[发明专利]热管制冷复合空调专用蒸发器

说明书

技术领域

本发明涉及一种热管制冷复合空调专用蒸发器，适用于热管制冷复合空调机组，属于制冷空调设备领域。

背景技术

“全年需冷空间”是指那些因室内发热量过大或围护结构散热过小，同时由于空间使用要求需维持室内温度恒定于较低水平，从而导致室内呈现全年冷负荷，需要全年提供冷量的空调房间。近年来，随着我国经济的繁荣以及通讯，IT，金融，建筑等有关行业的迅猛发展，各类全年需冷空间以惊人的速度持续增长，包括移动基站，IDC数据机房，计算机机房，服务器机房，大型公共建筑内区，某些工艺厂房等。以移动基站为例，截止2009年9月，我国三大移动业务运营商的基站总数已突破80万个，随着3G乃至4G业务的发展，我国的基站建设将进入一个持续增长期。同时，由于我国IT，金融，通信等行业高速发展催生的数据存储，交互和传输等方面需求的迅猛增长，IDC数据机房和其他各类服务器机房也与日俱增。

现有基站、IDC机房和服务器机房的空调冷却方式一般是采用机房专用空调机，全年制冷运行。由于这些空间内部的电子通讯设备密集，发热功率较高，从而招致了极高的空调设备能耗。同时，冬季负荷较低时，空调压缩机将频繁启停，不仅会造成启停能耗，还会缩短压缩机的寿命。

为了解决以上问题，一种热管制冷复合空调机组的方案相继提出，如专利冷媒自然循环并用型单元式空调机组(申请号：CN200810102064.7)，一种带自然供冷供热功能的空气处理装置(申请号：CN200910119883.7)等。这类机组将常规蒸气压缩式制冷循环与分离式热管自然循环有机融合，两者共用一个蒸发器和冷凝器。在室外温度较高时，机组运行于常规蒸气压缩制冷模式，而在室外温度足够低时，切换至热管自然循环模式，关闭压缩机，只开启两器风机，达到以低能耗散热的效果。相比于全年主动制冷的机房专用机，该类机组在室外温度较低时能够充分利用室外冷量对室内进行降温，减少了压缩机的开启时间，从而能够达到较好的节能效果。同时，由于热管模式和制冷模式共用两器，所以其成本和维护投入都会大大降低。

由于这种机组的热管模式和制冷模式共用蒸发器和冷凝器，而事实上，对于风冷翅片管式蒸发器的优化设计，热管模式和制冷模式并不一致。用于常规蒸气压缩制冷机组的风冷管翅式蒸发器的结构如图1所示，液态制冷剂经分液头和分液管进入换热管，吸热蒸发为气态，并汇聚进入集气管，被抽吸至压缩机。而这一结构并不适用于热管模式，原因主要有以下三点。

第一，热管模式的循环动力相比制冷模式要小得多，管路阻力对其性能的影响很大，采用阻力较大的分液头和分液管将较大程度的削弱热管性能。

第二，单独制冷用蒸发器的集气管管径较小，换热器支路较少，制冷剂在换热管与集气管中的流速较大，有利于回油。但这种设计带来的蒸发器阻力较大，将会恶化热管模式的性能。若需兼顾热管模式，增多换热器支路，调大集气管管径，则会导致制冷模式下，换热管和集气管内的制冷剂流速减小，影响制冷模式的压缩机回油安全。阻力和回油的蒸发器设计矛盾比较突出。

第三，蒸发器内两相制冷剂吸热沸腾蒸发时将产生大量的气泡，气泡将挤占制冷剂的流动空间，对制冷剂的顺利排出不利。为及时排出这些气泡，原则上蒸发器的每一条制冷剂支路应设计为沿流动方向不断上升的流程布置。对于单独制冷的蒸发器，由于压缩机驱动动力较大，气泡对流动的阻碍作用并不明显，所以蒸发器每根换热支管的流程设计并没有太大的限制。而对于热管模式而言，由于其驱动制冷剂流动的动力比较有限，若沿袭常规换热管的走向设计，尤其是类似图1所示上下交错的流程布置，则气泡将难以及时排出蒸发器，从而严重阻碍制冷剂蒸气顺利排出，极大的影响热管模式性能。

蒸发器作为热管制冷复合空调机的基础部件，其结构和设计直接左右了复合空调机的性能，所以亟需研发适合热管制冷复合空调机使用的蒸发器，突破传统蒸发器存在的问题，加快热管制冷复合空调机的研发和推广进程，为空调行业以及国家的节能减排工作贡献力量。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提出一种热管制冷复合空调专用蒸发器，用于热管制冷复合空调机组，解决传统蒸发器的回油，阻力等问题，提高复合机组运行的可靠性和高效性。

本发明的技术方案如下：