一體式節能型機房空調機組的製作方法

2023-06-07 16:28:56 1

專利名稱：一體式節能型機房空調機組的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種機房空調機組，用於通信機房或基站的溫度控制，具體是一種 一體式節能型機房空調機組。
技術背景當今社會，能源的短缺已經成為整個社會共同要解決的一個問題，節能減排己經成 為了我國的一項基本國策。近年來，通信產業發展迅速，成為了高科技產業，也變成了 能源消耗巨大的產業。通信產業的能源消耗90%以上是電能的消耗，據不完全統計現在每年幾大通信產業 運營商的總耗電量達到200億度以上，其中通信交換設備以及機房專用空調的耗電量約 佔90% (通信交換設備50%，機房空調40%)。隨著通信建設的發展，移動通信基站數量的 增多(已超過35萬個)，基站耗電總量越來越大，降低空調電能消耗、減少電費的支出， 巳成為移動通信運營商迫切要求解決的問題。機房、基站對潔淨度有嚴格的要求，機房(基站)相對比較密閉，而機房(基站) 的發熱量較大， 一般來說，機房(基站) 一年四季需要製冷。我國大部分地區冬、春、 秋三季及夏季的早晚時段的室外溫度低於基站內要求的溫度，合理的引進室外新風就可 以替代常規的機械(壓縮機)製冷，大大節約電力消耗。此外，大量的基站設在荒山野嶺，處於無人值守狀態。常規的風冷分體空調經常遭 到人為的破壞(被盜)，將傳統的室外風冷冷凝器置於室內可以防止室外機被盜， 一體 式機組可以確保空調機自身的安全，防止空調被損壞後，基站通信設備出現故障。 實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種將室外機部分與 室內機部分一體化並置於室內的機房空調機組，該機組還可以利用室外新風循環製冷， 大大節約電力消耗。本實用新型所述的一體式節能型機房空調機組，包括機殼，在機殼中間設有隔板， 將機殼內部分成上下兩個腔室，在隔板上裝有可開閉的風門，執行器與風門連接執行開 閉動作；在所述上腔室內設有蒸發風機、蒸 器和壓縮機，在機殼頂部設有室內出風口，蒸發風機設在室內出風口下方；蒸發器和與之相連的壓縮機安裝在蒸發風機下方並且兩者 之間用隔板分隔開，機殼側面設有與蒸發器連通的室內進風口，室內進風口、蒸發器、 蒸發風機和室內出風口構成室內風通路；在所述下腔室內設有風冷冷凝器和冷凝風機，下腔室的機殼側面設有室外出風口和 室外進風口，室外進風口、風冷冷凝器、冷凝風機、室外出風口構成室外風通路；控制器分別與壓縮機、蒸發風機、冷凝風機及執行器電連接對它們進行控制。機房室內對空氣的潔淨度有一定的要求，直接引進室外新風往往難以保證機房室內 的潔淨度，為此可以在室內進風口和蒸發器之間設置空氣過濾器。在室外可以設置室外溼度控制器，由於機房對溼度有一定的要求，溼度小了容易產 生靜電，溼度大了容易引起電路板短路，對室外引進的新風必須嚴格的控制，所以可以 用溼度控制器對室外的新風溼度進行檢測。為了減小機殼的體積，需要合理設計各部件在機殼內位置，所以蒸發器和壓縮機可 以並列設置，且蒸發器需要傾斜安裝。基於同樣的目的，隔板也可以傾斜安裝，由室內 進風口處向上傾斜並至蒸發器底部，這種結構即節省空間，同時便於室內進風的流通。本實用新型主要通過以下三個方面來實現1、將風冷冷凝器和冷凝風機移至室內 機。為了節省安裝空間，冷凝器設計成板式結構，風機選用無蝸殼風機；2、增加一個 新風口和一個出風口，在機械製冷模式下，通過新風口的室外新風流經冷凝器，從出風 口排出，用作風冷冷凝器的散熱。在自然冷卻模式下，通過新風口的室外新風，經過空 氣過濾器後，進入需冷卻的機房(或基站)。3、設立新風風門，新風風門主要用來控制 新風的流向。機組的節能是通過在三種不同的製冷模式之間切換來實現。三種不同的製冷模式 分別是機械製冷模式、混合製冷模式、自然冷卻模式。圖1是製冷運行過程的示意圖，當室內外溫度高於設定值和室外環境溫度低於設定值時，新風風門不開啟。當迴風 溫度大於rl+r4/2+r2時，壓縮機運行；當迴風溫度降到rl+r4/2時，壓縮機停止，此時 為機械製冷模式(圖2a)。