專利名稱：一種熱管和地源熱泵相結(jié)合的智能制冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種制冷裝置，尤其是一種熱管和地源熱泵相結(jié)合的智能制冷裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有制冷領(lǐng)域，最常見的是傳統(tǒng)空調(diào)、地源熱泵和熱管。傳統(tǒng)空調(diào)是依靠壓縮機壓縮氣體做功來達(dá)到制冷的目的，而壓縮機完全依靠電力工作。因此，要達(dá)到降冷的目的，需要消耗較大的電量。雖然壓縮機的制作技術(shù)不斷提高， 但受制于它的基本原理，它的實際能效比(額定制冷量與耗電量的比值)只有2. 2-3. 2。地源熱泵是通過將冷量或熱量從地下(或地下水)中提升出來，通過和冷媒水的換熱，使冷媒水的溫度得到一定的升高或降溫，后通過壓縮機進一步壓縮做功獲得所要求的冷媒溫度，實現(xiàn)供熱或者制冷。但由于需要從地下(或地下水)中提出冷量，地源熱泵的能效比受制于地下(或地下水)。據(jù)測試，地源熱泵在南方(佛上地區(qū))的能效比為5. 0-5. 3，明顯高于傳統(tǒng)空調(diào)。但由于南方的地下(或地下水)溫度較高，且全年溫度變化較小，在冬季時， 其相對于傳統(tǒng)空調(diào)，能效比優(yōu)勢就不大。熱管是利用熱管管內(nèi)的液體受熱蒸發(fā)，蒸發(fā)后的飽和蒸汽流向冷凝端冷凝放出熱量，冷凝后的液體回到蒸發(fā)端繼續(xù)蒸發(fā)吸熱，循環(huán)往復(fù)。如果將熱管的冷凝端至于室外， 將蒸發(fā)端置于需要制冷的室內(nèi)，通過介質(zhì)的流動，將機房的熱量傳遞到外界，就可實現(xiàn)制冷。熱管的能效比很大，但在南方地區(qū)，由于室外氣溫較高，如果僅僅使用熱管進行制冷， 則無法滿足對環(huán)境溫度要求較高的空間的要求，比如機房，其環(huán)境溫度通常要求保持在 25° C。因此，如果單純的使用傳統(tǒng)空調(diào)、地源熱泵或者熱管，則由于受制于工作原理和環(huán)境溫度，或無法滿足到對環(huán)境溫度要求較高的空間的制冷要求，或無法有效利用自然冷源， 造成能耗較高。

實用新型內(nèi)容為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的目的是提供一種能根據(jù)外界環(huán)境溫度，智能控制選擇應(yīng)用熱管或地源熱泵進行工作的制冷裝置。本實用新型所采用的技術(shù)方案是一種熱管和地源熱泵相結(jié)合的智能制冷裝置， 包括總控箱、地源熱泵、熱管、循環(huán)泵、儲能罐、風(fēng)機盤管、第一電磁閥和第二電磁閥，總控箱的控制端口與所述地源熱泵、熱管、循環(huán)泵、儲能罐、風(fēng)機盤管、第一電磁閥和第二電磁閥分別電氣連接，地源熱泵的輸入端與循環(huán)泵的輸出端經(jīng)管道連接，地源熱泵的輸出端與風(fēng)機盤管的輸入端通過第一電磁閥經(jīng)管道連接，第一電磁閥的一端與熱管的輸入端通過第二電磁閥經(jīng)管道連接，第一電磁閥的另一端與熱管的輸出端經(jīng)管道連接，儲能罐的輸入端與風(fēng)機盤管的輸出端經(jīng)管道連接，儲能罐的輸出端與循環(huán)泵的輸入端經(jīng)管道連接。