CN104132414B - 风冷热管冷水空调系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种风冷热管冷水空调系统，包括：风冷热管制冷机，至少一个气温调节装置，进水管路，以及出水管路；风冷热管制冷机包括由多根热管组成的热管组和水箱，多根热管中的每一根热管的蒸发段位于所述水箱内，而每一根热管的冷凝段位于水箱外，并且水箱具有进水口和出水口，从出水口排出的水比进水口进入的水温度低；至少一个气温调节装置接收从水箱出水口排出的水来对经过至少一个气温调节装置的空气进行降温；进水管路和出水管路用于和至少一个气温调节装置连接，以形成循环水路。本发明的空调系统在工作时，风冷热管制冷机通过热管为整个循环水路提供制冷作用，避免了循环水直接与室外低温空气接触而出现循环水管路冻裂现象。
Description
技术领域
本发明涉及空调系统，具体涉及一种风冷热管冷水空调系统。
背景技术
工业厂房，尤其是电子工业洁净室生产厂房，由于其较好的维护结构密封性和隔热性能，即使在冬季，都需要予以制冷降温才能满足生产环境的温湿度要求。然而，在我国华北和东北地区，由于冬季室外气温较低，一些小型的电子工业和装备制造业生产车间，冬季制冷系统运转有较多困难，如：风冷冷水机组因室外气温低无法启动；水冷冷水机组由于系统运行的间歇性(一些小型企业或实验室8小时工作制，白天工作，晚上休息)导致室外冷却管路易被冻裂、冻坏，等等。
为了避免这些困难，基本采用回风加新风形式的空调箱AHU(Air Handle Unit)，即利用室外低温新风和车间回风混合后进行加热加湿处理，再送到车间内进行降温。这种空调系统模式由于采用风冷系统，因而需要更大的空间布置风管。如果厂房内是被区隔为许多小面积车间，而且每个车间都有温湿度和洁净度要求，显然这样的空调系统布局更加困难。如果在每个小车间独立设置一套AHU，那么会导致需要大量的设备机房放置AHU。而如果几个小车间合用1套AHU，那么风管布局需要更高的建筑层高，而且控制各车间的温湿度时需要维持其洁净度也较困难。因此，采用AHU需要大量的设备投入，在冬季进行制冷时性价比很低。
因此，在冬季制冷时，现有技术的空调系统具有以下缺点：
1、冬季冷负荷小而且间断工作时，水冷冷水机组不适合，因其配套的冷却塔及管路在系统不运行时会结冰冻裂；风冷冷水机组在室外气温过低时无法启动。
2、采用AHU，利用室外低温新风给室内提供冷量，导致设备和风管尺寸空间需求大，而且同时控制温湿度和洁净度时较困难，而且大量的设备投入使AHU性价比低。
发明内容
本发明实施例提供一种设备成本低、占用空间小、运行效率高、室外管路不易损坏的风冷热管冷水空调系统。
根据本发明的第一方面，本发明实施例提供一种风冷热管冷水空调系统，包括：
风冷热管制冷机，其安装于室外，所述风冷热管制冷机包括由多根热管组成的热管组和水箱，所述多根热管中的每一根热管的蒸发段位于所述水箱内，而每一根热管的冷凝段位于所述水箱外，并且所述水箱具有进水口和出水口，从所述出水口排出的水比所述进水口进入的水温度低；
至少一个气温调节装置，其安装于室内，并且接收从所述水箱出水口排出的水来对经过所述至少一个气温调节装置的空气进行降温；
进水管路，其连接在所述水箱的进水口与所述至少一个气温调节装置之间，用于向所述水箱输送水；以及
出水管路，其连接在所述水箱的出水口与所述至少一个气温调节装置之间，用于向所述至少一个气温调节装置输送水。
根据本发明的第二方面的风冷热管冷水空调系统，其中，所述多根热管竖直放置，并且每一根热管的上部是冷凝段并且下部是蒸发段。
根据本发明的第三方面的风冷热管冷水空调系统，其中，所述风冷热管制冷机还包括：
风机，其与所述多根热管的冷凝段相邻，用于使空气流过所述多根热管的冷凝段。
根据本发明的第四方面的风冷热管冷水空调系统，其中，当所述至少一个气温调节装置包括干盘管时，所述风冷热管冷水空调系统还包括风机过滤单元，所述风机过滤单元用于对经过所述干盘管的空气进行过滤。
根据本发明的第五方面的风冷热管冷水空调系统，其中，所述出水管路上还设置有至少一个循环水泵，所述循环水泵用以使所述水箱内的水注入到所述至少一个气温调节装置中。
