专利名称：自然冷却节能空调机及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种自然冷却节能空调机及其控制方法。
背景技术：
由于通讯设备基本处于全年不间断运行状态而且发热量非常大，因此，用于数据 中心、通讯机房、通讯基站等场合的空调机，一般需要全年制冷运行，运行能耗大，季节能效 比低。而且，由于此类空调在寒冷的冬天仍然需要启动压缩机制冷循环，当室外环境过低 时，压缩机制冷系统容易出现冷凝压力过低导致的供液不足的问题，而此时的热负荷较小， 也会造成压缩机的频繁启停，不但能源消耗大，压缩机使用寿命也会降低。因此，这类空调 机的可靠性一直难以得到解决，即使配置冷凝压力控制系统并把冷凝器设计为多级控制， 长期在零下室外环境温度下运行时，仍然有较大的隐患，而且会造成系统成本的增加和控 制难度的增大。中国专利文献号CN10111807Y于2008于2月6日公开了一种节能空调设备及制 冷方法，其特征在于包括室内换热器、室外换热器、气体管路、液体管路和制冷工质；所述 液体管路一端连接所述室内换热器，另一端连接所述室外换热器，所述气体管路连接所述 室内换热器和室外换热器的另外两端，形成封闭环路；在所述封闭环路中注入所述制冷工 质，通过制冷工质的蒸发、冷凝来给通信基站室内降温。但是，该结构完全依靠热管换热器 进行自然对流换热的空调设备，其换热效率非常低，更无法满足高温天气下的散热需求。而 且，此设备需要存在较大的室内外温差才能驱动室内换热器室外换热器之间的吸热-放热 循环，在大部分时间下实际上是无法正常运行的。该结构节能效果一般和可靠性欠佳，同时 投资成本高，回收期很长。有必要作进一步改进和完善。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、性能可靠、高效节能和使用寿命长的 自然冷却节能空调机及其控制方法，以克服现有技术中的不足之处。按此目的设计的一种自然冷却节能空调机，包括室内风机、室外风机和依次连接 成封闭环路的压缩机、冷凝器、节流器和蒸发器，压缩机的进出口之间连接有气体旁通管 路，节流器设置于冷凝器和蒸发器之间，节流器的进出口之间连接有液体旁通管路，其结构 特征是所述气体旁通管路和液体旁通管路上分别设置有电磁阀组件，该组件与压缩机、节 流器为并联设置，蒸发器和冷凝器之间形成一回路热管LHP。所述电磁阀组件包括气体电磁阀和液体电磁阀；液体电磁阀的进出口与液体旁通 管路相连通，且与节流器为并联连接，气体电磁阀的进出口与气体旁通管路相连通，且与压 缩机为并联连接。所述液体旁通管路上连接有工质循环泵，该工质循环泵设置于液体电磁阀的进口 /出口上，且与节流器为并联设置；节流器和冷凝器之间设置有储液器。所述工质循环泵、压缩机、气体电磁阀、液体电磁阀、室内风机和室外风机分别与空调机上的控制器电连接。 所述室内风机上设置有可检测室外温度的室内温度传感器，该传感器与与控制器 电连接，以实现压缩机制冷模式/热管制冷模式的切换。所述室外风机上设置有可检测室内温度的室外温度传感器，该传感器与与控制器 电连接以实现压缩机制冷模式/热管制冷模式的切换。一种自然冷却节能空调机的控制方法，包括以下步骤a.当室外温度传感器所检测到的温度高于室内温度传感器检测到的温度一定值 时，气体旁通管路上的气体电磁阀和液体旁通管路上的液体电磁阀关闭，压缩机启动，空调 系统处于压缩机制冷模式；b.当室外温度传感器所检测到的温度低于室内温度传感器检测到的温度一定值 时，气体旁通管路上的气体电磁阀和液体旁通管路上的液体电磁阀同时开启，压缩机停止， 空调系统处于热管制冷模式。本发明通过增设电磁阀组件，在室外温度较低的时候，通过管路的简单切换，蒸发 器和冷凝器之间形成一回路热管LHP，可充分利用自然冷源对室内空气进行冷却降温，节能 效果显著的同时，还可以避免压缩机制冷系统在低温运行和压缩机的频繁启停所产生的各 种问题和隐患，可有效延长压缩机的使用寿命；其具有结构简单合理、运行可靠性高和占用 空间少的特点；并且该结构可以适用于全年运行的工艺性空调机，如恒温恒湿空调机、机房 空调机和基站空调机等。
