CN100510564C - 一种通讯机房专用空调机组的控制装置 - Google Patents

一种通讯机房专用空调机组的控制装置 Download PDF

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CN100510564C CNB2005100002099A CN200510000209A CN100510564C CN 100510564 C CN100510564 C CN 100510564C CN B2005100002099 A CNB2005100002099 A CN B2005100002099A CN 200510000209 A CN200510000209 A CN 200510000209A CN 100510564 C CN100510564 C CN 100510564C
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一种通讯机房专用空调机组的控制装置,包括主控板(HVA-DS-01)、通讯接口板(HVA-DS-02)、内环温度传感器(RT5)、外环温度传感器(RT3),内环温度传感器(RT5)位于空调机组的回风口(16)处,外环温度传感器(RT3)位于空调机组的新风口(11)处;端点(RT5)与内环温度传感器(RT5)相连;端点(RT3)与外环温度传感器(RT3)相连;在主控板(HVA-DS-01)上还具有端点与通讯接口板(HVA-DS-02)连接,在通讯接口板上具有通讯接口(RS-485)。本发明用在增加风阀板的空调设备上,可根据室内外温度变化进行自动制冷、制热、除湿、通风运行;并可通过远程控制系统进行控制,无需专人看护,以节省能源和人力,节约运行成本。

Description

一种通讯机房专用空调机组的控制装置 技术领域s 一
本发明涉及一种空调机的控制装置,特别是一种通讯机房专用空调机组的 控制装置。
背景技术:
在通讯技术中,许多通讯站点是通过电子设备与监视网络相连接进行自动控 制的。对电子设备的环境温度要求较严格,特别是在全年每天24小时不间断的运 行时,由于各种电子设备工作时散发出大量的热量,会使电子设备温度升高,为 了保证电子设备的正常运行,就必须配备空调设备,予以降温;冬季温度低时, 须将环境加热升温;在春、秋时节,则只须通风降温即可。根据四季温度的不同, 保持室内的一定温度,以满足电子设备的温度要求。现有的空调设备一般为冷热 型的,即可以在冬天时制热、在夏天时制冷,而在春秋季节使用时,由于缺乏单 独通风功能,无论使用制冷或制热功能,均较浪费。如果另增加通风装置,则通 风装置占地增加,机组体积过大,需建造空调设备房,也增加了投资。
一种在结构上改进的空调设备,在风循环系统上,增加风阀板装置,可根据 空气温度的变化调节风路,当室外温度高于设定温度需制冷时,可将风阀板关闭, 机组按标准制冷工况运行,使空气只在室内循环;当室外温度低于设定温度时, 风阀板开启,通过引进室外新风达到冷却目的;当室外温度过低、室内需制热升 温时,风阀板又关闭,空气只在室内循环;以节能并满足各种使用要求。
有些通讯站点是无人居住的,要求其空调设备能在无人管理下,在四季的气 候中,按电子设备的温度要求,自动进行升温、降温、通风、除湿运行,以节省 能源和人力,降低运行成本。这就对空调设备的控制装置提出了更高的要求。
本发明内容
本发明的目的是提供一种通讯机房专用空调机组的控制装置,它用在上述增 加风阀板的空调设备上,可根据室内外温度变化进行自动制冷、制热、除湿、通 风运行;并可通过远程控制系统进行控制,无需专人看护,以节省能源和人力,节约运行成本。
衣发明的目的是按如下的技术方案实现的。 l、本发明通讯机房专用空调机组的控制装置包括主控板、通讯接口板、内环 温度传感器、外环温度传感器,所述的内环温度传感器位于空调机组的回风口处,
