CN102589204B - 一种具有与蒸发器耦合的分离型热管回路的制冷循环系统 - Google Patents

Abstract

一种具有与蒸发器耦合的分离型热管回路的制冷循环系统，涉及采用热管的制冷系统。其包含蒸发器1，其中，蒸发器1两端管路分别设有制冷系统气路阀3和制冷系统液路阀4；所述的制冷系统气路阀3与制冷系统液路阀4之间，与蒸发器1并联有热管管路2。所述的热管管路2包括，分离型热管23，热管回路气路阀21，以及热管回路液路阀22；所述的蒸发器1，热管回路气路阀21，热管回路液路阀22，以及分离型热管23共同构成热管回路。本发明提供的制冷循环系统，可以在内外温差较大时，切换为热管制冷循环，有效的降低了能耗，降低了经济成本；并且可以同时应用于蒸汽压缩式和吸收式制冷系统，值得推广普及。

Description

一种具有与蒸发器耦合的分离型热管回路的制冷循环系统

技术领域

本发明涉及一种制冷系统，特别是涉及采用热管的制冷系统。

背景技术

很多需要进行制冷散热的场合为常年都具有一定热负荷封闭空间。但由于洁净、安全等要求，即使外界环境温度在0℃以下，也不能直接引入外界空气循环降温，因而制冷机组需要常年运行。常规的制冷机组都是按环境温度远高于冷冻水温度条件设计的。在较低的环境温度下，系统运行的可靠性、稳定性等存在多种问题。与此同时，由于室内室外温差较小，开启制冷机组能耗高，经济成本也很高。

发明专利《分体式制冷与热管换热循环耦合装置及循环方法》(申请号200910029131.1)(公开日2009年6月17日)提出了一种新的热交换系统，将制冷系统的蒸发器作为热管的蒸发段，将冷凝器作为热管的冷凝段实现了在同一套装置上夏季按照蒸汽压缩式制冷模式运行，过渡季节按照热管换热模式运行。其不足之处在于其只能和蒸汽压缩式制冷循环耦合使用，而常规的蒸汽压缩制冷系统的冷凝回路和换热流动设计是依据具有压缩机驱动的循环予以设计，在旁路压缩机后，原有的设计参数和运行工况匹配会受到一定程度影响。

发明内容

本发明目的是改进上述现有技术，也可在部分吸收式制冷循环中同样实现热管换热模式的耦合。

为了达到上述目的，本发明提供了一种具有与蒸发器耦合的分离型热管回路的制冷循环系统，包含蒸发器，其特点是，

蒸发器1两端管路分别设有制冷系统气路阀3和制冷系统液路阀4；

所述的制冷系统气路阀3与制冷系统液路阀4之间，与蒸发器1并联有热管管路2。

如前所述的制冷循环系统，其特点是，所述的热管管路2包括，分离型热管23，热管回路气路阀21，以及热管回路液路阀22；所述的蒸发器1，热管回路气路阀21，热管回路液路阀22，以及分离型热管23共同构成热管回路。

如前所述的制冷循环系统，其特点是，所述的分离型热管23位于热管回路气路阀21和热管回路液路阀22之间。

如前所述的制冷循环系统，其特点是，所述的制冷系统气路阀3和制冷系统液路阀4同时关闭或同时开启。

如前所述的制冷循环系统，其特点是，所述的热管回路气路阀21和热管回路液路阀22同时关闭或同时开启。

如前所述的制冷循环系统，其特点是，所述的制冷系统气路阀3和制冷系统液路阀4，以及热管回路气路阀21和热管回路液路阀22可以同时开启。

本发明可以根据无外界动力的热管循环特点，调整热管循环的冷凝器内流动方式和换热需求，充分满足进行制冷系统的冬季冷却需求。另外，分离型热管换热器的冷凝器，也可以作为常规压缩制冷系统冷凝器的一部分，在部分负荷区域，使原有压缩制冷系统的冷凝器和分离型热管换热器的冷凝器共同工作，达到拓展工作区域和提高运行效率的效果。本发明有效的降低了能耗，降低了经济成本；并且可以同时应用于蒸汽压缩式和吸收式制冷系统，值得推广普及。

附图说明

图1是本发明示意图；

图2是本发明应用于蒸汽压缩式制冷系统的一典型实施例的示意图；

图3是本发明应用于吸收式制冷系统的另一典型实施例的示意图。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本发明的具体实施方式。

制冷循环系统可以分为蒸汽压缩式制冷循环和吸收式制冷循环。现有技术当中，无论是蒸汽压缩式制冷循环，还是吸收式制冷循环，都设置有蒸发器，其具体功能也一致，即实现制冷剂液体在蒸发器内与被冷却对象发生热交换，吸收被冷却对象的热量并汽化。本发明所述的热管回路，即基于该蒸发器构建。