图1为本发明的一实施例的工作原理示意图。图2为图1另一实施例的工作原理示意图。图中1为压缩机，2为冷凝器，3为节流器，4为蒸发器，5为气体旁通管路，6为气 体电磁阀，7为液体旁通管路，8为液体电磁阀，9为储液器，10为室内风机，11为室外风机， 12为室内温度传感器，13为室外温度传感器，14为控制器，15为工质循环泵。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。第一实施例参见图1，本自然冷却节能空调机，包括室内风机10、室外风机11和依次连接成封 闭环路的压缩机1、冷凝器2、节流器3和蒸发器4。压缩机1、气体电磁阀6、液体电磁阀8、 室内风机10和室外风机11分别与空调机上的控制器14电连接，由控制器14集中处理和 控制各元件的信号和动作。压缩机1的进出口之间连接有气体旁通管路5，节流器3设置于 冷凝器2和蒸发器4之间，节流器3的进出口之间连接有液体旁通管路7。为了避免压缩机1制冷系统低温运行和压缩机1的频繁启停所产生的各种问题和 隐患，同时又能够延长压缩机1的使用寿命。因此在气体旁通管路5和液体旁通管路7上 分别设置有电磁阀组件，该组件与压缩机1、节流器3为并联设置，蒸发器4和冷凝器2之间 形成一回路热管LHP。电磁阀组件包括气体电磁阀6和液体电磁阀8，液体电磁阀8的进出口与液体旁通管路7相连通，且与节流器3为并联连接，气体电磁阀6的进出口与气体旁通管路5相连通，且与压缩机1为并联连接，节流器3和冷凝器2之间设置有储液器9，储液器9在空调机 处于低负荷运行时可以储存多余的制冷工质，从而满足不同的工况下运行的安全性。室内风机10和室外风机11上分别设置有室外温度传感器13和室内温度传感器 12，室内温度传感器12用于室内温度，而室外温度传感器13用于检测室外温度，然后通过 控制器14计算室内外温差，以实现压缩机1制冷模式/热管制冷模式的切换。自然冷却节能空调机的控制方法包括以下步骤a.当室外温度传感器13所检测到的温度高于室内温度传感器12检测到的温度一 定值时，气体旁通管路5上的气体电磁阀6和液体旁通管路7上的液体电磁阀8关闭，压缩 机1启动，空调系统处于压缩机1制冷模式，冷凝器2和蒸发器4内制冷工质依次经过储液 器9、节流器3和压缩机1构成自然循环回路。b.当室外温度传感器13所检测到的温度低于室内温度传感器12检测到的温度 一定值时，气体旁通管路5上的气体电磁阀6和液体旁通管路7上的液体电磁阀8同时开 启，压缩机1停止，空调系统处于热管制冷模式，冷凝器2和蒸发器4内制冷工质依次经过 储液器9、液体电磁阀8和气体电磁阀6机构成自然循环回路，利用热管原理进行被动式换 热，并采用空调机本身的室内外风机进行强制对流换热，热管制冷时的换热效率高，节能效 果显著，而且只需对压缩机1制冷空调机进行改造即可实现，无需增加独立的辅助装置及 其控制系统，其操作简单可靠，同时能够缩短投资回收期。第二实施例参见图2，所述液体旁通管路7上连接有工质循环泵15，该工质循环泵设置于液体 电磁阀8的出口的位置，且与节流器3为并联设置，工质循环泵15与控制器14电连接。其 目的在于可以加快冷凝器2和蒸发器4内制冷工质的流动，提高管内强制对流换热系数， 从而进一步提高热管传热效率，对于当室内外的温差较小时，回路热管的循环流量不大时， 其作用尤其明显。其它未述部分同第一实施例。
