CN101818975B - 机房空调 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机房空调，包括依次电连接形成回路的压缩机(1)、冷凝器(2)、膨胀阀(4)和蒸发器(5)，还包括测量所述压缩机(1)的吸气压力的压力传感器(8)、测量所述压缩机(1)排气温度的第一温度传感器(9)以及与所述压力传感器(8)、第一温度传感器(9)两个传感器和所述膨胀阀(4)连接以采集相应的所述吸气压力和排气温度两个信号并控制所述膨胀阀(4)的控制系统，在除湿状态下所述控制系统在当所述排气温度小于或等于预设温度值时控制所述膨胀阀(4)朝关闭方向运行直至所测得的所述吸气压力不大于预设压力值才停止。实际上最终的吸气压力是大于等于预设压力值的。

Description

机房空调

技术领域

本发明涉及机房空调，更具体地说，涉及一种能够快速除湿的机房空调。

背景技术

机房空调目前常用的除湿方式有三种。其中，第一种方式是直接运行制冷模式实现除湿；这种方式在除湿的同时，会产生很大的制冷量，为了维持机房温度在一定范围内，经常需要同时开启电加热来补偿温度的降低，不仅能耗非常大，而且除湿时间也比较长。

第二种方式是通过减小蒸发器的面积来实现除湿；通过减小蒸发器面积，使蒸发温度降低，在增加了除湿量的同时制冷量也比第一种方式有所降低，因此可以耗费较少的电加热能耗，但该方式需要对蒸发器的减小面积进行准确计算才能避免在低温工况时蒸发器结冰以及达到提高除湿量的目的，而不同的机房情况其需要除湿的状况是不一样的，不可能实现每次均进行计算再调节蒸发器面积。

第三种方式是通过减小蒸发器的风量来实现除湿；通过降低蒸发器的风量也基本上可以实现第二种方式的效果，但是在一些中大型的计算机机房，由于风量降低导致气流的分布不均，会造成局部热点。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能耗低、无需减小蒸发器面积、气流均匀即可实现快速除湿的机房空调。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种机房空调，包括依次通过管道连接形成回路的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，还包括测量所述压缩机的吸气压力的压力传感器、测量所述压缩机排气温度的第一温度传感器以及与所述压力传感器、第一温度传感器两个传感器和所述膨胀阀连接以采集相应的所述吸气压力和排气温度两个信号并控制所述膨胀阀的控制系统，在除湿状态下所述控制系统在当所述排气温度小于或等于预设温度值时控制所述膨胀阀朝关闭方向运行直至所测得的所述吸气压力不大于预设压力值才停止。

在本发明所述的机房空调中，所述机房空调还包括分别为所述冷凝器和蒸发器吹风的室外风机和室内风机。

在本发明所述的机房空调中，所述膨胀阀为电子膨胀阀。

在本发明所述的机房空调中，所述预设温度值为所述压缩机在正常运行时其出口处的正常排气温度。

在本发明所述的机房空调中，所述预设温度值的范围为50～135℃。

在本发明所述的机房空调中，所述预设压力值为所述机房空调所采用的制冷剂在低于零度的一温度时对应的饱和压力值。

在本发明所述的机房空调中，所述预设压力值为所述机房空调所采用的制冷剂在-1～-3℃范围内的任一温度时所对应的饱和压力值。

在本发明所述的机房空调中，所述机房空调还包括测量所述压缩机的吸气温度的第二传感器，所述控制系统与所述第二传感器相连并采集所述吸气温度的信号。

在本发明所述的机房空调中，所述机房空调在制冷模式时所述控制系统检测所述吸气压力和吸气温度并根据所述吸气压力和吸气温度计算过热度。

在本发明所述的机房空调中，所述控制系统有预设过热度值，所述控制系统在所述过热度小于所述预设过热度值时控制所述膨胀阀朝关闭方向运行，在所述过热度大于所述预设过热度值时控制所述膨胀阀朝开启方向运行。