如图1所示，蒸发器1连通制冷剂管路。其接口11所外接制冷剂管路当中制冷剂为气态，而接口12所外接制冷剂管路当中制冷剂为液态。制冷剂由接口12进入蒸发器1，汽化之后由接口11流出。

如图1所示，接口11外接制冷系统气路阀3和热管回路气路阀21。接口12外接制冷系统液路阀4和热管回路液路阀22。蒸发器1中的制冷剂管路通过制冷系统气路阀3和制冷系统液路阀4连入现有技术中的制冷循环管路。该制冷循环可以是蒸汽压缩式，也可以是吸收式。

如图1所示，蒸发器1的接口11和接口12之间，除了通过制冷系统气路阀3和制冷系统液路阀4连接制冷循环管路之外，还并联有由热管回路气路阀21，热管回路液路阀22，以及分离型热管23组成的热管管路2。该热管管路2与蒸发器1共同构成热管回路。

图2和图3为本发明分别应用于蒸汽压缩式制冷系统和吸收式制冷系统的两典型实施例示意图。

如图2和图3所示，当封闭环境与室外大气环境温差较小时，例如小于10℃，热管回路气路阀21和热管回路液路阀22均关闭，同时，制冷系统气路阀3和制冷系统液路阀4均打开，蒸发器1接入常规制冷循环中，并向用户提供冷量。该制冷循环可以是蒸汽压缩式，也可以是吸收式。

如图2和图3所示，当封闭环境与室外大气环境温差较大时，例如大于10℃，热管回路气路阀21和热管回路液路阀22均打开，同时，制冷系统气路阀3和制冷系统液路阀4关闭，蒸发器1与分离型热管23形成一个闭合回路，制冷剂在蒸发器1中蒸发吸收热量，在分离型热管23中冷凝放出热量，蒸发器1向用户提供冷量。

当热管回路关闭时，蒸发器1以常规的蒸汽压缩或吸收等循环方式运行；当常规制冷循环回路关闭时，热管回路打开，这时原来制冷系统的蒸发器1起到热管的蒸发器的作用，分离型热管23主要起到冷凝器作用。从蒸发器1出来的蒸汽在分离型热管23中流动、冷凝，然后再回到蒸发器1。

在本发明的另一典型实施例中，如图2所示的压缩式制冷系统，可以将分离热管23作为常规压缩制冷系统冷凝器的一部分来运行。在部分负荷区域，使原有压缩制冷系统的冷凝器和分离型热管23共同工作，达到拓展工作区域和提高运行效率的效果。如图2所示，此时制冷系统气路阀3和制冷系统液路阀4，以及热管回路气路阀21和热管回路液路阀22同时开启。压缩式制冷系统的冷凝器与分离型热管23并联运行。

对于常年提供制冷需求的系统来说，在封闭环境与室外大气环境温差较大时，利用分离型热管回路直接向环境放出热量已经可以提供足够的冷量。这种情况下，不仅制冷系统的运行简单可靠，而且由于主要能源消耗为分离型热管与环境热交换所需要的风机或水泵，所以能够大大降低运行能耗，降低运行成本。在某些压缩式制冷系统当中，热管管路2与压缩制冷系统的冷凝器共同工作，达到了拓展工作区域和提高运行效率的效果。并且，由于本发明同时适用于蒸汽压缩式制冷系统和吸收式制冷系统，具有很高的推广价值。

Claims (1)

1.一种具有与蒸发器耦合的分离型热管回路的制冷循环系统，包含蒸发器(1)，其特征在于，

蒸发器(1)两端管路分别设有制冷系统气路阀(3)和制冷系统液路阀(4)；

所述的制冷系统气路阀(3)与制冷系统液路阀(4)之间，与蒸发器(1)并联有热管管路(2)；

所述的热管管路(2)包括，分离型热管(23)，热管回路气路阀(21)，以及热管回路液路阀(22)；所述的蒸发器(1)，热管回路气路阀(21)，热管回路液路阀(22)，以及分离型热管(23)共同构成热管回路；当封闭环境与室外大气环境温差小于10℃时，所述热管回路气路阀(21)和所述热管回路液路阀(22)均关闭，同时，所述制冷系统气路阀(3)和所述制冷系统液路阀(4)均打开；当所述封闭环境与室外大气环境温差大于10℃时，所述热管回路气路阀(21)和所述热管回路液路阀(22)均打开，同时，所述制冷系统气路阀(3)和所述制冷系统液路阀(4)均关闭；所述封闭环境是指热负荷封闭空间；

所述的分离型热管(23)位于所述热管回路气路阀(21)和所述热管回路液路阀(22)之间；

所述的制冷系统气路阀(3)和制冷系统液路阀(4)，以及热管回路气路阀(21)和热管回路液路阀(22)可以同时开启。