專利名稱：太陽能制冷耦合熱環(huán)循環(huán)雙冷源式空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種雙冷源式空調(diào)系統(tǒng)，尤其涉及一種太陽能制冷耦合熱環(huán)循環(huán)的雙冷源式空調(diào)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，我國的通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，移動、聯(lián)通及電信等幾個主要通信運(yùn)營商的通信基站已遍布全國各地。通信基站作為無線通信的重要節(jié)點，其內(nèi)部通信設(shè)備需要全年運(yùn)行。為了保障蓄電池等耐高溫性能差的設(shè)備的使用壽命，基站空調(diào)系統(tǒng)需持續(xù)不斷的將基站內(nèi)各種設(shè)備散發(fā)的熱量排至室外?；究照{(diào)系統(tǒng)的長期運(yùn)行導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)能耗巨大，一般占通信基站總能耗的80% 90%。降低基站空調(diào)系統(tǒng)能耗已成為通信運(yùn)營商需要迫切解決的問題。
·[0003]太陽能作為一種清潔能源，既是一次能源又是可再生能源，有著礦物能源不可比擬的優(yōu)越性。太陽每秒能夠釋放出391 X 1021kW的能量，而輻射到地球表面的能量雖然只有二十二億分之一，但卻相當(dāng)于全世界目前發(fā)電總量的8萬倍。因此太陽能資源是可再生能源中最引人注目、開發(fā)研究最多、應(yīng)用最廣泛的清潔能源之一。我國的太陽能資源豐富，全國2/3的地區(qū)年輻射總量大于5020MJ/m2，年日照時間大于2200h。此外，我國大部分地區(qū)的冬季和過渡季甚至夏季的早晚時段，室外環(huán)境溫度較低，如果能夠充分利用晝間的太陽能資源及夜間室外的自然冷源對基站進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)則可以大大降低基站空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行能耗?，F(xiàn)有的太陽能集熱空調(diào)裝置僅包括太陽能集熱裝置和制冷裝置構(gòu)成的循環(huán)系統(tǒng)，通過太陽能集熱系統(tǒng)收集太陽能驅(qū)動空調(diào)系統(tǒng)中的制冷劑循環(huán)，降低室內(nèi)溫度?，F(xiàn)有技術(shù)中太陽能空調(diào)，包括節(jié)流裝置及蒸發(fā)器；殼體的外表面設(shè)有太陽能集熱器；太陽能集熱器與制冷機(jī)相連。該技術(shù)方案可以在太陽能資源比較豐富的時段通過吸收太陽能驅(qū)動空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行，從而降低基站室內(nèi)溫度，但在早晚時段或無可用太陽能資源的氣候條件下該空調(diào)系統(tǒng)無法對基站室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，本實用新型提出一種主要針對通信基站的太陽能制冷耦合熱環(huán)循環(huán)雙冷源式空調(diào)系統(tǒng)。該空調(diào)系統(tǒng)能夠充分利用太陽能資源及自然氣候條件對基站內(nèi)部環(huán)境溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，尤其適合太陽能資源豐富，環(huán)境晝夜溫差較大的地區(qū)。為實現(xiàn)上述的目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案—種太陽能制冷耦合熱環(huán)循環(huán)雙冷源式空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括太陽能吸收制冷系統(tǒng)、熱環(huán)系統(tǒng)及控制系統(tǒng)；所述控制系統(tǒng)分別與所述太陽能吸收制冷系統(tǒng)、所述熱環(huán)系統(tǒng)連接；所述太陽能吸收制冷系統(tǒng)與所述熱環(huán)系統(tǒng)耦合連接；在室外溫度高于室內(nèi)溫度時，所述控制系統(tǒng)輸出控制信號給所述太陽能吸收制冷系統(tǒng)及熱環(huán)系統(tǒng)，所述太陽能吸收制冷系統(tǒng)運(yùn)行，所述熱環(huán)系統(tǒng)關(guān)閉；在室外溫度低于室內(nèi)溫度時，所述控制系統(tǒng)輸出控制信號給所述太陽能吸收制冷系統(tǒng)及熱環(huán)系統(tǒng)，所述太陽能吸收制冷系統(tǒng)關(guān)閉，所述熱環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行。