進一步，總控箱包括[0010]一用于檢測獲取溫度的溫度傳感器模塊；一用于控制地源熱泵工作的地源熱泵控制模塊；一用于控制熱管工作的熱管控制模塊；一用于控制循環(huán)泵工作的循環(huán)泵控制模塊；一用于控制儲能罐工作的儲能罐控制模塊；一用于控制風(fēng)機盤管工作的風(fēng)機盤管控制模塊；一用于控制第一電磁閥和第二電磁閥工作的電磁閥控制模塊；一用于實現(xiàn)控制的主控芯片模塊，所述主控芯片模塊的控制端分別與溫度傳感器模塊、地源熱泵控制模塊、熱管控制模塊、循環(huán)泵控制模塊、儲能罐控制模塊、風(fēng)機盤管控制模塊、電磁閥控制模塊連接。進一步，地源熱泵與地能之間換熱介質(zhì)為水。進一步，風(fēng)機盤管設(shè)置于需要制冷的室內(nèi)。進一步，第一電磁閥的另一端與熱管的輸出端連接的管道上設(shè)置有單向閥。 進一步，儲能罐設(shè)有取水和排水裝置。進一步，裝置間連接的管道上均設(shè)置有用于檢測管道內(nèi)傳輸介質(zhì)在不同位置溫度的溫度傳感器，溫度傳感器均與總控箱相連。本實用新型的有益效果是本實用新型熱管和地源熱泵相結(jié)合的智能制冷裝置通過主控箱實時監(jiān)測分析室內(nèi)、外溫度，智能控制選擇應(yīng)用地源熱泵或熱管進行制冷，不僅滿足對環(huán)境溫度要求較高的空間的制冷要求，而且能盡可能利用自然冷源，降低了能耗。據(jù)測試，在南方(佛山地區(qū))，應(yīng)用此裝置制冷，其綜合能效比可高達(dá)10左右。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步說明


圖1是本實用新型熱管和地源熱泵相結(jié)合的智能制冷裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實用新型熱管和地源熱泵相結(jié)合的智能制冷裝置中主控箱的模塊方框圖。
具體實施方式
參照
圖1，熱管和地源熱泵相結(jié)合的智能制冷裝置，包括總控箱1、地源熱泵2、熱管3、循環(huán)泵4、儲能罐5、風(fēng)機盤管6、第一電磁閥7和第二電磁閥8，總控箱1的控制端口與地源熱泵2、熱管3、循環(huán)泵4、儲能罐5、風(fēng)機盤管6、第一電磁閥7和第二電磁閥8分別電氣連接，地源熱泵2的輸入端與循環(huán)泵4的輸出端經(jīng)管道連接，地源熱泵2的輸出端與風(fēng)機盤管6的輸入端通過第一電磁閥7經(jīng)管道連接，第一電磁閥7的一端與熱管3的輸入端通過第二電磁閥8經(jīng)管道連接，第一電磁閥7的另一端與熱管3的輸出端經(jīng)管道連接，儲能罐5 的輸入端與風(fēng)機盤管6的輸出端經(jīng)管道連接，所述儲能罐5的輸出端與循環(huán)泵4的輸入端經(jīng)管道連接。參照圖2，總控箱1包括一用于檢測獲取溫度的溫度傳感器模塊；一用于控制地源熱泵2工作的地源熱泵控制模塊；[0031 ] 一用于控制熱管3工作的熱管控制模塊；一用于控制循環(huán)泵4工作的循環(huán)泵控制模塊；一用于控制儲能罐5工作的儲能罐控制模塊；一用于控制風(fēng)機盤管6工作的風(fēng)機盤管控制模塊；一用于控制第一電磁閥7和第二電磁閥8工作的電磁閥控制模塊；一用于實現(xiàn)控制的主控芯片模塊，所述主控芯片模塊的控制端分別與溫度傳感器模塊、地源熱泵控制模塊、熱管控制模塊、循環(huán)泵控制模塊、儲能罐控制模塊、風(fēng)機盤管控制模塊、電磁閥控制模塊連接。進一步，地源熱泵2與地能之間的換熱介質(zhì)為水。進一步，風(fēng)機盤管6設(shè)置于需要制冷的室內(nèi)。通過風(fēng)機盤管，釋放冷媒的冷量，同時吸收需制冷的室內(nèi)的熱量，實現(xiàn)制冷。進一步，第一電磁閥7的另一端與熱管3的輸出端連接的管道上設(shè)置有單向閥9， 作用在于，當(dāng)系統(tǒng)處于地源熱泵工作模式及熱管和地源熱泵共同工作模式時，保證連接地源熱泵2和風(fēng)機盤管6之間管道內(nèi)的冷媒能順利流動，而不會分流流向熱管3的輸出端。