实施本发明的机房空调，具有以下有益效果：通过控制系统根据第二温度传感器、压力传感器和第一温度传感器所检测到的相应数据而对膨胀阀进行控制，即避免了现有技术的需要加热器抵消增加的制冷量、减小蒸发器面积以及机房内气流不均造成局部热点等诸多问题，而可以实现实时检测、精确控制，在除湿的同时更有效防止压缩机过热，使机房保持合适的湿度和温度。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明机房空调的优选实施例的结构简示图。

具体实施方式

在图1示出的优选实施例中，本发明的机房空调包括压缩机1、冷凝器2、室外风机3、膨胀阀4、蒸发器5、室内风机6、第二温度传感器7、压力传感器8、第一温度传感器9和控制系统(未示出)。

如图所示，压缩机1、冷凝器2、膨胀阀4和蒸发器5四者之间通过管道依次连接并首尾相接形成一个管道回路，在管道中流通有制冷剂。室外风机3和室内风机6分别安装在冷凝器2和蒸发器5旁边，用于分别给冷凝器2和蒸发器5吹风以提高空气流通速率，提高冷凝和蒸发效率。

第二温度传感器7和压力传感器8安装在蒸发器5和压缩机1之间的管道上，且压力传感器8安装在温度传感器7之后从而更靠近压缩机1。第一温度传感器9安装在压缩机1与冷凝器2之间的线路上并靠近压缩机1。第二温度传感器7、压力传感器8、第一温度传感器9以及膨胀阀4均与控制系统相连。

其中，第二温度传感器7用于采集压缩机1的吸气温度信号，压力传感器8用于采集压缩机1的吸气压力信号，第一温度传感器9则用于采集压缩机1的排气温度信号。此吸气温度信号、吸气压力信号和排气温度信号均输送到控制系统中被控制系统采集和处理，从前述的三个信号中分别获得对应的压缩机1的吸气温度、吸气压力和压缩机1的排气温度这三个对应的值。

控制系统根据吸气温度和吸气压力计算出蒸发器的过热度。过热度为吸气温度与制冷剂在吸气压力时所对应的饱和温度二者的差值。如果过热度太低，表明制冷系统可能已经有液体返回压缩机，会造成压缩机液击、烧毁等故障，运行不可靠。控制系统预存储有一个预设过热度值，所述预设过热度值是通过经验和相关公式获得的，处于此预设过热度值状态的空调将处于一个较佳的安全运行状态。

本发明的机房空调处于制冷模式时，控制系统根据实时检测到的吸气压力和吸气温度计算出蒸发器此时的过热度，将此过热度与预设过热度值比较，当过热度小于预设过热度时，控制系统控制膨胀阀4朝关闭方向运行，减少制冷剂的单位流量；当过热度大于预设过热度时，则控制膨胀阀4朝开启方向运行；当二者相等时，实际过热度和预设过热度平衡，则膨胀阀4保持当前开度。

当机房内需要除湿时，将机房空调调节到除湿状态，则控制系统通过第二温度传感器、压力传感器和第一温度传感器同时采集压缩机的吸气温度、吸气压力和压缩机的排气温度。控制系统储存有预设温度值和预设压力值，所述预设温度值设为A，它是正常运行状态下压缩机1排气口处的正常排气温度，它受制冷剂充注量、环境温度、膨胀阀开度和风量等因素影响，通常其范围为50℃≤A≤135℃。所述预设压力值设为B，它是指制冷剂在温度不高于零度的某温度时的饱和压力值，优选地，取制冷剂在-1～-3℃范围内的温度下时所对应的饱和压力值。预设压力值的大小取决于所选用的制冷剂的类型。

在除湿状态时，控制系统比较第一温度传感器所测得的排气温度与预设温度值A的大小，当排气温度≤A时，控制系统控制膨胀阀朝关闭方向运行，而排气温度＞A时膨胀阀保持当前的开度不动作；如果膨胀阀需要朝关闭方向运行，则同时控制系统比较此时的吸气压力与预设压力值二者的大小，当吸气压力＞B时，膨胀阀继续朝关闭方向运行，当吸气压力≤B时控制系统则控制膨胀阀停止运动使膨胀阀保持当前的开度。