室內外溫度低於設定值和室外環境溫度高於設定值時，室外 新風還不能完全消除室內熱負荷，機組處於混合製冷模式，壓縮機製冷和新風製冷交替 運行，當迴風溫度大於rl+r4/2+rC時，壓縮機運行，當迴風溫度大於rl+r4/2小於rl+ r4/2+rC時，風門按比例(0 100%)運行。室內外溫度低於設定值和室外環境溫度高 於設定值時，室外新風能完全消除室內熱負荷時，機組壓縮機完全停止工作，新風風門4根據房間溫度與設定溫度的差值，按比例開啟(圖2b)。本實用新型採用一體式設計，省略了室外機部分以及室內機組和室外機組之間的連 接管道費用和安裝費用。此外機組在自由製冷狀態下，壓縮機和冷凝風機處於停機狀態， 這樣一來可以增加其使用壽命和節約維護費用。此外，大量的基站設在荒山野嶺，處於無人值守狀態。常規的風冷分體空調經常遭到人為的破壞(被盜)，將傳統的室外風冷 冷凝器置於室內可以防止室外機被盜， 一體式機組可以確保空調機自身的安全，防止空 調被損壞後，基站通信設備出現故障。是合理的降低機房空調的運行成本，提高空調機 的使用壽命，防止空調機的人為破壞，減少空調機的現場安裝工作量。本實用新型具有自然冷卻功能，在冬、春、秋三季及夏季的早晚時段的室外溫度低 於基站內要求溫度時，啟用自然冷卻功能。下面以一臺3Hp機組的數據來作節能分析。表l:用電量測試數據測試項目新風門關閉新風門啟用房間模擬發熱量kW6.46.4試驗開始電錶讀數kW-h29.8試驗結束電錶讀數kW-h9.812.6時間(12月3日)溫度(°c)時間(12月4日)溫度(°C)8:0012. 18:0011.08:3012.48:3011.29:0012.59:0011.49:3012.79:3011.4室 外 環 境 溫 度10:0012. 710:0011.510:3013.010:3011. 711:0013.211:0012. 111:3013.211:3012.312:0013.212:0012.412:3013.312:3012.713:0013.413:0012. 913:3013.413:3013.314:0013.514:0013.214:3013.514:3012.915:0013.715:0012. 715:3013.915:3012.416:0013.916:0012.4備註1. 模擬機房:5. 2m*5m*4m 2. 儀表設定溫度23°C;死區溫度rC;帶寬2°C節電比較新風門關閉用電量9.8—2=7.8 kW'h 新風門啟用用電量12.6—9.8=2.8 kW* h 節電百分比(7.8—2.8) /7.8*%=64.1%
圖l是製冷運行過程的示意圖，圖中，rl製冷設定溫度，r2製冷偏差值，r3制熱偏差值，r4溫度死區，Cl壓縮機，Rl電加熱器，Dl新風風門。圖2是空調機製冷模式的示意圖，其中a分別為機械製冷模式，b是全新風製冷模式下的機組運行示意圖，。圖3是機組結構示意圖，其中1-冷凝風機，2-風門執行器，3-蒸發器，4-蒸發風機，5-控制器，6-壓縮機，7-空氣過濾器，8-風門，9-冷凝器，10-機殼，11-室外進風口， 12-室外出風口。
具體實施方式
如圖3，本實用新型所述的一體式節能型機房空調機組，主要包括機殼IO，在機殼 IO中間設有隔板，該隔板傾斜安裝，將機殼10內部分成上下兩個腔室，在隔板上裝有 可開閉的風門8，執行器2與風門8連接執行開閉動作；上腔室內設有蒸發風機4、蒸發器3和壓縮機6，在機殼10頂部設有室內出風口， 蒸發風機4設在室內出風口下方；蒸發器3和與之相連的壓縮機6並列安裝在蒸發風機 4下方並且兩者之間用隔板分隔開，且蒸發器3傾斜安裝。機殼10側面設有與蒸發器3 連通的室內進風口，在室內進風口和蒸發器3之間設有空氣過濾器7。室內進風口、蒸 發器3、蒸發風機4和室內出風口構成室內風通路。下腔室內設有風冷冷凝器9和冷凝風機1，下腔室的機殼10側面設有室外出風口 12和室外進風口 11,在室外進風口 11設有室外溼度控制器。室外進風口 11、風冷冷凝 器9、冷凝風機l、室外出風口 12構成室外風通路。