外环温度传感器位于空调机组的新风口处;
在所述的主控板上具有:
电源端点,分别与电源零线、火线相连;
压缩机端点,经第1交流接触器与零线相连;第1交流接触器的常开触点位 于电源与压缩机的输入线之间;
电加热端点,经串联的第3交流接触器、高温保护器与零线相连;第3交流 接触器的常开触点位于电热器与火线之间;
风岡端点经第2中间继电器与零线相连;第2中间继电器的常开触点位于风 阀执行器的1个引出线与火线之间,风阀执行器的另一端与零线相连。
室外风机端点经室外风机与零线相连;
室内风机端点经第2交流接触器与零线相连,第2交流接触器的常开触点分 别位于电源线与送风机的输入线之间;
内环温度传感器端点与内环温度传感器相连; 外环温度传感器端点与外环温度传感器相连;
在所述的主控板上还具有端点与通讯接口板连接,在通讯接口板上具有通讯
接口 。
2、 还包括内管温度传感器、外管温度传感器和排气温度传感器;内管温度传 感器位于蒸发器处;外管温度传感器位于压缩机的冷凝器处;排气温度传感器位 于压缩机的排气管处;所述的各传感器分别与主控板上的相应端点相连。
3、 还包括风机电源自动切换装置,所述的风机电源自动切换装置包括第1 中间继电器、逆变器、电源切换电路,
所述的第1中间继电器连在火线与零线之间;
电源切换电路包括时间继电器、第3中间继电器、第4交流接触器,电源切 换电路的一端与电源蓄电池的一端A相连,经第1中间继电器的常闭触点引出并 联的3路: 一路为经时间继电器到电源蓄电池的另一端;另一路为经时间继电器
的触点、第3中间继电器、第2交流接触器的常闭触点到蓄电池的另一端;又一
5路为经第3中间继电器的常开触点、第4交流接触器到蓄电池的另 一端;此外, 第3中间继电器的1对常闭触点位于第2交流接触器与零线之间;所述的逆变器 的2输入端各与电源蓄电池的2端相连,逆变器的输出端经第4交流接触器的常 开触点与室内风机的输入端相连。
4、 在所述的主控板上还具有:
连接显示操作界面的各端点,分别与显示操作界面的相应端点连接; 连接变压器的各端点,分别与变压器的相应端点连接。
5、 在所述的主控板上还具有:
功能选择开关,用以设定各种功能。
本发明采用主控板为空调控制装置的核心部分,在主控板上装有CPU,主控板 主要功能是负责用户设定参数,将输入的数据运算,输出指令以控制各元器件的动 作。采用各温度传感器提供信息,将各温度传感器采集的信号如压缩机排气温度、 室外(冷凝)盘管温度、室外环境温度、室内(蒸发)盘管温度、室内环境温度 等输入到主控板,经主控板数据运算后,输出指令,以控制压缩机、室外风机、 电热器、风阀板、室内风机等的动作。输入到主控板的信号还有高低压信号、超 温信号等,以控制电路的安全。通过采用包括中间继电器、逆变器、电源切换电 路的风机电源自动切换装置,以备突然停电时,可利用该切换装置进行室内通风, 以免室内仪器温度升高。
还具有对变压器、显示操作界面的相应连接,使显示操作界面显示室内的温 度;显示操作界面具有人机对话界面,通过选择功能确定设定温度、运行模式等 参数,也可以通过介面查询故障代码,找出故障原因。
在主控板上还具有功能选择开关,以设定各种操作情况,即各压缩机、电热 器、风阀板、送风机、排风机等的动作。
各传感器的作用为:内环温度传感器用以检测室内的房间温度,并把所测的 数据显示在显示器上,并以检测的数据作为控制机组在不同工况下运行的条件之
外环温度传感器用以测量室外环境温度,主要参与控制新风口 ,辅助电加热等 执行机构的动作。
排气温度传感器用以确定压缩机排气温度值,防止压缩机过载。外管温度传感器用以检测室外(冷凝)盘管表面温度,把险测到的数据,作为 控制除霜等动作的判别条件之一。
内管温度传感器M测到的室内(蒸发器)盘管温度数据作为启动防冷风动 作之用。
风阀执行器,用以控制风阀板的开闭,主要作用为引进室外温度低的新风, 以减少能量的消耗.