進一步，儲能罐5設(shè)有取水和排水裝置。在系統(tǒng)的運行中，由于空氣蒸發(fā)等因素， 系統(tǒng)管道內(nèi)冷媒(水)會隨著時間的流逝而慢慢減少，必須通過儲能罐5補充水量。同時，由于熱脹冷縮的原因，儲能罐5中可能會出現(xiàn)少許水溢出的情況，則需要排水。此外，在系統(tǒng)維護中，也經(jīng)常需要用到排水裝置。進一步，裝置間連接的管道上均設(shè)置有用于檢測管道內(nèi)傳輸介質(zhì)在不同位置溫度的溫度傳感器，溫度傳感器均與總控箱相連。主控箱1控制地源熱泵2通過對地下水進行取水和排水的過程，將儲能罐5中存蓄的冷媒(水)溫度降低，制造冷媒。在循環(huán)泵5的驅(qū)動作用下，儲能罐5中的冷媒在管道中流動。主控箱1實時監(jiān)測檢測分析室內(nèi)、室外溫度，根據(jù)環(huán)境溫度情況的不同，對地源熱泵 2和熱管3進行啟動或者關(guān)閉控制，并通過控制第一電磁閥7和第二電磁閥8的開閉，改變管道中冷媒的流動方向，實現(xiàn)應(yīng)用地源熱泵工作模式或熱管工作模式進行制冷。在室外溫度大于觀° C (冬季)，或室外溫度大于25° C (夏季)時，系統(tǒng)直接采用熱源地泵工作模式進行制冷。而在室外溫度小于C(冬季)，或室外溫度小于25° C(夏季)時，系統(tǒng)首先選擇熱管工作模式進行制冷，后系統(tǒng)以用戶定義的需制冷的室內(nèi)溫度為臨界溫度，在地源熱泵工作模式和熱管工作模式之間進行切換制冷。下面以需制冷的室內(nèi)溫度為25° C進行工作模式說明地源熱泵工作模式為當(dāng)主控箱1檢測獲得室外溫度大于C (冬季)，或室外溫度大于25° C (夏季)時；當(dāng)主控箱1檢測獲得室外溫度小于觀° C (冬季)，或室外溫度小于25° C (夏季)，且需制冷的室內(nèi)溫度大于25° C (包括25° C)時，主控箱1啟動地源熱泵2工作，并控制第一電磁閥7開啟，第二電磁閥8閉合，冷媒流動線路為儲能罐5—循環(huán)泵4一地源熱泵2—風(fēng)機盤管6—儲能罐5。熱管工作模式為當(dāng)主控箱1檢測獲得室外溫度小于C (冬季)，或室外溫度小于25° C (夏季)，且需制冷的室內(nèi)溫度小于25° C時，主控箱1啟動熱管3工作，并控制第一電磁閥7閉合，第二電磁閥8開啟，冷媒流動線路為儲能罐5—循環(huán)泵4一熱管3—風(fēng)機盤管6—儲能罐5。[0046] 以上是對本實用新型的較佳實施進行了具體說明，但本實用新型創(chuàng)造并不限于所述實施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實用新型精神的前提下還可做作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種熱管和地源熱泵相結(jié)合的智能制冷裝置，其特征在于包括總控箱(1)、地源熱泵(2)、熱管(3)、循環(huán)泵(4)、儲能罐(5)、風(fēng)機盤管(6)、第一電磁閥(7)和第二電磁閥(8)， 所述總控箱(1)的控制端口與所述地源熱泵(2)、熱管(3)、循環(huán)泵(4)、儲能罐(5)、風(fēng)機盤管(6)、第一電磁閥(7)和第二電磁閥(8)分別電氣連接，所述地源熱泵(2)的輸入端與循環(huán)泵(4)的輸出端經(jīng)管道連接，所述地源熱泵(2)的輸出端與風(fēng)機盤管(6)的輸入端通過第一電磁閥(7)經(jīng)管道連接，所述第一電磁閥(7)的一端與熱管(3)的輸入端通過第二電磁閥(8)經(jīng)管道連接，所述第一電磁閥(7)的另一端與熱管(3)的輸出端經(jīng)管道連接，所述儲能罐(5)的輸入端與風(fēng)機盤管(6)的輸出端經(jīng)管道連接，所述儲能罐(5)的輸出端與循環(huán)泵 (4)的輸入端經(jīng)管道連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱管和地源熱泵相結(jié)合的智能制冷裝置，其特征在于 所述總控箱(1)包括一用于檢測獲取溫度的溫度傳感器模塊； 一用于控制地源熱泵(2)工作的地源熱泵控制模塊； 一用于控制熱管(3)工作的熱管控制模塊； 一用于控制循環(huán)泵(4)工作的循環(huán)泵控制模塊； 一用于控制儲能罐(5)工作的儲能罐控制模塊； 一用于控制風(fēng)機盤管(6)工作的風(fēng)機盤管控制模塊； 一用于控制第一電磁閥(7)和第二電磁閥(8)工作的電磁閥控制模塊； 一用于實現(xiàn)控制的主控芯片模塊，所述主控芯片模塊的控制端分別與所述溫度傳感器模塊、地源熱泵控制模塊、熱管控制模塊、循環(huán)泵控制模塊、儲能罐控制模塊、風(fēng)機盤管控制模塊、電磁閥控制模塊連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱管和地源熱泵相結(jié)合的智能制冷裝置，其特征在于 所述地源熱泵(2)與地能之間的換熱介質(zhì)為水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱管和地源熱泵相結(jié)合的智能制冷裝置，其特征在于 所述風(fēng)機盤管(6)設(shè)置于需要制冷的室內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱管和地源熱泵相結(jié)合的智能制冷裝置，其特征在于 所述第一電磁閥(7)的另一端與熱管(3)的輸出端連接的管道上設(shè)置有單向閥(9)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種熱管和地源熱泵相結(jié)合的智能制冷裝置，其特征在于 所述儲能罐(5)設(shè)有取水和排水裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種熱管和地源熱泵相結(jié)合的智能制冷裝置，其特征在于所述管道上均設(shè)置有用于檢測管道內(nèi)傳輸介質(zhì)在不同位置溫度的溫度傳感器，所述溫度傳感器均與總控箱(1)相連。
專利摘要本實用新型公開了一種熱管和地源熱泵相結(jié)合的智能制冷裝置，包括總控箱、地源熱泵、熱管、循環(huán)泵、儲能罐、風(fēng)機盤管、第一電磁閥和第二電磁閥?？偪叵鋵崟r監(jiān)測分析室內(nèi)、室外溫度，根據(jù)不同的溫度情況，通過控制地源熱泵、熱管、循環(huán)泵、儲能罐、風(fēng)機盤管、第一電磁閥和第二電磁閥，實現(xiàn)系統(tǒng)采用地源熱泵工作模式或熱管工作模式進行制冷。本實用新型熱管和地源熱泵相結(jié)合的智能制冷裝置不僅滿足對環(huán)境溫度要求較高的空間的制冷要求，而且能盡可能利用自然冷源，降低能耗。本實用新型作為一種熱管和地源熱泵相結(jié)合的智能制冷裝置，廣泛應(yīng)用于制冷領(lǐng)域。
文檔編號F24F11/02GK202153040SQ20112024664
公開日2012年2月29日 申請日期2011年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月13日
發(fā)明者杜立環(huán), 黃忠禮 申請人:廣州市新科利保防雷技術(shù)有限公司