一種基于自然循環(huán)的節(jié)能系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種節(jié)能系統(tǒng)，尤其涉及一種基于自然循環(huán)的基站空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前絕大多數(shù)的移動基站均采用無人值守，但這些通信基站里的各種電子設備，是需要在一定的溫度環(huán)境下(基站環(huán)境國家標準GB50174-93規(guī)定長年基站溫度為18°C?28°C )，才能長期正常地運行，為了達到基站標準的環(huán)境溫度，每個通信基站均配備空調(diào)，而這些空調(diào)長年處于開機狀態(tài)；
[0003]2009年我國通信行業(yè)耗電量達到290億度，其中通信基站耗電量已占45%，成為未來節(jié)能降耗首要部分；我國通信網(wǎng)絡目前有上萬臺主交換設備，近百萬個基站，空調(diào)耗電量超過100億度以上，因此如果采取有效得當?shù)拇胧?，基站?jié)能減排潛力巨大，效果將會非常明顯；
[0004]隨著電力成本的增加，通訊網(wǎng)絡的擴大，基站機房電費支出逐漸增大，根據(jù)資料顯示，以某地區(qū)的基站為例，其年度電費支出為2.5萬元之多，基站空調(diào)電費支出所占比例較大；據(jù)統(tǒng)計分析，平均每個基站空調(diào)的電費支出約占整個基站電費支出的54%左右，空調(diào)成為基站機房中的主要耗電設備；
[0005]為了滿足工作環(huán)境的條件，基站內(nèi)通常都需要增加空調(diào)設備，而目前室外、室內(nèi)通常不直接接觸，氣體無法實現(xiàn)直接交換，這樣室內(nèi)的熱量就會增加，為了達到工行環(huán)境的需求，通常需要增加空調(diào)的工作時間，這就大大增加了基站的耗電量，造成基站電費支出過大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型為了彌補現(xiàn)有技術的不足，提供一種結構簡單的節(jié)能系統(tǒng)，該系統(tǒng)能有效地實現(xiàn)室內(nèi)、室外氣體的直接轉換，能有小弟減少空調(diào)的工作時間，大大減少基站的耗電量，節(jié)省基站的電費支出；
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術方案是:
[0008]一種基于自然循環(huán)的節(jié)能系統(tǒng)，包括總體框架、控制系統(tǒng)、蒸發(fā)器、冷凝器及管道；所述控制系統(tǒng)及蒸發(fā)器均設置在總體框架上；所述控制系統(tǒng)分別與蒸發(fā)器及冷凝器電連接；所述冷凝器設置在蒸發(fā)器的外側，并通過管道與蒸發(fā)器連接在一起；所述蒸發(fā)器及冷凝器上均設有風機；
[0009]所述管道包括第一管道及第二管道；所述冷凝器的上端通過第一管道與蒸發(fā)器的上部連接；下端通過第二管道與蒸發(fā)器的上部連接；實現(xiàn)氣體的內(nèi)外交換；
[0010]所述管道為熱管；
[0011]與現(xiàn)有技術相比，采用上述方案，本實用新型的有益效果是:本實用新型利用分離式熱管供冷技術，在不與外界進行直接氣體交換的情況下，把室內(nèi)的熱量傳遞到外界，從而減少空調(diào)的工作時間，那么基站的耗電量將大大減少，基站電費支出也大大降低。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0014]如圖1所示，一種基于自然循環(huán)的節(jié)能系統(tǒng)，包括總體框架1、控制系統(tǒng)2、蒸發(fā)器4、冷凝器9及管道；控制系統(tǒng)2及蒸發(fā)器4均安裝在總體框架I上，其中，控制系統(tǒng)2置于總體框架I的底部；蒸發(fā)器4置于總體框架I的上部；蒸發(fā)器4與控制系統(tǒng)2電連接；控制系統(tǒng)2通過室內(nèi)與室外溫度來自動控制空調(diào)與風機的工作狀態(tài)；無人看管也能很好的保證所有系統(tǒng)的正常工作；保證安全；