主控板上具有远程通讯接口等,用于远程控制。 马达专用空气开关,用以防止机组过栽、短路等电气故障。 综上所述,本发明采用主控板来控制通讯机房专用空调机组,特别是在具有 风阀板开闭结构的空调设备上,按室内温度要求自动制冷、制热、通风、除湿运 行,以节省能源;通过远程控制系统,无需专人看护,以节省人力,降低运行成 本。本发明除适用于无人看守的通讯机房专用空调机组外,还适用于各种无人看 守的其他空调设施。
附图说明
图1为通讯机房专用空调机组的结构示意图。
图2、 3为本发明控制装置的电路原理图,其中:
图2为本发明控制装置的电路原理图中的主控板部分的电路图。
图3为本发明控制装置的电路原理图中的其余部分的电路图。
图4为图2中主控板右侧部位的;j文大图。
附图中代号说明
10壳体 ll新风口 12压缩机排气管 13排风口 14冷凝器
15风阅板 16回风口 17送风口 18蒸发器 CM1压缩机
CPU中央处理器 EM室内风机 FA风阀执行器(型号LM230-5 )
FM1室外风机 FU保险丝HP、 LP高低压保护器
HVA-DS-01主控板(型号HAC-F1F-DY) HVA-DS-02通讯接口板
KA1-KA4第1到第4中间继电器 KM1-KM4第1到第4交流接触器
LPD电源逆变器(型号S600-248 ) OP显示搡作界面(型号HOP9022)
QF空气开关 RH电热器 RS485远程通讯接口
RT1排气温度传感器 RT2外管温度传感器
RT3外环温度传感器 RT4内管温度传感器 RT5内环温度传感器SW1 、 SW2功能选择开关 TK超温保护器 TR变压器 实施例
本发明实施例为应用在中国专利申请号为2004100782236的通讯机房专用空 调机组上,如图1为该通讯机房专用空调机组的结构示意图,在空调机组的机壳 10中,装有一般空调机结构中的蒸发器18、冷凝器室14、室内(送风)风机EM、 压缩机CM1、室外(排风)风机FMl,以及加热器RH;风阀板15位于阀板轴 (未示出)上,在阀板轴上装有风阀执行器FA。
机壳IO上具有送风口 17、回风口 16,均与通讯冲几房室内相通连;新风口 11、 排风口 13均与室外大气相通连;用风阀执行器FA来控制风阀板15的动作,使 风阃板回转于开、关工位之间,用于变更气路:
当风阀板15位于工位"关"时,回风口 16经送风机EM与送风口 17相通连, 使空气只在室内循环;
当风阀板15位于工位"开"时,新风口 ll经送风机EM与送风口 17相通连, 使室外冷空气流入室内进行冷却。
如图2、 3构成本发明的电路原理图,图中包括:
1、主控板HVA-DS-01 、通讯接口板HVA-DS-02、内环温度传感器RT5、夕卜 环溫度传感器RT3,所述的内环温度传感器RT5位于空调机组的回风口 16处, 外环温度传感器RT3位于空调机组的新风口 11处;
所述的主控板HVA-DS-01采用市售的型号为HAC-F1F-DY的电子板。在主 控板HVA-DS-Ol中装有CPU,在主控板HVA-DS-01上具有:
电源端点N、 L,分别与电源零线N1、火线L1相连;
压缩机端点0P8,经第1交流接触器KM1与零线Nl相连;第1交流接触器 KM1的常开触点位于电源Ll与压缩机CM1的输入线R之间;
电加热端点0P7,经串联的第3交流接触器KM3、高温保护器FU与零线 Nl相连;第3交流接触器KM3的常开触点位于电热器RH与火线Ll之间;
风阀端点OP5经第2中间继电器KA2与零线Nl相连;第2中间继电器KA2 的常开触点位于风阀执行器FA的1个引出线与火线Ll之间,风阀执行器FA的 另一端与零线N1相连,以控制风阀板15的动作。室外风机端点OP4经室外风机FM1与零线Nl相连;另1端点OP4与Ll相连。