所述太陽能吸收制冷系統(tǒng)包括太陽能集熱系統(tǒng)和吸收制冷系統(tǒng)，所述太陽能集熱系統(tǒng)和所述吸收制冷系統(tǒng)通過熱交換器及發(fā)生器耦合連接；所述控制系統(tǒng)包括可編程控制器，室內(nèi)溫度傳感器及室外溫度傳感器，所述室內(nèi)溫度傳感器及室外溫度傳感器分別與可編程控制器連接。所述太陽能集熱系統(tǒng)包括依次首尾連接的太陽能集熱器、循環(huán)水泵及熱交換器；所述吸收制冷系統(tǒng)包括依次首尾連接的冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器、吸收器、溶液泵及發(fā)生器；所述發(fā)生器與所述吸收器相連，其二者之間還安裝有減壓閥；所述熱交換器與所述發(fā)生器耦合連接，所述熱交換器放置于所述發(fā)生器內(nèi)部。所述熱環(huán)系統(tǒng)包括依次通過熱環(huán)連接管首尾相連的冷凝器、蒸發(fā)器及電磁截止閥，所述冷凝器與所述蒸發(fā)器為權(quán)利要求3中所述吸收制冷系統(tǒng)中的冷凝器與蒸發(fā)器，所述吸收制冷系統(tǒng)和熱環(huán)系統(tǒng)共用該冷凝器及該蒸發(fā)器。所述溶液泵、所述循環(huán)水泵及所述電磁截止閥與所述可編程控制器連接。所述冷凝器的安裝位置高于所述蒸發(fā)器的安裝位置。所述太陽能集熱系統(tǒng)的載熱循環(huán)工質(zhì)為水。所述吸收制冷系統(tǒng)的循環(huán)工質(zhì)對為氨和水。所述熱環(huán)系統(tǒng)灌裝的制冷劑為綠色環(huán)保型制冷劑。所述綠色環(huán)保型制冷劑為四氟乙烷。本實用新型通過太陽能吸收制冷系統(tǒng)、熱環(huán)系統(tǒng)之間的切換，分別利用太陽能資源及自然氣候條件實現(xiàn)對基站內(nèi)部環(huán)境溫度的調(diào)節(jié)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、控溫精度高、可靠性好等優(yōu)點。本實用新型除了適用于通信基站外，還適用于機(jī)房、交換中心或房間內(nèi)具有耐高溫能力較弱的其他類似需求場合。
以下結(jié)合附圖
和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。圖I是本實用新型所提供的太陽能制冷耦合熱環(huán)循環(huán)的雙冷源式通信基站空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不意圖；圖2是圖I所示的太陽能制冷耦合熱環(huán)循環(huán)的雙冷源式通信基站空調(diào)系統(tǒng)以“太陽能吸收制冷”模式運(yùn)行時的工作原理示意圖；圖3是圖I所示的太陽能制冷耦合熱環(huán)循環(huán)的雙冷源式通信基站空調(diào)系統(tǒng)以“熱環(huán)”模式運(yùn)行時的工作原理示意圖。圖中標(biāo)號1 :太陽能集熱器，2 :循環(huán)水泵，3 :熱交換器，4 :冷凝器，5 :節(jié)流閥，6 蒸發(fā)器，7 :吸收器，8 :減壓閥，9 :溶液泵，10 :發(fā)生器，11 :熱環(huán)連接管，12 :電磁截止閥，13 可編程控制器(PLC)，14 :室內(nèi)溫度傳感器，15 :室外溫度傳感器。
具體實施方式
本實用新型提供的太陽能制冷耦合熱環(huán)循環(huán)的雙冷源式通信基站空調(diào)系統(tǒng)，主要包括太陽能吸收制冷系統(tǒng)、熱環(huán)系統(tǒng)及控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)分別與太陽能吸收制冷系統(tǒng)和熱環(huán)系統(tǒng)連接。太陽能吸收制冷系統(tǒng)和熱環(huán)系統(tǒng)耦合。太陽能吸收制冷系統(tǒng)用于基站日間室外環(huán)境溫度高于基站室內(nèi)溫度時，通過太陽能吸收制冷方式將基站內(nèi)部的熱量排出基站，從而降低基站室內(nèi)溫度。熱環(huán)系統(tǒng)用于基站室外環(huán)境溫度低于基站室內(nèi)溫度時，利用室外環(huán)境低溫對基站進(jìn)行自然冷卻，保證基站的溫度穩(wěn)定。