根据本发明的第六方面的风冷热管冷水空调系统，其中，所述风冷热管冷水空调系统还包括：
至少一个控制阀组，其位于所述至少一个气温调节装置与所述进水管路和/或所述出水管路之间，用于控制流经所述至少一个气温调节装置的水的流量，从而控制经过所述至少一个气温调节装置的空气的温度。
根据本发明的第七方面的风冷热管冷水空调系统，其中，所述风冷热管冷水空调系统还包括：
温度传感器，其安装于所述水箱的出水口，用于检测所述出水口的水温，并且所述风机根据所述温度传感器检测到的水温来控制流过所述多根热管的冷凝段的空气量。
根据本发明的第八方面的风冷热管冷水空调系统，其中，所述风机是箱式风机。
根据本发明的风冷热管冷水空调系统具有以下优点：本发明的风冷热管冷水空调系统在工作时，采用风冷热管制冷机进行空调冷水的制备和温度控制，充分利用热管的高效热传递效率(热传递效率比同样材质的纯铜高出几百倍到数千倍)和室外气温低的特点，实现冷量从室外空气转移到室内。而且，风冷热管制冷机通过热管为整个循环水管路提供制冷作用，整个循环水管路只通过热管与外界空气进行能量交换，避免了循环水管路直接与室外低温空气接触而出现循环水管路冻裂现象。另外，本发明的风冷热管冷水空调系统在室外温度很低时也能启动，并且在系统停止运转时，循环水管路也不会直接与外界空气接触，彻底避免了停机后冻裂设备的现象。同时，由于耗电的动力部分仅有风机和水泵，而没有传统空调系统的压缩机设备，因此本发明实施例的风冷热管冷水空调系统的运行成本非常低，并且环保。此外，无需大量的设备和风管，因此本发明实施例的风冷热管冷水空调系统占用空间少。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的风冷热管冷水空调系统的结构示意图；
图2是本发明实施例风冷热管冷水空调系统中的风冷热管制冷机的一个优选实施方式的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是本发明实施例的风冷热管冷水空调系统的结构示意图。
如图1所示，本发明实施例提供一种风冷热管冷水空调系统，包括：风冷热管制冷机1、至少一个气温调节装置(例如，图1所示的空调箱2和干盘管3)、出水管路4，以及进水管路5。风冷热管制冷机1一般安装于室外，风冷热管制冷机1包括由多根热管组成的热管组10和水箱11，多根热管中的每一根热管的蒸发段(用于吸收热量的管段)位于所述水箱内，而每一根热管的冷凝段(用于散发热量的管段)位于水箱11外。并且，本实施例的水箱11具有进水口111和出水口112，从出水口112排出的水比进水口111进入的水温度低。即，进入水箱11的水将热量传递给热管后，再经出水口112排出降低了温度的水。本领域技术人员可以理解，本发明的实施例中的风冷热管冷水空调系统中的气温调节装置包括空调箱2和干盘管3这二者，但是，可以根据需要仅选择采用一个气温调节装置，例如，空调箱2和干盘管3中的任一者。另外，本领域技术人员可以理解，本发明的实施例中的风冷热管冷水空调系统可以安装两个以上的气温调节装置，即，沿着进水管路和出水管路布置三个或更多的气温调节装置。
至少一个气温调节装置安装于室内，并且接收从水箱11出水口112排出的水来对经过至少一个气温调节装置的空气进行降温。进水管路5连接在水箱11的进水口111与至少一个气温调节装置之间，用于向水箱11输送水。出水管路4连接在水箱11的出水口112与至少一个气温调节装置之间，出水管路4用于向至少一个气温调节装置输送水。
本发明实施例的风冷热管冷水空调系统在工作时，采用风冷热管制冷机进行空调冷水的制备和温度控制，充分利用热管的高效热传递效率(热传递效率比同样材质的纯铜高出几百倍到数千倍)和室外气温低的特点，实现冷量从室外空气转移到室内。而且，风冷热管制冷机通过热管为整个循环水管路提供制冷作用，整个循环水管路只通过热管与外界空气进行能量交换，避免了循环水管路直接与室外低温空气接触而出现循环水管路冻裂现象。另外，本发明的风冷热管冷水空调系统在室外温度很低时也能启动，并且在系统停止运转时，循环水管路也不会直接与外界空气接触，彻底避免了停机后冻裂设备的现象。同时，由于耗电的动力部分仅有风机和水泵，而没有传统空调系统的压缩机设备，因此本发明实施例的风冷热管冷水空调系统的运行成本非常低，并且环保。此外，无需大量的设备和风管，因此本发明实施例的风冷热管冷水空调系统占用空间少。
