CN100510564C

CN100510564C - 一种通讯机房专用空调机组的控制装置

Info

Publication number: CN100510564C
Application number: CNB2005100002099A
Authority: CN
Inventors: 梁国贤
Original assignee: YUYAO JIEFENG AIR CONDITIONING EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: ZHEJIANG JIEFENG SCIENCE & TECHNOLOGY INDUSTRIAL CO., LTD.
Priority date: 2005-01-05
Filing date: 2005-01-05
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2025-01-05
Also published as: CN1800737A

Abstract

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：

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。

本发明的目的是按如下的技术方案实现的。

1、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；

风阀端点经第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一。

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，把检测到的数据，作为控制除霜等动作的判别条件之一。

内管温度传感器把检测到的室内(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，用以防止机组过载、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放大图。

附图中代号说明

10 壳体 11 新风口 12 压缩机排气管 13 排风口 14 冷凝器15 风阀板 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 显示操作界面(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 RT29 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FM1，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10上具有送风口17、回风口16，均与通讯机房室内相通连；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，使风阀板回转于开、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11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、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，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-01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OP8，经第1交流接触器KM1与零线N1相连；第1交流接触器KM1的常开触点位于电源L1与压缩机CM1的输入线R之间；

电加热端点OP7，经串联的第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1个引出线与火线L1之间，风阀执行器FA的另一端与零线N1相连，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N1相连；另1端点OP4与L1相连。

室内风机端点OP1经第2交流接触器KM2与零线N1相连，第2交流接触器KM2的2常开触点分别位于电源线L1、N1与送风机EM的2输入线之间；另1端点OP1与L1相连。

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；

在所述的主控板HVA-DS-01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RT4、外管温度传感器RT2和排气温度传感器RT1；

内管温度传感器RT4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RT1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-01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，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-01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1、2分别与变压器TR的初级线圈处相连。

5、在所述的主控板HVA-DS-01上还具有：

功能选择开关SW1、SW2

开关SW1为4位拨码开关，其中1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P1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、N1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_回风和设定温度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_设为24℃，偏量为2℃。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

温度范围	判断模式
温度范围	判断模式	T<sub>回风</sub>≤22℃	制热

22℃<T<sub>回风</sub><26℃	除湿
22℃<T<sub>回风</sub><26℃	除湿	T<sub>回风</sub>≥26℃	制冷

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℃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℃，同时T_回风≥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；此时压缩机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℃；或T_回风≤T_设—2℃时，则KA2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缩机CM1的开停。在温度设定范围T_设为24℃、偏量为2℃(即温度设定范围为22-26℃)时，进行工作：

当回风口16处(由RT5传感)的温度T_回风(例如为27℃)≥T_设+偏量时，与室内风机EM对应的压缩机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℃(大于12℃)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10℃(小于12℃)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℃≤T_回风(例如23℃)≤T_设+2℃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，压缩机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_回风(例如为21℃时)<T_设-偏量时，压缩机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_回风降低，例如降至21℃以下时，则风阀板15关闭，加热的空气只在室内循环。

6.4、其他。

1、电加热运行规则

1.1 电加热运行投入条件。

1)当室内温度T<T_设定-偏差值(4℃)，

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_回风≥T_设定+1℃，

3)电加热超温保护断开。

2、当排气温度传感器RT1测得排气温度T_排气>135℃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_外管<-5℃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

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(RT 3)，所述的内环温度传感器(RT 5)位于空调机组的回风口(16)处，所述的外环温度传感器(RT 3)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：

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)。