控制系統(tǒng)用于根據(jù)通信基站內(nèi)外的溫度變化控制太陽能吸收制冷系統(tǒng)和熱環(huán)系統(tǒng)間的切換。圖I示出了本太陽能制冷耦合熱環(huán)循環(huán)的雙冷源式通信基站空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。太陽能吸收制冷系統(tǒng)包括太陽能集熱系統(tǒng)和吸收制冷系統(tǒng)。太陽能集熱系統(tǒng)和吸收制冷系統(tǒng)通過發(fā)生器10及熱交換器3耦合連接。太陽能集熱系統(tǒng)包括依次首尾密封連接的太陽能集熱器I、循環(huán)水泵2及熱交換器3。太陽能集熱系統(tǒng)以水作為載熱循環(huán)工質(zhì)。吸收制冷系統(tǒng)包括依次首尾密封連接的冷凝器4、節(jié)流閥5、蒸發(fā)器6、吸收器7、溶液泵9和發(fā)生器10，發(fā)生器10與吸收器7相連，并在連接管路上安裝減壓閥8。太陽能集熱系統(tǒng)的熱交換器3放置于太陽能吸收制冷系統(tǒng)的發(fā)生器10內(nèi)部，并為吸收制冷系統(tǒng)提供驅(qū)動熱源。吸收制冷系統(tǒng)內(nèi)部充灌“氨-水”工質(zhì)對，并以沸點較低的氨作為制冷劑，以沸點較高的水 作為吸收劑。循環(huán)水泵2和溶液泵9通過信號線與控制系統(tǒng)連接。如圖I和圖3所示，熱環(huán)系統(tǒng)包括冷凝器4和蒸發(fā)器6，冷凝器4和蒸發(fā)器6通過熱環(huán)連接管11密封連接，熱環(huán)連接管11上還安裝有電磁截止閥12。電磁截止閥12通過信號線與控制系統(tǒng)連接。熱環(huán)系統(tǒng)的蒸發(fā)器6及冷凝器4與吸收制冷系統(tǒng)所共用，且冷凝器4在基站室外的安裝位置高于室內(nèi)蒸發(fā)器6的安裝位置。熱環(huán)系統(tǒng)的制冷劑采用對環(huán)境友好的制冷工質(zhì)R134a(四氟乙烷)。如圖I至圖3所示，太陽能制冷耦合熱環(huán)循環(huán)的雙冷源式通信基站空調(diào)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)包括可編程控制器(PLC) 13、室內(nèi)溫度傳感器14、室外溫度傳感器15。室內(nèi)溫度傳感器14、室外溫度傳感器15分別與可編程控制器(PLC) 13的模擬輸入信號端連接。室內(nèi)溫度傳感器14用于檢測基站室內(nèi)環(huán)境溫度；室外溫度傳感器15用于檢測基站外部環(huán)境溫度。循環(huán)水泵2、溶液泵9和電磁截止閥12分別通過信號線與可編程控制器(PLC) 13的數(shù)字輸出信號端連接?？删幊炭刂破?PLC) 13實時采集基站室內(nèi)溫度傳感器14和室外溫度傳感器15的溫度信號，并根據(jù)內(nèi)置程序?qū)崟r控制循環(huán)水泵2、溶液泵9和電磁截止閥12的啟停狀態(tài)。本實用新型工作時，室內(nèi)溫度傳感器14和室外溫度傳感器15實時采集通信基站室內(nèi)外溫度，并將此溫度信號傳送至可編程控制器(PLC) 13，可編程控制器(PLC)13根據(jù)溫度信號判斷確定太陽能制冷耦合熱環(huán)循環(huán)的雙冷源式空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行模式。當(dāng)室外環(huán)境溫度高于通信基站室內(nèi)溫度時，可編程控制器(PLC) 13將太陽能制冷耦合熱環(huán)循環(huán)的雙冷源式通信基站空調(diào)系統(tǒng)調(diào)整至以“太陽能吸收制冷”運(yùn)行模式，此時熱環(huán)系統(tǒng)停止運(yùn)行；當(dāng)通信基站室外環(huán)境溫度低于室內(nèi)溫度時，可編程控制器(PLC) 13將太陽能制冷耦合熱環(huán)循環(huán)的雙冷源式通信基站空調(diào)系統(tǒng)切換至“熱環(huán)”運(yùn)行模式，此時太陽能吸收制冷系統(tǒng)停止運(yùn)行。如圖2所示，當(dāng)白天室外太陽輻照較強(qiáng)、環(huán)境溫度較高時，控制系統(tǒng)的可編程控制器(PLC) 13檢測到通信基站室外環(huán)境溫度高于通信基站室內(nèi)溫度時，控制系統(tǒng)的可編程控制器(PLC) 13向循環(huán)水泵2及溶液泵9輸出“啟動”控制信號，向電磁截止閥12輸出“關(guān)閉”.控制信號，此時，太陽能制冷耦合熱環(huán)循環(huán)的雙冷源式空調(diào)系統(tǒng)采用“太陽能吸收制冷”模式運(yùn)行。