室内风机端点OP1经第2交流接触器KM2与零线Nl相连,第2交流接触 器KM2的2常开触点分別位于电源线Ll、 Nl与送风机EM的2输入线之间;另 1端点0P1与Ll相连。
端点RT5与内环温度传感器RT 5相连;
端点RT3与外环温度传感器RT 3相连;
在所述的主控板HVA-DS-Ol上还具有端点+12V、 B、 A、 GND与通讯接口 板HVA-DS-02上的相应端点连接,在通讯接口板上具有通讯接口 RS-485。
2、 还包括内管温度传感器RT 4、外管温度传感器RT 2和排气温度传感器 RT 1;
内管温度传感器RT 4位于蒸发器18处,检测蒸发器盘管温度,把检测到的 数据作为防冷风功能等;经过除霜后,在RT4温度达到某一设定值后,室内风机 EM才能启动运行。
外管温度传感器RT2位于冷凝器14处,主要检测冷凝器盘管表面温度,把检 测到的数据,作为判断除霜等动作的判别条件之一;
排气温度传感器RT 1位于压缩机的排气管12处,用以确定压缩机排气温度 值,防止压缩机过载。
上述这些传感器分别与主控板HVA-DS-Ol上的相应端点RT4、 RT2、 RT1相连。
3、 还包括风机电源自动切换装置,所述的风机电源自动切换装置包括中间继 电器KA1、逆变器LPD、电源切换电路,
所述的中间继电器KA1连在所述的1条火线Ll与零线N1之间; 所述的电源切换电路包括时间继电器KT、第3中间继电器KA3、第4交流 接触器KM4,电源切换电路的一端与电源蓄电池的一端A相连,经第l中间继 电器KA1的常闭触点引出并联的3路: 一路为经时间继电器KT到电源蓄电池的 一端N;另一路为经时间继电器的KT触点、第3中间继电器KA3、第2交流接 触器KM2的常闭触点到蓄电池的一端N ;又一路为经第3中间继电器KA3的常开触点、第4交流接触器KM4到蓄电池的一端N;此外,第3中间继电器KA3 的1常闭触点位于第2交流接触器KM2与零线N之间;
所述的逆变器LPD的2输入端各与电源蓄电池的2端A、 N相连,逆变器 LPD的2输出端各经第4交流接触器KM4的常开触点与室内风机EM的输入端 相连。
4、 在所述的主控板HVA-DS-Ol上的连接显示操作界面的端点+12V、 A、 B、 GND还分别与显示操作界面OP的相应端点连接;
在所述的主控板HVA-DS-01上还具有连接变压器TR的各端点: CN01处的端点1、 2、 4、 6分别与变压器TR的次级线圈处相连;CN109处 的端点l、 2分别与变压器TR的初级线图处相连。
5、 在所述的主控板HVA-DS-Ol上还具有: 功能选择开关SW1、 SW2
开关SW1为4位拨码开关,其中l档为单冷,包括制冷、除湿、通风。2档 为单冷+电加热,包括制冷、除湿、通风、辅助电加热,制冷系统只能提供冷量, 不能通过改变系统循环提供热量,在室内需要热量时,要通过电加热进行补热。3 档为热泵,包括制冷、制热、除湿、通风、自动。4档为热泵+电加热,包括制冷、 制热、除湿、通风、自动、辅助电加热。
SW2为六位拨码开关,当开关拨到ON位置时,对应的保护功能取消。 此外,还具有2端点Pl与低压保护器LP相连,2端点P2与高压保护器HP 相连,2端点P3与超温保护器TK相连。
在电源线L1、 Nl上装有断路器QF与220V50HZ的市电连接。
6、 当使用时,可用自动模式进行控制:
自动模式的温度判别取决于室内回风口 16处的温度T曰风和设定温度T设。 在通过传感器RT5传回的室内温度数据与设定数据对比判断,确定进入何种运行 模式。例如,设定温度T议为24。C,偏量为2TC。通过显示操作界面0P的面板显 示在显示屏上,则该自动模式的温度判别条件如下表