在上述实施例的基础上，进一步的，本实施例中的多根热管竖直放置，并且每一根热管的上部是冷凝段并且下部是蒸发段。这样热管工作过程中，热管中的工质蒸汽降温冷凝后流到蒸发段；同时蒸发段的液态工质不断吸收水箱11内水的热量而蒸发形成蒸汽上升到冷凝段，如此不断循环。水箱11内水温因热管组的蒸发段中工质的蒸发吸收热量而下降。
图2是本发明实施例风冷热管冷水空调系统中的风冷热管制冷机的一个优选实施方式的示意图。
优选的，如图2所示本实施例的优选实施方式的风冷热管制冷机1还包括：风机12。风机12与多根热管的冷凝段相邻。有了风机12的帮助，空气如图2所示可以快速流过多根热管的冷凝段，使得冷凝段中的工质的冷凝速度更快，加速热管内的工质循环。风机12优选采用箱式风机。
在上述风冷热管冷水空调系统的基础上，进一步的，本实施例中，当至少一个气温调节装置包括干盘管3时，本实施例风冷热管冷水空调系统还包括风机过滤单元(FFU)，该风机过滤单元用于对经过干盘管3的空气进行过滤。因此，可以提高进入干盘管3空气的洁净度。
在上述实施例的基础上，进一步的，如图1所示，本实施例中的出水管路4上还设置有至少一个循环水泵40，该循环水泵40用以使水箱11内的水注入到至少一个气温调节装置中。
在上述实施例的基础上，进一步的，如图1所示，本实施例中的所述风冷热管冷水空调系统还包括：至少一个控制阀组6。至少一个控制阀组6位于至少一个气温调节装置与进水管路5和/或出水管路4之间，用于控制流经至少一个气温调节装置的水的流量，从而控制经过至少一个气温调节装置的空气的温度。即，控制阀组6用于控制至少一个气温调节装置的进水和出水，调节进水和出水的流量；控制阀组6一般为依次连接的关断阀(如截止阀、球阀等)、比例式调节阀、关断阀(如截止阀、球阀等)，其上设置有压力表和温度计，并且开设有旁通阀。当然，控制阀组6可以采用电动或气动阀自动控制。图1中示出了空调箱2和干盘管3各配备有一个控制阀组6，但是，本领域技术人员可以理解，本发明不限于此。一个空调箱2或一个干盘管3可以配备多个控制阀组。室内热空气经过空调箱2或干盘管3时进行降温后再被送入室内，在控制阀组6的调节下可以实现环境温度的控制。
在上述实施例的基础上，进一步的，本实施例中的风冷热管冷水空调系统还可包括：温度传感器(图中未示出)。温度传感器可安装于水箱11的出水口112，用于检测该出水口112的水温，并且风机12根据该温度传感器检测到的水温来控制流过多根热管的冷凝段的空气量。对于本领域技术人员来说，本实施例的空调系统显然包括控制系统，温度传感器和风机12均是和该控制系统连接的；控制阀组6采用电动或气动阀时，电动或气动阀也与控制系统连接。
根据本发明的风冷热管冷水空调系统具有以下优点：本发明的风冷热管冷水空调系统在工作时，采用风冷热管制冷机进行空调冷水的制备和温度控制，充分利用热管的高效热传递效率(热传递效率比同样材质的纯铜高出几百倍到数千倍)和室外气温低的特点，实现冷量从室外空气转移到室内。而且，风冷热管制冷机通过热管为整个循环水管路提供制冷作用，整个循环水管路只通过热管与外界空气进行能量交换，避免了循环水管路直接与室外低温空气接触而出现循环水管路冻裂现象。另外，本发明的风冷热管冷水空调系统在室外温度很低时也能启动，并且在系统停止运转时，循环水管路也不会直接与外界空气接触，彻底避免了停机后冻裂设备的现象。同时，由于耗电的动力部分仅有风机和水泵，而没有传统空调系统的压缩机设备，因此本发明实施例的风冷热管冷水空调系统的运行成本非常低，并且环保。此外，无需大量的设备和风管，因此本发明实施例的风冷热管冷水空调系统占用空间少。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种风冷热管冷水空调系统，其特征在于，包括：