當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)以“太陽能吸收制冷”模式運(yùn)行時，太陽能集熱系統(tǒng)的循環(huán)水在循環(huán)水泵2的作用下依次通過太陽能集熱器I和熱交換器3。太陽能集熱器I不斷收集太陽的熱量，熱交換器3不斷加熱發(fā)生器10內(nèi)濃度較高的氨-水溶液，溶液中沸點較低的氨氣(制冷劑)溢出并在壓力作用下由發(fā)生器10進(jìn)入冷凝器4，在冷凝器4釋放熱量后液化，高壓態(tài)的液化氨工質(zhì)經(jīng)節(jié)流閥5的節(jié)流降壓作用后變?yōu)榈蛪簯B(tài)的液態(tài)氨，低壓態(tài)的氨液進(jìn)入蒸發(fā)器6,低壓氨液在蒸發(fā)器6內(nèi)吸收基站內(nèi)部的熱量后氣化為氨氣,氣化后的氨氣進(jìn)入吸收器7。發(fā)生器10內(nèi)的水(吸收劑)經(jīng)減壓閥8進(jìn)入吸收器7，在吸收器7內(nèi)吸收由蒸發(fā)器6排出的氨氣，濃度不斷升高的氨水混合物經(jīng)溶液泵9再次輸送至發(fā)生器10，如此循環(huán)，實現(xiàn)對通信基站的“太陽能吸收制冷”。如圖3所示，當(dāng)夜間室外環(huán)境溫度較低時，控制系統(tǒng)的可編程控制器(PLC) 13檢測到通信基站室外環(huán)境溫度低于通信基站室內(nèi)溫度時，控制系統(tǒng)的可編程控制器(PLC) 13向循環(huán)水泵2及溶液泵9輸出“停止”控制信號，向電磁截止閥12輸出“開啟”控制信號，此時太陽能吸收制冷系統(tǒng)循環(huán)回路處于關(guān)閉狀態(tài)，太陽能制冷耦合熱環(huán)循環(huán)的雙冷源式通信基站空調(diào)系統(tǒng)采用“熱環(huán)”模式運(yùn)行。當(dāng)基站空調(diào)系統(tǒng)以“熱環(huán)”模式運(yùn)行時，冷凝器4內(nèi)的液態(tài)制冷劑在重力的作用下經(jīng)過熱環(huán)連接管11進(jìn)入蒸發(fā)器6，在蒸發(fā)器6中制冷劑吸收基站內(nèi)部熱量后氣化，氣化后的制冷劑通過電磁截止閥12并返回冷凝器4，在冷凝器4內(nèi)釋放熱量后液化，接著進(jìn)入下一次循環(huán)，如此往復(fù)，實現(xiàn)對基站內(nèi)部環(huán)境的自然冷卻降溫。本實用新型不僅可以在太陽能資源比較豐富的時段運(yùn)行，也可以在早晚時段或無太陽光源環(huán)境溫度較低時運(yùn)行，能夠充分利用自然環(huán)境實現(xiàn)對基站溫度調(diào)節(jié)，沒有大功率耗電設(shè)備，降低了機(jī)房內(nèi)部的噪音，并大大降低了基站空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行能耗。本實用新型除了適用于通信基站外，同樣適用于機(jī)房、交換中心或房間內(nèi)具有耐高溫能力較弱的其他類似需求場合。上面對本實用新型所提供的太陽能制冷耦合熱環(huán)循環(huán)的雙冷源式空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的說明。對本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員而言，在不背離本實用新型實質(zhì)精神的前提下對它所做的任何顯而易見的改動，都將構(gòu)成對本實用新型專利權(quán)的侵犯。
權(quán)利要求1.一種太陽能制冷耦合熱環(huán)循環(huán)雙冷源式空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于包括 太陽能吸收制冷系統(tǒng)、熱環(huán)系統(tǒng)及控制系統(tǒng)； 所述控制系統(tǒng)分別與所述太陽能吸收制冷系統(tǒng)、所述熱環(huán)系統(tǒng)連接； 所述太陽能吸收制冷系統(tǒng)與所述熱環(huán)系統(tǒng)耦合連接； 在室外溫度高于室內(nèi)溫度時，所述控制系統(tǒng)輸出控制信號給所述太陽能吸收制冷系統(tǒng)及熱環(huán)系統(tǒng)，所述太陽能吸收制冷系統(tǒng)運(yùn)行，所述熱環(huán)系統(tǒng)關(guān)閉； 在室外溫度低于室內(nèi)溫度時，所述控制系統(tǒng)輸出控制信號給所述太陽能吸收制冷系統(tǒng)及熱環(huán)系統(tǒng)，所述太陽能吸收制冷系統(tǒng)關(guān)閉，所述熱環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行。