<table>table see original document page 10</column></row> <table><table>table see original document page 11</column></row> <table>自动模式确定以后,将按照确定的模式执行制冷、除湿或制热工作。
另外,确定风阀板15的开、闭条件:例如按12'C来设定风阀板15的开、闭条件:
① 风阀板15开启。当室外温度(RT3在新风口 11测得的温度)小于或等于 12。C,同时T舰^T设+偏量时,则KA2得电吸合,风阀执行器FA动作,将风阀 板15打开,由室外冷空气经新风口 11进入室内冷却;此时压縮机CM1停止工 作进入节能状态;
② 风阀板15关闭。当室外温度(RT3在新风口 11测得的温度)大于12'C; 或T回风《T设一2'C时,贝IJKA2失电,风阀板15关闭,空气只在室内循环。
6.1制冷
制冷温度控制过程:
室内的主控板根据回风口 16处的传感器RT5检测的温度和设定温度比较,来 命令控制器控制压縮机CM1的开停。在温度设定范围Ta为24'C、偏量为2'C (即 温度设定范围为22-26'C)时,进行工作:
当回风口16处(由RT5传感)的温度T,(例如为27'C) ^a+偏量时,与 室内风机EM对应的压縮机CM1开机制冷(KM1得电吸合),同时室外风机FM1启 动。此时,如室外温度为28'C (大于12'C)时,则风阀板15关闭,空气只在室 内循环,按上述标准制冷工况运行(室外风机FM1同时运行);如室外温度为1(TC (小于12'C)时,则风阀板15开启,空气在室、内外循环,压缩机CM1停机(KM1 失电)(室外风机同样停机以节约能耗)以节能。
6.2、 除湿。当T设-2'C《T回风(例如23'C)《T设+2'C时,为除湿,此时KM1得 电吸合,压缩机CM1运行6分钟;然后KM1失电,压縮机CM1停4分钟,如此循 环间歇运行;且KM2得电吸合,室内风机EM运行,进行间隔除湿。
在通风模式下,KM2得电吸合,只有室内风机EM工作。
6.3、 制热。若回风口 16处温度下降到T鹏(例如为2rC时)<Ts-偏量时, 压縮机CM1停机(KM1失电)。进行制热:此时KM3得电吸合,电热器RH启动;KM2 得电吸合,室内风机EM运行,当室外温度过低,致使室内温度T,降低,例如 降至21'C以下时,则风阀板15关闭,加热的空气只在室内循环。
116.4、其他。
1、 电加热运行规则
1. l电加热运行投入条件。
1) 当室内温度T〈T设定-偏差值(4'C),
2) 室内风机已开启30S以上。 1. 2电加热退出运行条件。
1) 模式转换、故障或关机,
2) T舰》T设定+1'G,
3) 电加热超温保护断开。
2、 当排气温度传感器RTl测得排气温度Tft气〉135'C时,则确定排气温度过高 报警。
3、 外管温度传感器RT2测得外管温度T將〈-5'C时、同时满足时间等条件, 则进行除霜过程。
7、风机EM的电源自动切换 当机组由正常工作状态时,因断电等原因引起的电源突然中断,风机电源自 动切换装置能自动切换至备用电。使室内处于通风状态,不至于在机房室内温度 过快上升。当电源总线失电时,KA1失电,KA1的常闭触点闭合,室内风机EM的 备用电源切换电路进入工作状态,延时器KT延时3分钟后,延时器KT的常开触 点闭合,KA3得电,KA3常闭触点断开(将从端点0P1引出的EM正常供电线路断 开),使KM2失电,KM2的常闭触点闭合,同时KA3常开触点闭合,使KM4得电吸 合,则KM4的常开触点闭合,使逆变器LPD工作,又将室内风机EM启动,此时室 内风机EM由48VDC蓄电池的备用电源供电。