采用这种控制系统在不同条件下控制膨胀阀进行不同的动作，当检测到压缩机1的排气温度小于预设温度值，控制膨胀阀4朝关闭方向进行，从而减小制冷剂的流通量，降低蒸发器的温度，蒸发器中会有更多的冷量用来使通过蒸发器的空气中的水蒸气凝结，从而达到除湿的目的；而在控制膨胀阀4朝关闭方向运行的调整过程中，同时对压缩机1的吸气压力进行限制，一旦吸气压力降低到预设压力值、制冷剂已经低于使通过蒸发器的空气中水蒸气结冰的温度，则立刻停止膨胀阀4的继续关闭，以防止蒸发器结冰。

采用本发明的机房空调来进行除湿，由于并未改变室内风机的转速和风向，对机房的气流组织没有影响，因此不会引起局部热点；而当压缩机的排气温度过低时即进行调节，可以有效防止压缩机过热，增强压缩机的工作可靠性；调节的过程即伴随着吸气压力降低制冷量减小，从而省掉了再加热的必要，降低了加热器的能耗；而膨胀阀关闭到一定程度后即不再关闭保持一定的开度，有效避免温度的持续降低，从而可防止蒸发器结冰和结霜；而采用控制系统根据第二温度传感器、压力传感器和第一温度传感器所测得的数据来控制膨胀阀，可以自动适应各种工况的快速除湿需求，尤其是本发明的膨胀阀优选采用电子膨胀阀，其具有反应速度快、控制精确等诸多特点，相较传统的电气膨胀阀，更适用于本发明的控制系统。

Claims (10)

1.一种机房空调，包括依次通过管道连接形成回路的压缩机(1)、冷凝器(2)、膨胀阀(4)和蒸发器(5)，其特征在于，还包括测量所述压缩机(1)的吸气压力的压力传感器(8)、测量所述压缩机(1)的排气温度的第一温度传感器(9)以及与所述压力传感器(8)、第一温度传感器(9)两个传感器和所述膨胀阀(4)连接以采集相应的所述吸气压力和排气温度两个信号并控制所述膨胀阀(4)的控制系统，所述控制系统在当所述排气温度小于或等于预设温度值时，控制所述膨胀阀(4)朝关闭方向运行直至所测得的所述吸气压力不大于预设压力值时停止。

2.根据权利要求1所述的机房空调，其特征在于，所述机房空调还包括分别为所述冷凝器(2)和蒸发器(5)吹风的室外风机(3)和室内风机(6)。

3.根据权利要求1所述的机房空调，其特征在于，所述膨胀阀(4)为电子膨胀阀。

4.根据权利要求1所述的机房空调，其特征在于，所述预设温度值为所述压缩机(1)在正常运行时其出口处的正常排气温度。

5.根据权利要求4所述的机房空调，其特征在于，所述预设温度值的范围为50～135℃。

6.根据权利要求1所述的机房空调，其特征在于，所述预设压力值为所述机房空调所采用的制冷剂在低于零度的一温度时对应的饱和压力值。

7.根据权利要求6所述的机房空调，其特征在于，所述预设压力值为所述机房空调所采用的制冷剂在-1～-3℃范围内的任一温度时所对应的饱和压力值。

8.根据权利要求1-7任一项所述的机房空调，其特征在于，所述机房空调还包括测量所述压缩机(1)的吸气温度的第二传感器(7)，所述控制系统与所述第二传感器(7)相连并采集所述吸气温度的信号。

9.根据权利要求8所述的机房空调，其特征在于，所述机房空调在制冷模式时，所述控制系统检测所述吸气压力和吸气温度并根据所述吸气压力和吸气温度计算过热度。

10.根据权利要求9所述的机房空调，其特征在于，所述控制系统设有预设过热度值，所述控制系统在所述过热度小于所述预设过热度值时控制所述膨胀阀(4)朝关闭方向运行，在所述过热度大于所述预设过热度值时控制所述膨胀阀(4)朝开启方向运行。