專利名稱：一種防凝露冷媒循環(huán)熱管系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防凝露冷媒循環(huán)熱管系統(tǒng)及其控制方法，屬于熱管制冷背板技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
熱管制冷背板技術(shù)主要應(yīng)用于通信機(jī)房，特別是IDC機(jī)房、數(shù)據(jù)機(jī)房和BOS計(jì)算機(jī)房，由于這些地方均采用大功率機(jī)柜，發(fā)熱量大，機(jī)柜局部的發(fā)熱量很大，通過在機(jī)柜上安裝熱管制冷背板，解決了機(jī)房局部過熱的難題，提高了空調(diào)系統(tǒng)的利用效率，降低了空調(diào)機(jī)房的用電量，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能增效。由于熱管制冷背板是直接安裝于機(jī)柜背門上，為了使機(jī)房?jī)?nèi)不存在漏水安全隱患，目前較為可靠的技術(shù)是采用冷媒循環(huán)的熱管制冷背板系統(tǒng)，其工作原理是:冷媒在內(nèi)置于背板的蒸發(fā)器吸收機(jī)柜熱量蒸發(fā)后，通過重力熱管循環(huán)，流到室外的背板水冷冷凝器，并由外部冷水系統(tǒng)提供的低溫冷水把冷媒熱量帶走冷凝，在重力熱管循環(huán)作用下重新流回背板蒸發(fā)器產(chǎn)生冷量，對(duì)大功率機(jī)柜進(jìn)行冷卻。一般來(lái)說(shuō)冷水系統(tǒng)為整個(gè)建筑空調(diào)水系統(tǒng)，除了供給熱管背板冷水源外，還對(duì)建筑內(nèi)的其它的ー些空調(diào)設(shè)備如精密空調(diào)、風(fēng)機(jī)盤管等提供7 V出水溫度的恒定冷源。由于與熱管制冷背板進(jìn)行換熱的水冷冷凝器的水源為7°C水溫的水，如果7°C水溫的水直接進(jìn)入水冷冷凝器與熱管背板制冷劑進(jìn)行換熱的話，則水冷冷凝器制冷劑出ロ的溫度會(huì)相當(dāng)?shù)?。這么低溫的制冷劑通過冷媒管道進(jìn)入機(jī)房后，使得管道和熱管背板表面低于機(jī)房?jī)?nèi)的露點(diǎn)而造成凝露，對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)的IT設(shè)備將產(chǎn)生嚴(yán)重的安全隱患。如圖1所示，為了解決熱管背板系統(tǒng)的凝露問題，現(xiàn)有技術(shù)為將自然冷源的冷水機(jī)7°C出水，通過在外部冷水系統(tǒng)和背板水冷冷凝器3之間增加一級(jí)中間換熱器9，變成12°C的水，通過12°C的水進(jìn)入與熱管背板換熱的水冷冷凝器3，與熱管背板進(jìn)行換熱，以便提高背板系統(tǒng)水冷冷凝器3冷媒的出ロ溫度，預(yù)防機(jī)房I內(nèi)的背板冷媒管道4和背板蒸發(fā)器2出現(xiàn)結(jié)露對(duì)機(jī)房IT設(shè)備造成安全隱患。目前的這項(xiàng)技術(shù)需額外増加一級(jí)中間換熱器9，換熱器的安裝空間需増大，同時(shí)由于増加了ー級(jí)中間換熱器，冷源的利用率大大降低。而且水系統(tǒng)中還要增加循環(huán)水泵，安裝管路也變得更加復(fù)雜，成本更高；另外，由于采用固定的水溫控制，如果機(jī)房空氣濕度有變化，使得空氣露點(diǎn)溫度上升到設(shè)計(jì)水溫以上吋，熱管冷媒系統(tǒng)仍然有可能出現(xiàn)冷媒出ロ溫度低于空氣露點(diǎn)從而導(dǎo)致凝露的問題。因此，有必要作進(jìn)ー步改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的g在提供ー種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、成本低、占用空間小的防凝露冷媒循環(huán)熱管系統(tǒng)及其控制方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處。按此目的設(shè)計(jì)的一種防凝露冷媒循環(huán)熱管系統(tǒng)，包括安裝在機(jī)房?jī)?nèi)的背板蒸發(fā)器和安裝在機(jī)房外的水冷冷凝器，其中背板蒸發(fā)器上還循環(huán)連通有冷媒管道，冷媒管道局部包囊設(shè)置在水冷冷凝器內(nèi)，其結(jié)構(gòu)特征是水冷冷凝器的進(jìn)水或出水管路上安裝有一電動(dòng)水閥，冷媒管道的出口管路上靠近水冷冷凝器安裝有一溫度傳感器，機(jī)房?jī)?nèi)安裝有一露點(diǎn)傳感器/溫濕度傳感器，電動(dòng)水閥、溫度傳感器和露點(diǎn)傳感器/溫濕度傳感器分別與控制器電連接。所述電動(dòng)水閥安裝在水冷冷凝器的出水管路上。