一種多級熱管熱泵復合系統(tǒng)技術方案

本實用新型專利技術公開了一種多級熱管熱泵復合系統(tǒng)，主要由一級熱管熱泵復合單元、二級熱管熱泵復合單元、三級熱管熱泵復合單元、蒸發(fā)器風扇、冷凝器風扇、熱交換器、連接管道以及電路控制元件，可以根據(jù)需要做成4—N級熱管熱泵復合單元；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分別都是一個獨立的循環(huán)回路，相互并聯(lián)，其中所有蒸發(fā)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(fā)器風扇形成的風道內，共用一個蒸發(fā)器風扇；所有冷凝器互并排擺放，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；所述電路控制元件控制著系統(tǒng)的運行狀態(tài)；這種多級熱管熱泵復合系統(tǒng)不僅使熱管熱泵制冷裝置進行了融合，還解決了現(xiàn)有熱管熱泵制冷裝置換熱溫差損失大和總換熱效率低的問題。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本技術屬于冷熱能量輸運
，涉及一種將熱管系統(tǒng)和熱泵系統(tǒng)系統(tǒng)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(tǒng)。
技術介紹
信息機房、基站類建筑中，室內設備的發(fā)熱量非常大，達20(T IOOOW/ m2。而且室內IT設備全年8760h運行，因此大多數(shù)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409Γ50%。傳統(tǒng)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(jié)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(huán)實現(xiàn)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(fā)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(jié)能率可達50%。申請人:早先申請的專利申請?zhí)枮?01210266600. 3、201210269424· 9、201210273880. O和201210279193. X的專利為解決熱泵系統(tǒng)中存在的能耗大問題，而給出了一種結構簡單、實施容易、節(jié)能減排的熱管熱泵復合系統(tǒng)，根據(jù)室內外溫度和室內負荷情況，機組選擇性地以熱泵循環(huán)或熱管循環(huán)模式運行，在保證室內降溫要求的前提下實現(xiàn)節(jié)能運行的目標，這種熱管熱泵復合系統(tǒng)不僅使熱泵制冷熱管傳熱技術相互融合，實現(xiàn)兩者優(yōu)勢互補，還解決了現(xiàn)有熱泵制冷裝置制冷時氣液分離和循環(huán)不穩(wěn)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(shù)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(shù)的設計是實現(xiàn)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(xiàn)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(huán)境溫度，從而最大限度的提高熱能利用率；單級熱泵系統(tǒng)改為多級形式的設計也能夠更好地匹配制冷系統(tǒng)的動態(tài)冷負荷，并且所用整個系統(tǒng)裝置結構簡單，環(huán)境友好。
技術實現(xiàn)思路
本技術的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的缺點，為解決單級熱管熱泵系統(tǒng)中存在換熱溫差損失大和總換熱效率低的問題。本技術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(tǒng)，包括一級熱管熱泵復合單元、蒸發(fā)器風扇、冷凝器風扇、熱交換器、儲液穩(wěn)流器、壓縮機、循環(huán)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(jù)需要做成4一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(huán)回路，且相互并聯(lián)；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(fā)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(fā)器風扇形成的風道內，共用一個蒸發(fā)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(lián)在每一級的壓縮機上，每一級的循環(huán)泵和電磁閥串聯(lián)的支路與單向閥和節(jié)流閥串聯(lián)的支路并聯(lián)，它們的輸入端連接于儲液穩(wěn)流器，輸出端連接于蒸發(fā)器；這樣，所述循環(huán)泵、電磁閥、蒸發(fā)器、單向閥(即與每一級的壓縮機并聯(lián)的單向閥)、冷凝器以及儲液穩(wěn)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(huán)回路；所述壓縮機、冷凝器、儲液穩(wěn)流器、單向閥(即與節(jié)流閥串聯(lián)所在支路的單向閥)、節(jié)流閥以及蒸發(fā)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(huán)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(tài)，同時所有循環(huán)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(tài)；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(tài)，所有循環(huán)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(tài)。