[发明专利]冷媒自然循环并用型单元式空调机组

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷媒自然循环并用型单元式空调机组，特别适用于移动通讯基站、高温冷库以及其他高发热空间的冷却降温。

背景技术

随着大型计算机的广泛应用及移动通讯的普及，机房专用机设备得到大量应用。由于机房专用机是全年制冷运行的直接蒸发式空调系统，而一般空调机制冷量是按夏季最大冷负荷确定的，即使在寒冷的冬季(外温很低时)仍需对机房内进行制冷降温，但压缩机频繁启停，使压缩机的寿命大大缩短，同时空调机的故障还会导致室温的急剧增加，经常引起通讯设施的故障。为解决这一问题，20世纪70年代后期，日本开发出将分离式热管和空调机集成为一体的“冷媒自然循环与制冷循环分离型机房专用机”，如图1所示。该机房专用机包括冷媒自然循环(即热管循环)和机械制冷循环为两个独立循环回路，当室外气温较高时，采用常规压缩机制冷循环，当室外气温降到某一设定值时，压缩机停止运行，通过冷媒自然循环实现室内的降温冷却。该机房专用机虽然可靠性和节能效果得到很大的改善，但由于需要两组独立的冷凝器和蒸发器，成本昂贵、资源耗费巨大。

为改善图1所示机房专用机成本高、资源耗费巨大的弊端，1985年日本大金工业株式会社在压缩机制冷循环的基础上，在压缩机支路21的压缩机8的吸气管上增设制冷电磁阀15，在压缩机8和制冷电磁阀15两端并联一个带有热管电磁阀14的热管支路20，在节流装置12两端并联一个液体管电磁阀7，研制出将分离式热管循环融入压缩机制冷循环中的“冷媒自然循环并用型机房专用机”，如图2所示(参见：孙丽颖，马最良.冷剂自然循环空调机的特性与应用.哈尔滨商业大学学报(自然科学版)，2004，20(6)：729-732.)。该机在过渡季或冬季等外界温度较低时，通过停止运行压缩机，优先运转冷媒自然循环的控制方式，可以大幅度地降低耗电量，同时又减少了机组材料的浪费，降低了制造成本。

在图2所示的“冷媒自然循环并用型机房专用机”中，仍存在以下缺陷不能保证机房专用机的安全性、可靠性和高效运行，具体表现在：

(1)采用了启闭互逆的热管电磁阀14和制冷电磁阀15，虽然可以实现冷媒制冷循环和自然循环的切换，但由于采用两只电磁阀，如果二者之一发生故障，将导致某一电磁阀不能打开或关闭不严，将导致机组故障；

(2)由于制冷循环和自然循环时所需冷媒循环量和充注量不同，自然循环运行时，液态冷媒大部分在蒸发器13内，而制冷运行时，液态冷媒大部分在冷凝器10内。目前的结构特点是：要保证制冷循环高效运行，则由于自然循环时蒸发器13内的液态冷媒存贮量偏小，蒸发器13面积不能得到充分利用，故自然循环的运行效率低下，可利用时间短，必然增加制冷循环运行时间；反之，如果保证自然循环效率较高，则制冷循环时制冷机大量存入冷凝器中，导致冷凝压力很高，运行效率低下。因此，机房专用机的全年节能效果不明显。

(3)冷媒自然循环运行时，气态冷媒进入冷凝器10的同时，仍可沿压缩机8排气管进入压缩机8内部并存集在压缩机8的排气腔内，压缩机8启动时会出现液击或油击现象，导致压缩机损坏。

因此，迫切需要解决上述问题，以实现冷媒自然循环并用型机房专用机的安全、可靠、高效运行。

发明内容

针对现有“冷媒自然循环并用型机房专用机”存在的上述缺陷，本发明提出一种冷媒自然循环并用型单元式空调机组，以实现安全、可靠和高效运行，并充分发挥“冷媒自然循环并用型机房专用机”的高效节能优势。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种冷媒自然循环并用型单元式空调机组，它含有压缩机8，冷凝器10，蒸发器13，液体连接管11，设置在液体连接管上的液体管电磁阀7，并联在液体管电磁阀两端的节流装置12以及气体连接管9，所述压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置、液体连接管和气体连接管构成一个冷媒循环回路；在蒸发器的气体连接管和压缩机的排气管之间并联有热管支路20，所述蒸发器13设置在低位机组2内，冷凝器10设置在高位机组1内，其特征在于：在冷凝器10与液体管电磁阀7之间的液体连接管上设置有高压贮液器18，在冷凝器10的气体进口管上设有三通阀16，该阀分别与冷凝器10的气体进口管、压缩机8的排气管和热管支路20相连通；并在压缩机8的进气管上设置气液分离器17。

本发明的技术特征还在于：在压缩机8的排气管与三通阀16之间，以及在气液分离器17的进气管上分别设置单向阀19。