所述電動(dòng)水閥為電動(dòng)二通閥，電動(dòng)二通閥的兩端分別裝配連接在水冷冷凝器的出水管路上；或者，所述電動(dòng)水閥為電動(dòng)三通閥，電動(dòng)三通閥兩端分別裝配連接在水冷冷凝器的出水管路上，第三端與水冷冷凝器的進(jìn)水管路連通。所述背板蒸發(fā)器為ー組以上。一種防冷凝露循環(huán)熱管系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟:I)通過溫度傳感器及露點(diǎn)傳感器/溫濕度傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)出冷媒管道出口管路的冷媒出ロ溫度和機(jī)房?jī)?nèi)的溫濕度；2)由控制器根據(jù)機(jī)房?jī)?nèi)的干球溫度和相対濕度計(jì)算出機(jī)房?jī)?nèi)露點(diǎn)溫度；3)對(duì)比冷媒出ロ溫度和機(jī)房?jī)?nèi)露點(diǎn)溫度，通過控制器控制電動(dòng)水閥的開度大小。所述步驟3中可確保冷媒出ロ溫度>機(jī)房?jī)?nèi)露點(diǎn)溫度，當(dāng)冷媒出ロ溫度<機(jī)房?jī)?nèi)露點(diǎn)溫度+1°C時(shí)，控制器控制電動(dòng)水閥的開度關(guān)小；當(dāng)冷媒出ロ溫度>機(jī)房?jī)?nèi)露點(diǎn)溫度+1.5°C時(shí)，控制器控制電動(dòng)水閥的開度開大；最終確保機(jī)房?jī)?nèi)露點(diǎn)溫度+1°C≤冷媒出ロ溫度≤機(jī)房?jī)?nèi)露點(diǎn)溫度+1.5°C。本發(fā)明控制方法簡(jiǎn)單有效，可完全避免背板系統(tǒng)凝露，并解決了現(xiàn)有技術(shù)增加一級(jí)中間換熱器所帯來(lái)的占用空間大、管路復(fù)雜、防凝露效果不佳以及冷源的利用率低等問題。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的原理圖。圖2為本發(fā)明采用二通水閥實(shí)施例的原理圖；圖3為本發(fā)明采用三通水閥實(shí)施例的原理圖。圖中:1為機(jī)房，2為背板蒸發(fā)器，3為水冷冷凝器，4為冷媒管道，5為電動(dòng)水閥，6為溫度傳感器，7為控制器，8為露點(diǎn)溫度傳感器/溫濕度傳感器，9為中間換熱器。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步描述。第一實(shí)施例參見圖2，一種防凝露冷媒循環(huán)熱管系統(tǒng)，包括安裝在機(jī)房I內(nèi)的三組背板蒸發(fā)器2和安裝在機(jī)房I外的水冷冷凝器3，其中背板蒸發(fā)器2上還循環(huán)連通有冷媒管道4，冷媒管道4局部包囊設(shè)置在水冷冷凝器3內(nèi)，水冷冷凝器3的進(jìn)水管路上安裝有ー電動(dòng)水閥5，冷媒管道4的出口管路上靠近水冷冷凝器3安裝有一溫度傳感器6,機(jī)房I內(nèi)安裝有一露點(diǎn)傳感器/溫濕度傳感器8，電動(dòng)水閥5、溫度傳感器6和露點(diǎn)傳感器/溫濕度傳感器7分別與控制器8電連接。電動(dòng)水閥5為電動(dòng)二通閥，電動(dòng)二通閥的兩端分別裝配連接在水冷冷凝器3的出水管路上。第二實(shí)施例
參見圖3,本實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于:電動(dòng)水閥5為電動(dòng)三通閥，電動(dòng)三通閥兩端分別裝配連接在水冷冷凝器3的出水管路上，第三端與水冷冷凝器3的進(jìn)水管路連通。其余未述部分，同第一實(shí)施例。一種防凝露冷媒循環(huán)熱管系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟:1)通過溫度傳感器6及露點(diǎn)傳感器/溫濕度傳感器7實(shí)時(shí)檢測(cè)出冷媒管道4出ロ管路的冷媒出ロ溫度和機(jī)房I內(nèi)的溫濕度；2)由控制器8根據(jù)機(jī)房I內(nèi)的干球溫度和相対濕度計(jì)算出機(jī)房I內(nèi)露點(diǎn)溫度；
3)對(duì)比冷媒出ロ溫度和機(jī)房?jī)?nèi)露點(diǎn)溫度，通過控制器8控制電動(dòng)水閥5的開度大小。步驟3 中可確保冷媒出ロ溫度>機(jī)房?jī)?nèi)露點(diǎn)溫度，當(dāng)冷媒出ロ溫度<機(jī)房?jī)?nèi)露點(diǎn)溫度+1°C吋，控制器8控制電動(dòng)水閥5的開度關(guān)小，通過調(diào)小水量來(lái)提高冷媒出ロ溫度；當(dāng)冷媒出ロ溫度>機(jī)房?jī)?nèi)露點(diǎn)溫度+1.5°C時(shí)，控制器8控制電動(dòng)水閥5的開度開大，通過加大水量來(lái)適當(dāng)降低冷媒出ロ溫度；最終確保機(jī)房?jī)?nèi)露點(diǎn)溫度+1°C彡冷媒出ロ溫度彡機(jī)房?jī)?nèi)露點(diǎn)溫度+1.5°C。由于冷媒管道4的出口溫度至少比機(jī)房?jī)?nèi)露點(diǎn)溫度高出I °C，所以此方法可以確保機(jī)房I內(nèi)不產(chǎn)生凝露。