Claims (3)

1、一种通讯机房专用空调机组的控制装置,它包括主控板(HVA-DS-01)、通讯接口板(HVA-DS-02)、内环温度传感器(RT5)、外环温度传感器(RT3),所述的内环温度传感器(RT5)位于空调机组的回风口(16)处,所述的外环温度传感器(RT3)位于空调机组的新风口(11)处;在主控板(HVA-DS-01)上具有:电源端点(N、L),分别与零线(N1)、火线(L1)相连;压缩机端点(OP8),经第1交流接触器(KM1)与零线(N1)相连;所述的第1交流接触器(KM1)的常开触点位于火线(L1)与压缩机(CM1)的输入线(R)之间;电加热端点(OP7),经第3交流接触器(KM3)、高温保护器(FU)与零线(N1)相连;第3交流接触器(KM3)的常开触点位于电热器(RH)与火线(L1)之间;风阀端点(OP5)经第2中间继电器(KA2)与零线(N1)相连;第2中间继电器(KA2)的常开触点位于风阀执行器(FA)的引出线与火线(L1)之间,风阀执行器(FA)的另一端与零线(N1)相连;室外风机端点(OP4)经室外风机(FM1)与零线(N1)相连;室内风机端点(OP1)经第2交流接触器(KM2)与零线(N1)相连,所述的第2交流接触器(KM2)的2对常开触点分别位于所述的火线(L1)、零线(N1)与送风机(EM)的2输入线之间;内环温度传感器端点(RT5)与所述的内环温度传感器(RT5)相连;外环温度传感器端点(RT3)与所述的外环温度传感器(RT3)相连;在所述的主控板(HVA-DS-01)上还具有端点与所述的通讯接口板(HVA-DS-02)连接,在所述的通讯接口板上具有通讯接口(RS-485);其特征是:还包括风机电源自动切换装置,所述的风机电源自动切换装置包括第1中间继电器(KA1)、逆变器(LPD)、电源切换电路,所述的第1中间继电器(KA1)连在所述的火线(L1)与零线(N1)之间;所述的电源切换电路包括时间继电器(KT)、第3中间继电器(KA3)、第4交流接触器(KM4),所述的电源切换电路的一端与电源蓄电池的一端(A)相连,经第1中间继电器(KA1)的常闭触点引出并联的3路:一路为经时间继电器(KT)到电源蓄电池的一端(N);另一路为经时间继电器的(KT)触点、第3中间继电器(KA3)、第2交流接触器(KM2)的常闭触点到蓄电池的一端(N);又一路为经第3中间继电器(KA3)的常开触点、第4交流接触器(KM4)到蓄电池的一端(N);此外,第3中间继电器(KA3)的1常闭触点位于第2交流接触器(KM2)与零线(N1)之间;所述的逆变器(LPD)的2输入端各与电源蓄电池的2端(A、N)相连,逆变器(LPD)的2输出端各经第4交流接触器(KM4)的常开触点与室内风机(EM)相连。
2、 根据权利要求l所迷的通讯机房专用空调机組的控制装置,其特征是:在所述 的主控板(HVA-DS-01 )上还具有:连接显示操作界面的端点(+12V、 A、 B、 GND),分别与显示操作界面(OP) 的相应端点连接;连接变压器(TR)的各端点。
3、 根据权利要求1所述的通讯机房专用空调机组的控制装置,其特征是:在所述 的主控板(HVA-DS-01)上还具有:功能选择开关(SW1)、 (SW2)。
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机房环境节能控制系统的设计与应用. 张晶明,张天开.辽宁工程技术大学学报,第21卷第2002,5期. 2002
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