风冷热管制冷机，其安装于室外，所述风冷热管制冷机包括由多根热管组成的热管组和水箱，所述多根热管中的每一根热管的蒸发段位于所述水箱内，而每一根热管的冷凝段位于所述水箱外，并且所述水箱具有进水口和出水口，从所述出水口排出的水比所述进水口进入的水温度低；
至少一个气温调节装置，其安装于室内，并且接收从所述水箱出水口排出的水来对经过所述至少一个气温调节装置的空气进行降温；
进水管路，其连接在所述水箱的进水口与所述至少一个气温调节装置之间，用于向所述水箱输送水；以及
出水管路，其连接在所述水箱的出水口与所述至少一个气温调节装置之间，用于向所述至少一个气温调节装置输送水。
2.如权利要求1所述的风冷热管冷水空调系统，其特征在于，所述多根热管竖直放置，并且每一根热管的上部是冷凝段并且下部是蒸发段。
3.如权利要求1或2所述的风冷热管冷水空调系统，其特征在于，所述风冷热管制冷机还包括：
风机，其与所述多根热管的冷凝段相邻，用于使空气流过所述多根热管的冷凝段。
4.如权利要求1所述的风冷热管冷水空调系统，其特征在于，当所述至少一个气温调节装置包括干盘管时，所述风冷热管冷水空调系统还包括风机过滤单元，所述风机过滤单元用于对经过所述干盘管的空气进行过滤。
5.如权利要求1所述的风冷热管冷水空调系统，其特征在于，所述出水管路上还设置有至少一个循环水泵，所述循环水泵用以使所述水箱内的水注入到所述至少一个气温调节装置中。
6.如权利要求1所述的风冷热管冷水空调系统，其特征在于，所述风冷热管冷水空调系统还包括：
至少一个控制阀组，其位于所述至少一个气温调节装置与所述进水管路和/或所述出水管路之间，用于控制流经所述至少一个气温调节装置的水的流量，从而控制经过所述至少一个气温调节装置的空气的温度。
7.如权利要求3所述的风冷热管冷水空调系统，其特征在于，所述风冷热管冷水空调系统还包括：
温度传感器，其安装于所述水箱的出水口，用于检测所述出水口的水温，并且所述风机根据所述温度传感器检测到的水温来控制流过所述多根热管的冷凝段的空气量。
8.如权利要求3所述的风冷热管冷水空调系统，其特征在于，所述风机是箱式风机。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Li Chunhua Inventor after: Yang Qinzhou Inventor after: Tan Yunzhen Inventor before: Li Chunhua Inventor before: Yang Qinzhou Inventor before: Wu Yingchun Inventor before: Tan Yunzhen |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: LI CHUNHUA YANG QINZHOU WU YINGCHUN TAN YUNZHEN TO: LI CHUNHUA YANG QINZHOU TAN YUNZHEN |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20191101 Address after: 200011 room 152b, building 2, No. 787, manufacturing Bureau Road, Huangpu District, Shanghai Patentee after: Shanghai AFC Environment Technology Co., Ltd. Address before: 201800 room 8, building 25, No. 835, Lane 2170, Jiaxin Road, Shanghai, Jiading District Patentee before: SHANGHAI XINQI ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY CO., LTD. |