決熱泵系統中存在的能耗大問題，而給出了一種結構簡單、實施容易、節能減排的熱管熱泵復合系統，根據室內外溫度和室內負荷情況,?機組選擇性地以熱泵循環或熱管循環模式運行,?在保證室內降溫要求的前提下實現節能運行的目標，這種熱管熱泵復合系統不僅使熱泵制冷熱管傳熱技術相互融合,?實現兩者優勢互補，還解決了現有熱泵制冷裝置制冷時氣液分離和循環不穩定上的一些弊端，提高了制冷傳熱效率，但是排風口的排放溫度很高，熱損失仍然很大。

熱管換熱器的總驅動溫差為室內外溫差,?單級熱管換熱器內部制冷劑的恒溫特性導致熱管換熱裝置熱損失大,?本申請在前面的基礎上，可通過增加熱管級數將具有恒溫特性的中間媒介改為具有變溫特性的媒介和通過增加熱泵級數的設計是實現減少換熱溫差損失和提高總換熱效率的有效途徑。單級熱管換熱器改為多級形式，每一級熱管中的制冷劑均視為恒溫流體,?則多級熱管能實現變溫效果的換熱裝置，且每級換熱器的換熱面積相同，最終排放溫度接近于環境溫度，從而最大限度的提高熱能利用率；單級熱泵系統改為多級形式的設計也能夠更好地匹配制冷系統的動態冷負荷，并且所用整個系統裝置結構簡單，環境友好。

發明內容

本實用新型的目的在于克服現有技術存在的缺點，為解決單級熱管熱泵系統中存在換熱溫差損失大和總換熱效率低的問題。

本實用新型解決技術問題采用如下技術方案：

一種多級熱管熱泵復合系統，包括一級熱管熱泵復合單元、蒸發器風扇、冷凝器風扇、熱交換器、儲液穩流器、壓縮機、循環泵、電磁閥、單向閥以及連接管道，還包括二級熱管熱泵復合單元以及三級熱管熱泵復合單元，可以根據需要做成4—N級熱管熱泵復合單元，其中一級熱管熱泵復合單元、二級熱管熱泵復合單元和三級熱管熱泵復合單元分別都是一個獨立的循環回路，且相互并聯；所述一級熱管熱泵復合單元、二級熱管熱泵復合單元和三級熱管熱泵復合單元的蒸發器相互并排擺放，分別有自己的獨立輸入輸出端，組裝于同一個殼體內并且位于蒸發器風扇形成的風道內，共用一個蒸發器風扇；所述一級熱管熱泵復合單元、二級熱管熱泵復合單元和三級熱管熱泵復合單元的冷凝器互并排擺放，分別有自己的獨立輸入輸出端，組裝于同一個殼體內并且位于冷凝器風扇形成的風道內，共用一個冷凝器風扇。

以上所述單向閥二、單向閥四和單向閥六分別并聯在每一級的壓縮機上，每一級的循環泵和電磁閥串聯的支路與單向閥和節流閥串聯的支路并聯，它們的輸入端連接于儲液穩流器，輸出端連接于蒸發器；這樣，所述循環泵、電磁閥、蒸發器、單向閥（即與每一級的壓縮機并聯的單向閥）、冷凝器以及儲液穩流器通過連接管道每一級都按照上列順序連接起來，組成了一個多級熱管循環回路；所述壓縮機、冷凝器、儲液穩流器、單向閥（即與節流閥串聯所在支路的單向閥）、節流閥以及蒸發器通過連接管道每一級都按照上列順序連接起來，就組成了一個多級熱泵循環回路。

以上所述多級熱泵制冷工作模式工作時，所有壓縮機開啟，單向閥一、單向閥三以及單向閥五處于導通狀態，同時所有循環泵關閉，單向閥二、單向閥四、單向閥六以及所有電磁閥都處于關閉狀態；所述多級熱管換熱工作模式工作時，所有壓縮機關閉，單向閥一、單向閥三以及單向閥五也處于截止狀態，所有循環泵開啟，單向閥二、單向閥四、單向閥六以及所有電磁閥都處于導通狀態。