以上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(fā)器和冷凝器都是盤管翅片組成的熱交換器或者微通道換熱器，其結構相同，且每一級的熱交換器都有各自輸入和輸出端。以上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分別都是一個獨立的循環(huán)回路，它們有獨立的壓縮機和循環(huán)泵，其工作運行時相互不影響。以上所述電路控制部分控制著整個裝置的電路邏輯運算和設備運行開關，主要是通過一些溫度檢測設備監(jiān)控著高溫環(huán)境和低溫環(huán)境的一些溫度變化，選擇性地運行多級熱泵制冷工作模式或多級熱管制冷工作模式，并且可以根據(jù)需要避免“大馬拉小車”的情況，選擇使熱泵制冷工作模式或熱管制冷工作模式的部分單元相互替代間歇性的工作，這樣在一定程度上也延長了整個系統(tǒng)的使用壽命。本技術與現(xiàn)有技術相比，通過單級熱管換熱器改為多級形式將具有恒溫特性的中間媒介改為具有變溫特性的媒介，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(xiàn)變溫效果的換熱裝置，通過單級熱泵系統(tǒng)改為多級形式的設計，蒸發(fā)器或冷凝器的溫差成逐級變化，還能夠更好地匹配制冷系統(tǒng)的動態(tài)冷負荷，且每級換熱器的換熱面積相同，最終排放溫度接近于環(huán)境溫度，從而這種熱管熱泵復合系統(tǒng)能夠減少換熱溫差損失和提高總換熱效率，并且所用整個系統(tǒng)裝置結構簡單，環(huán)境友好。附圖說明圖I為多級熱管熱泵復合系統(tǒng)的實施方式結構示意圖。圖中(11) 一級熱管熱泵復合單元；(12) 二級熱管熱泵復合單元；(13)三級熱管熱泵復合單元；(2)蒸發(fā)器風扇；(3)冷凝器風扇；(41)蒸發(fā)器一 ；(42)蒸發(fā)器二 ；(43)蒸發(fā)器三；(51)冷凝器一；(52)冷凝器二；(53)冷凝器三；(61)壓縮機一；(62)壓縮機二 ；(63 )壓縮機三；(71)儲液穩(wěn)流器一；(72 )儲液穩(wěn)流器二；( 73 )儲液穩(wěn)流器三；(81)循環(huán)泵一；(82)循環(huán)泵二； (83)循環(huán)泵三；(91)節(jié)流閥一；(92)節(jié)流閥二；(93)節(jié)流閥三；(101)電磁閥一 ；(102)電磁閥二 ；(103)電磁閥三；(111)單向閥一 ；(112)單向閥二 ；(113)單向閥三；(114)單向閥四；(115)單向閥五；(116)單向閥六。具體實施方式圖I所示一種多級熱管熱泵復合系統(tǒng)，包括一級熱管熱泵復合單元(11) ;二級熱管熱泵復合單元(12);三級熱管熱泵復合單元(13);蒸發(fā)器風扇(2);冷凝器風扇(3);蒸發(fā)器一(41);蒸發(fā)器二(42);蒸發(fā)器三(43);冷凝器一(51);冷凝器二(52);冷凝器三(53)；壓縮機一(61);壓縮機二(62);壓縮機三(63);儲液穩(wěn)流器一(71);儲液穩(wěn)流器二(72);儲液穩(wěn)流器三(73);循環(huán)泵一(81);循環(huán)泵二(82);循環(huán)泵三(83);節(jié)流閥一(91);節(jié)流閥二(92);節(jié)流閥三(93本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種多級熱管熱泵復合系統(tǒng)，包括一級熱管熱泵復合單元（11）、蒸發(fā)器風扇（2）、冷凝器風扇（3）、熱交換器以及連接管道，其特征在于，還包括二級熱管熱泵復合單元（12）以及三級熱管熱泵復合單元（13），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（11）、二級熱管熱泵復合單元（12）和三級熱管熱泵復合單元（13）分別都是一個獨立的循環(huán)回路，且相互并聯(lián)；所述一級熱管熱泵復合單元（11）、二級熱管熱泵復合單元（12）和三級熱管熱泵復合單元（13）的蒸發(fā)器（41；42；43）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(fā)器風扇（2）形成的風道內，共用一個蒸發(fā)器風扇（2）；所述一級熱管熱泵復合單元（11）、二級熱管熱泵復合單元（12）和三級熱管熱泵復合單元（13）的冷凝器（53；52；51）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（3）形成的風道內，共用一個冷凝器風扇（3）。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：祝長宇，丁式平，
申請(專利權)人：北京德能恒信科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：