控制器分別與壓縮機6、蒸發風機4、冷凝風機1及執行器2電連接對它們進行控 制，此外，冷凝風機1和蒸發風機4為無蝸殼風機。下面就其中關鍵部件作詳細的介紹。1、蒸發、冷凝風機由於該空調機為一體式結構，部件相對較多，因此對部件的結構形式要求很高。因此蒸發、冷凝風機選用無蝸殼後傾風機。無蝸殼後傾風機水平安裝，氣流組織靈活，能 合理的利用安裝空間。2、 風門當室外溫、溼度合適時，空調機才引進室外新風，因此機組內部安裝了一個可以轉 動的新風風門。需要室外新風時，新風風門打開，否則，新風風門處於關閉狀態。3、 風門執行器風門執行器是新風風門的驅動機構，根據控制器發出的信號0 10V動作，旋轉角度 0 90。。4、 室外溼度控制器機房、基站對溼度有一定的要求，溼度小了容易產生靜電，溼度大了容易引起電路 板短路，對室外引進的新風必須嚴格的控制，用溼度控制器對室外的新風溼度進行檢測。5、 控制器機組的控制器選用卡樂公司的精密空調專用控制器w AC。該控制器除了可對壓縮 機、蒸發風機、冷凝器風機等控制外，還增加了對新風風門的控制調節。6、 空氣過濾器機房基站室內對空氣的潔淨度有一定的要求，直接引進室外新風往往難以保證機房 基站室內的潔淨度。為了解決這一難題，機組內設置了兩道過濾一層為尼龍、 一層為化 纖。室外新風經兩道過濾後進入室內，大大提高了室外新風的質量。機組安裝了微壓差 計用來檢測過濾器兩端的阻力，當阻力達到設定值時，機組發出報警信號，此時，應清 洗或更換空氣過濾器。權利要求1、一種一體式節能型機房空調機組，其特徵是它包括機殼(10)，在機殼(10)中間設有隔板，將機殼(10)內部分成上下兩個腔室，在隔板上裝有可開閉的風門(8)，執行器(2)與風門連接執行開閉動作；在所述上腔室內設有蒸發風機(4)、蒸發器(3)和壓縮機(6)，在機殼(10)頂部設有室內出風口，蒸發風機(4)設在室內出風口下方；蒸發器(3)和與之相連的壓縮機(6)安裝在蒸發風機(4)下方並且兩者之間用隔板分隔開，機殼(10)側面設有與蒸發器(3)連通的室內進風口，室內進風口、蒸發器(3)、蒸發風機(4)和室內出風口構成室內風通路；在所述下腔室內設有風冷冷凝器(9)和冷凝風機(1)，下腔室的機殼(10)側面設有室外出風口(12)和室外進風口(11)，室外進風口(11)、風冷冷凝器(9)、冷凝風機(1)、室外出風口(12)構成室外風通路；控制器分別與壓縮機(6)、蒸發風機(4)、冷凝風機(1)及執行器(2)電連接對它們進行控制。
2、 根據權利要求1所述的一體式節能型機房空調機組，其特徵是在室內進風口 和蒸發器(3)之間設有空氣過濾器(7)。
3、 根據權利要求1或2所述的一體式節能型機房空調機組，其特徵是在室外進 風口 (11)設有室外溼度控制器。
4、 根據權利要求1或2所述的一體式節能型機房空調機組，其特徵是所述蒸發 器(3)和壓縮機(6)並列設置，且蒸發器(3)傾斜安裝。
5、 根據權利要求1或2所述的一體式節能型機房空調機組，其特徵是所述隔板 傾斜安裝。
6、 根據權利要求1或2所述的一體式節能型機房空調機組，其特徵是冷凝風機 (1)和蒸發風機(4)為無蝸殼風機。
專利摘要本實用新型公開了一種一體式節能型機房空調，是一種高精度、高可靠性的節能空氣調節機組。本實用新型在機殼中間設有隔板，將機殼內部分成上下兩個腔室，在隔板上裝有可開閉的風門，執行器與風門連接執行開閉動作；上腔室內設有蒸發風機、蒸發器和壓縮機，在機殼頂部設有室內出風口，側面設有室內進風口；在下腔室內設有風冷冷凝器和冷凝風機，下腔室的機殼側面設有室外出風口和室外進風口。本實用新型將室外風冷冷凝器和冷凝風機與壓縮機、蒸發器等集成到一個框架內，其可以實現三種製冷模式機械製冷模式，混合製冷模式和自然冷卻模式。當室外環境溫、溼度合適時，機組就會自動轉換到混合製冷模式或自然冷卻模式下運行，達到節能的目的。
文檔編號F24F3/044GK201377867SQ20092004203
公開日2010年1月6日 申請日期2009年4月2日 優先權日2009年4月2日
發明者劉國勝, 邵沈進, 京 魯 申請人:南京佳力圖空調機電有限公司