2.如權(quán)利要求I所述的太陽能制冷耦合熱環(huán)循環(huán)雙冷源式空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于 所述太陽能吸收制冷系統(tǒng)包括太陽能集熱系統(tǒng)和吸收制冷系統(tǒng)，所述太陽能集熱系統(tǒng)和所述吸收制冷系統(tǒng)通過熱交換器及發(fā)生器耦合連接； 所述控制系統(tǒng)包括可編程控制器、室內(nèi)溫度傳感器及室外溫度傳感器，所述室內(nèi)溫度傳感器及室外溫度傳感器分別與可編程控制器連接。
3.如權(quán)利要求2所述的太陽能制冷耦合熱環(huán)循環(huán)雙冷源式空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于 所述太陽能集熱系統(tǒng)包括依次首尾連接的太陽能集熱器、循環(huán)水泵及熱交換器； 所述吸收制冷系統(tǒng)包括依次首尾連接的冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器、吸收器、溶液泵及發(fā)生器；所述發(fā)生器與所述吸收器相連，其二者之間還安裝有減壓閥； 所述熱交換器與所述發(fā)生器耦合連接，所述熱交換器放置于所述發(fā)生器內(nèi)部。
4.如權(quán)利要求3所述的太陽能制冷耦合熱環(huán)循環(huán)雙冷源式空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于 所述熱環(huán)系統(tǒng)包括依次通過熱環(huán)連接管首尾相連的冷凝器、蒸發(fā)器及電磁截止閥，所述冷凝器與所述蒸發(fā)器為權(quán)利要求3中所述吸收制冷系統(tǒng)中的冷凝器與蒸發(fā)器，所述吸收制冷系統(tǒng)和熱環(huán)系統(tǒng)共用該冷凝器及該蒸發(fā)器。
5.如權(quán)利要求4所述的太陽能制冷耦合熱環(huán)循環(huán)雙冷源式空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于 所述溶液泵、所述循環(huán)水泵及所述電磁截止閥與所述可編程控制器連接。
6.如權(quán)利要求4所述的太陽能制冷耦合熱環(huán)循環(huán)雙冷源式空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于 所述冷凝器的安裝位置高于所述蒸發(fā)器的安裝位置。
7.如權(quán)利要求3所述的太陽能制冷耦合熱環(huán)循環(huán)雙冷源式空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于 所述太陽能集熱系統(tǒng)的載熱循環(huán)工質(zhì)為水。
8.如權(quán)利要求I至7中任意一項所述的太陽能制冷耦合熱環(huán)循環(huán)雙冷源式空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于 所述熱環(huán)系統(tǒng)灌裝的制冷劑為四氟乙烷。
專利摘要本實用新型公開了一種太陽能制冷耦合熱環(huán)循環(huán)的雙冷源式空調(diào)系統(tǒng)，包括太陽能吸收制冷系統(tǒng)、熱環(huán)系統(tǒng)及控制系統(tǒng)；所述控制系統(tǒng)分別與所述太陽能吸收制冷系統(tǒng)及所述熱環(huán)系統(tǒng)連接；所述太陽能吸收制冷系統(tǒng)與所述熱環(huán)系統(tǒng)耦合連接；在室外溫度高于室內(nèi)溫度時，所述控制系統(tǒng)輸出控制信號給所述太陽能吸收制冷系統(tǒng)及所述熱環(huán)系統(tǒng)，太陽能吸收制冷系統(tǒng)運(yùn)行，熱環(huán)系統(tǒng)關(guān)閉；在室外溫度低于室內(nèi)溫度時，控制系統(tǒng)輸出控制信號給所述太陽能吸收制冷系統(tǒng)及熱環(huán)系統(tǒng)，太陽能吸收制冷系統(tǒng)關(guān)閉，熱環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行。本實用新型可以在太陽能資源豐富，環(huán)境晝夜溫差較大地區(qū)使用，具有結(jié)構(gòu)緊湊、控溫精度高、可靠性好等優(yōu)點。
文檔編號F25B25/00GK202675724SQ20122015998
公開日2013年1月16日 申請日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月16日
發(fā)明者尹海蛟 申請人:中興能源(天津)節(jié)能服務(wù)有限公司