[0015]蒸發(fā)器4的頂部及底部均裝有連接管道，分別為第一管道5、第二管道7 ;蒸發(fā)器4的頂部通過第一管道5與冷凝器9的上部相連接；蒸發(fā)器4的底部通過第二管道7與冷凝器9的底部相連接；蒸發(fā)器4上設有風機3 ;風機3主要是用于加快氣體流速使氣體與蒸發(fā)器換熱效率大大提尚;
[0016]蒸發(fā)器4的作用是，當高溫氣體流過蒸發(fā)器時，與蒸發(fā)器表面接觸從而換熱使氣體溫度降低，蒸發(fā)器溫度上升；在蒸發(fā)器內(nèi)部的制冷劑吸收從蒸發(fā)器內(nèi)表面?zhèn)鱽淼臒崃繗饣舭l(fā)器溫度下降；通過這兩個過程使蒸發(fā)器溫度達到平衡，同時把屋內(nèi)熱量傳到屋外；
[0017]冷凝器9設置墻壁6的外側，通過支架固定在墻壁6上；冷凝器9主要是使內(nèi)部制冷劑氣體液化，從而構成循環(huán)；
[0018]冷凝器9上設有風機8 ;風機8主要也是用于加快氣體流速使氣體與蒸發(fā)器換熱效率大大提尚;
[0019]為了避免冷凝器9及其上風機8不被太陽直接暴曬，我們還在冷凝器9及風機8的外側設置了遮陽板10，遮陽板10可以是直板、L型遮陽板或者人字型遮陽板，主要是防止太陽光直曬冷凝器和風機，使其溫度升高從而降低換熱效果；
[0020]所述管道為熱管；即第一管道5、第二管道7 ;且在第一管道5、第二管道7充有一定量的工質(zhì)；
[0021]工作原理:熱管中充有一定量的工質(zhì)，當熱流體掠過蒸發(fā)段時，管內(nèi)工質(zhì)吸收熱量而蒸發(fā)為蒸汽，蒸汽再經(jīng)上升管到達冷凝換熱器，并在冷凝換熱器中放出熱量后凝結成液體，冷凝液在重力作用下匯集于冷凝段的下端，再經(jīng)液體下降管回到蒸發(fā)段，完成工質(zhì)的往復循環(huán)，實現(xiàn)熱量的傳遞；冷凝液的回流驅(qū)動力是液體下降管系統(tǒng)與蒸汽上升管內(nèi)工質(zhì)的密度差，分離式熱管的冷凝段必須高于蒸發(fā)段，液體下降管與蒸汽上升管之間會形成一定的密度差，這個密度差所能提供的壓頭與冷凝段和蒸發(fā)段的高度差密切相關，它用于平衡蒸汽流動和液體流動的壓力損失，維系著系統(tǒng)的正常運行，而不再需要外加動力；
[0022]當環(huán)境溫度高于機房設定環(huán)境溫度時，空調(diào)機組單獨運行為機房提供所需冷量；而當環(huán)境溫度比機房設定環(huán)境溫度低5°C以上時可開啟分離式熱管系統(tǒng)；若單獨開啟分離式熱管系統(tǒng)不能保證發(fā)熱機柜出風溫度處于30°C以下時，控制系統(tǒng)將會自動開啟空調(diào)系統(tǒng)，雙系統(tǒng)起運行為發(fā)熱機柜提供冷量；若分離式熱管系統(tǒng)提供的冷量可以使發(fā)熱機柜出風溫度保持在30°C以下，則單獨運行分離式熱管系統(tǒng)；
[0023]分離式熱管系統(tǒng)的能耗僅僅是2個風機消耗的功率，這樣在春秋過渡季節(jié)季時就可利用分離式熱管系統(tǒng)提供部分或全部冷量，從而減少空調(diào)壓縮機的運行時間，幫助機房調(diào)系統(tǒng)節(jié)約大量的電能，實現(xiàn)節(jié)能的目的；
[0024]傳統(tǒng)機房空調(diào)采用壓縮機制冷方式全年運行，而實際上在冬天或者過渡季節(jié)室外溫度低于室內(nèi)溫度時，完全可以利用室外低溫空氣作為冷源對室內(nèi)供冷，而不需要壓機；熱管換熱器就是一種利用溫差驅(qū)動制冷劑循環(huán)實現(xiàn)熱量傳遞的設備，由于其不需要壓縮機，可憑借制冷劑的蒸發(fā)和冷凝過程傳遞熱量，具有超導熱性和等溫特性；將熱管換熱器應用在只有顯熱傳遞的信息機房中，可以大量減少壓縮式制冷空調(diào)的運行時間；大大減少耗電量；
[0025]本實用新型方案具有以下特點:1、本方案和新風供冷相比室內(nèi)空氣與室外空氣不直接接觸，可以保障基站的空氣品質(zhì)；2、屋頂冷凝機組與室內(nèi)送風機組可靈活布置；在空間可用少的基站也能安裝；3、換熱器內(nèi)部主要靠制冷劑相變傳熱，熱阻小，傳熱效率高。達到更好的節(jié)能效果；4、分離式熱管在自身消耗電能少的情況下減少空調(diào)耗電量，使系統(tǒng)能耗降低；5、在某些基站由于太陽直射等原因造成基站內(nèi)溫度急劇升高時，該設備由于室內(nèi)外溫差加大，會自動迅速提高換熱效率，快速降低室內(nèi)溫度；6、使用本裝置，當室外溫度與室內(nèi)溫度差達到一定值時，可以在空調(diào)不工作的情況下也能保證室內(nèi)溫度不上升；