權(quán)利要求
1.一種防凝露冷媒循環(huán)熱管系統(tǒng)，包括安裝在機(jī)房(I)內(nèi)的背板蒸發(fā)器(2)和安裝在機(jī)房外的水冷冷凝器(3)，其中背板蒸發(fā)器上還循環(huán)連通有冷媒管道(4)，冷媒管道局部包囊設(shè)置在水冷冷凝器內(nèi)，其特征是水冷冷凝器的進(jìn)水或出水管路上安裝有一電動(dòng)水閥(5)，冷媒管道的出口管路上靠近水冷冷凝器安裝有一溫度傳感器(6)，機(jī)房?jī)?nèi)安裝有一露點(diǎn)傳感器/溫濕度傳感器(7)，電動(dòng)水閥、溫度傳感器和露點(diǎn)傳感器/溫濕度傳感器分別與控制器(8)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防凝露冷媒循環(huán)熱管系統(tǒng)，其特征是所述電動(dòng)水閥(5)安裝在水冷冷凝器(3)的出水管路上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防凝露冷媒循環(huán)熱管系統(tǒng)，其特征是所述電動(dòng)水閥(5)為電動(dòng)二通閥，電動(dòng)二通閥的兩端分別裝配連接在水冷冷凝器(3)的出水管路上；或者，所述電動(dòng)水閥為電動(dòng)三通閥，電動(dòng)三通閥兩端分別裝配連接在水冷冷凝器的出水管路上，第三端與水冷冷凝器的進(jìn)水管路連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的防凝露冷媒循環(huán)熱管系統(tǒng)，其特征是所述背板蒸發(fā)器(2)為一組以上。
5.一種防凝露冷媒循環(huán)熱管系統(tǒng)的控制方法，其特征是包括以下步驟: 1)通過溫度傳感器(6)及露點(diǎn)傳感器/溫濕度傳感器(7 )實(shí)時(shí)檢測(cè)出冷媒管道(4 )出口管路的冷媒出口溫度和機(jī)房(I)內(nèi)的溫濕度； 2)由控制器(8)根據(jù)機(jī)房?jī)?nèi)的干球溫度和相對(duì)濕度計(jì)算出機(jī)房?jī)?nèi)露點(diǎn)溫度； 3)對(duì)比冷媒出口溫度和機(jī)房?jī)?nèi)露點(diǎn)溫度，通過控制器控制電動(dòng)水閥(5)的開度大小。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的防凝露冷媒循環(huán)熱管系統(tǒng)的控制方法，其特征是所述步驟3中可確保冷媒出口溫度 > 機(jī)房?jī)?nèi)露點(diǎn)溫度，當(dāng)冷媒出口溫度 <機(jī)房?jī)?nèi)露點(diǎn)溫度+rc時(shí)，控制器(8 )控制電動(dòng)水閥(5 )的開度關(guān)??；當(dāng)冷媒出口溫度 >機(jī)房?jī)?nèi)露點(diǎn)溫度+1.5 °C時(shí)，控制器控制電動(dòng)水閥的開度開大；最終確保機(jī)房?jī)?nèi)露點(diǎn)溫度+1 °c<冷媒出口溫度<機(jī)房?jī)?nèi)露點(diǎn)溫度+1.5°c。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種防凝露冷媒循環(huán)熱管系統(tǒng)，包括安裝在機(jī)房?jī)?nèi)的背板蒸發(fā)器和安裝在機(jī)房外的水冷冷凝器，其中背板蒸發(fā)器上還循環(huán)連通有冷媒管道，冷媒管道局部包囊設(shè)置在水冷冷凝器內(nèi)，其特征是水冷冷凝器的進(jìn)水或出水管路上安裝有一電動(dòng)水閥，冷媒管道的出口管路上靠近水冷冷凝器安裝有一溫度傳感器，機(jī)房?jī)?nèi)安裝有一露點(diǎn)傳感器/溫濕度傳感器，電動(dòng)水閥、溫度傳感器和露點(diǎn)傳感器/溫濕度傳感器分別與控制器電連接。本發(fā)明同時(shí)公開了一種防凝露冷媒循環(huán)熱管系統(tǒng)的控制方法。本發(fā)明控制方法簡(jiǎn)單有效，可完全避免背板系統(tǒng)凝露，并解決了現(xiàn)有技術(shù)增加一級(jí)中間換熱器所帶來(lái)的占用空間大、管路復(fù)雜、防凝露效果不佳以及冷源的利用率低等問題。
文檔編號(hào)H05K7/20GK103115514SQ20131005936
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月25日
發(fā)明者邱育群, 原志鋒, 李敏華, 張學(xué)偉, 黃浩亮, 謝春輝 申請(qǐng)人:廣東申菱空調(diào)設(shè)備有限公司