权利要求
一种自然冷却节能空调机，包括室内风机(10)、室外风机(11)和依次连接成封闭环路的压缩机(1)、冷凝器(2)、节流器(3)和蒸发器(4)，压缩机的进出口之间连接有气体旁通管路(5)，节流器设置于冷凝器和蒸发器之间，节流器的进出口之间连接有液体旁通管路(8)，其特征是所述气体旁通管路和液体旁通管路上分别设置有电磁阀组件，该组件与压缩机、节流器为并联设置，蒸发器和冷凝器之间形成一回路热管LHP。
2.根据权利要求1所述的自然冷却节能空调机，其特征是所述电磁阀组件包括气体电 磁阀(6)和液体电磁阀(7)；液体电磁阀的进出口与液体旁通管路⑶相连通，且与节流器 (3)为并联连接，气体电磁阀(5)的进出口与气体旁通管路(5)相连通，且与压缩机⑴为 并联连接。
3.根据权利要求1或2所述的自然冷却节能空调机，其特征是所述液体旁通管路(8) 上连接有工质循环泵(15)，该工质循环泵设置于液体电磁阀(7)的进口 /出口上，且与节流 器(3)为并联设置；节流器和冷凝器(2)之间设置有储液器(9)。
4.根据权利要求3所述的自然冷却节能空调机，其特征是所述工质循环泵(15)、压缩 机(1)、气体电磁阀(6)、液体电磁阀(7)、室内风机(10)和室外风机(11)分别与空调机上 的控制器(14)电连接。
5.根据权利要求4所述的自然冷却节能空调机，其特征是所述室内风机(10)上设置有 可检测室外温度的室内温度传感器(12)，该传感器与控制器(14)电连接，以实现压缩机制 冷模式/热管制冷模式的切换。
6.根据权利要求4所述的自然冷却节能空调机，其特征是所述室外风机(11)上设置有 可检测室内温度的室外温度传感器(13)，该传感器与与控制器电连接以实现压缩机制冷模 式/热管制冷模式的切换。
7.根据权利要求1所述自然冷却节能空调机的控制方法，其特征是包括以下步骤a.当室外温度传感器(13)所检测到的温度高于室内温度传感器检测到的温度一定值 时，气体旁通管路(5)上的气体电磁阀(6)和液体旁通管路(8)上的液体电磁阀(7)关闭， 压缩机(1)启动，空调系统处于压缩机制冷模式；b.当室外温度传感器(12)所检测到的温度低于室内温度传感器检测到的温度一定值 时，气体旁通管路(5)上的气体电磁阀(6)和液体旁通管路(8)上的液体电磁阀(7)同时 开启，压缩机(1)停止，空调系统处于热管制冷模式。
全文摘要
一种自然冷却节能空调机及其控制方法，所述自然冷却节能空调机包括室内风机、室外风机和依次连接成封闭环路的压缩机、冷凝器、节流器和蒸发器，压缩机的进出口之间连接有气体旁通管路，节流器设置于冷凝器和蒸发器之间，节流器的进出口之间连接有液体旁通管路，所述气体旁通管路和液体旁通管路上分别设置有电磁阀组件，该组件与压缩机、节流器为并联设置，蒸发器和冷凝器之间形成一回路热管LHP。本发明通过增设电磁阀组件，在室外温度较低的时候，通过管路的简单切换，可充分利用自然冷源对室内空气进行冷却降温，节能效果显著的同时，还可以避免压缩机制冷系统在低温运行和压缩机的频繁启停所产生的各种问题和隐患，可有效延长压缩机的使用寿命。
文档编号F24F5/00GK101988723SQ20101055234
公开日2011年3月23日 申请日期2010年11月19日 优先权日2010年11月19日
发明者原志锋, 张学伟, 李敏华, 欧阳惕, 潘锋 申请人:广东申菱空调设备有限公司