[0026]在耗電量相等的情況下，如果熱管換熱器的全年制冷量等于空調(diào)機組的全年制冷量，那么這時候所對應的室外空氣溫度即為熱管換熱器最高可利用環(huán)境溫度，一年中溫度低于最高可利用環(huán)境溫度的小時數(shù)，即為熱管換熱器的全年可利用小時數(shù)，本文取EER=3的空調(diào)為參照對象，當空調(diào)系統(tǒng)功率為PW，則其制冷量為3PW，熱管在可利用時間內(nèi)同樣耗電量時應大于等于空調(diào)的制冷量，臨界狀態(tài)即Q =3PW時，同樣耗電量的情況下，空調(diào)(EER=3)的制冷量等于熱管的制冷量，由公式(1)、(2)可推得公式(3)，得到最高可利用環(huán)境溫度t3。
[0027]q =(tl-t2)/(tl-t3)(1)
[0028]Q =Ln ? cp ? p ? (tl_t2)(2)
[0029]t3=tl_3PW/(Ln ? c ? P ? n) (3)
[0030]式中:Q為熱管制冷量；PW為熱管功率；Ln為風量；cp為空氣定壓比熱容，1.01，kj/(kg ? k) ；P為空氣密度，(室溫23 °C，P=l.176)，kg/m3 ;tl、t2為熱管室內(nèi)機進、出口空氣溫度，；
[0031]本實用新型在滿足工作環(huán)境的條件下，使用基站綠色節(jié)能系統(tǒng)；減少空調(diào)壓縮機的運行時間，幫助機房調(diào)系統(tǒng)節(jié)約大量的電能，既能響應國家節(jié)能口號的同時減少費用的支出；
[0032]本實用新型利用分離式熱管供冷技術，在不與外界進行直接氣體交換的情況下，把室內(nèi)的熱量傳遞到外界，從而減少空調(diào)的工作時間，那么基站的耗電量將大大減少，基站電費支出也大大降低；
[0033]本實用新型不局限于上述具體的實施方式，本領域的普通技術人員從上述構思出發(fā)，不經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動，所作出的種種變換，均落在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種基于自然循環(huán)的節(jié)能系統(tǒng)，包括總體框架、控制系統(tǒng)、蒸發(fā)器、冷凝器及管道；所述控制系統(tǒng)及蒸發(fā)器均設置在總體框架上；所述控制系統(tǒng)分別與蒸發(fā)器及冷凝器電連接；所述冷凝器設置在蒸發(fā)器的外側，并通過管道與蒸發(fā)器連接在一起；所述蒸發(fā)器及冷凝器上均設有風機；其特征在于:所述管道包括第一管道及第二管道；所述冷凝器的上端通過第一管道與蒸發(fā)器的上部連接；下端通過第二管道與蒸發(fā)器的上部連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于自然循環(huán)的節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于:管道為熱管。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于自然循環(huán)的節(jié)能系統(tǒng)，包括總體框架、控制系統(tǒng)、蒸發(fā)器、冷凝器及管道；其特征在于：所述控制系統(tǒng)及蒸發(fā)器均設置在總體框架上；所述控制系統(tǒng)分別與蒸發(fā)器及冷凝器電連接；所述冷凝器設置在蒸發(fā)器的外側，并通過管道與蒸發(fā)器連接在一起；所述蒸發(fā)器及冷凝器上均設有風機；本實用新型利用分離式熱管供冷技術，在不與外界進行直接氣體交換的情況下，把室內(nèi)的熱量傳遞到外界，從而減少空調(diào)的工作時間，那么基站的耗電量將大大減少，基站電費支出也大大降低。
【IPC分類】F24F13-30, F24F5-00
【公開號】CN204404407
【申請?zhí)枴緾N201420555449
【發(fā)明人】毛玉芹, 王云暉
【申請人】吉城瑞祥科技(上海)有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2014年9月26日