CN101854793A - 应用于通讯领域的智能通风节能系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于制冷通风技术领域，具体涉及一种应用于通讯领域的智能通风节能系统。包括防护壳体、空调、继电器、风口、进风除尘装置、智能控制器、温湿度传感器、可燃性气体传感器，所述继电器、进风除尘装置、温湿度传感器、可燃性气体传感器皆与智能控制器相电相连并受智能控制器操控，其特征在于所述的进风除尘装置包括置于气密保护柜内的粉尘盒、引风机和超疏水膜过滤器，该过滤器的几何中心装有一清灰器。本发明的智能节能效率在30％-60％；彻底解决了以往自然冷源通风系统对空气环境质量的要求，可安装在任何苛刻的空气环境下，保障了通讯壳体内精密电讯设备的安全，并能真正达到无人值守，持续恒稳的通风；解决了滤饼层导致通风量急剧下降的历史难题问题。

Description

应用于通讯领域的智能通风节能系统

技术领域

本发明属于制冷通风技术领域，具体涉及一种应用于通讯领域的智能通风节能系统，尤其适用于通讯机柜、基站、机房及数据传输站。

背景技术

随着电信技术的迅猛发展，电力、无线远程通讯基站、IDC机房、有线电视及数据传输设备的通讯壳体内的电子元件的尺寸不断缩小，在单位空间所容纳的电子部件越来越多，致使工作通讯设备所散发的单位面积热量愈来愈大，由于电讯设备工作的持续性其所散发出的热量的稳定性这一特点，要使通讯电子设备得到安全可靠的运行，其散发出的热量必须要有效的吸附或排除。

据统计，随着各通讯服务商用户的不断扩大，企业设备运行耗电已经成为企业增加的重要成本支出。在为数众多的用电成本支出中，空调耗电占通讯单元总用电的40-60％左右，而通信设备用电约为40％左右。

在大部分地区，很多时间段内的自然常温就能满足通信设备正常运行的温度要求，或者仅需一台空调间歇工作就能满足这些通信设备的正常运行的温度要求。基站内温度的升高主要是由于通讯设备的长期运行发热、而非站外环境温度所致。很多无人值守基站一年四季均用空调来保持壳体内温度，这将导致电能的严重浪费，而室外低温却因为室外空气环境质量的不佳而未能合理利用。对于远程终端无人值守基站，为了保证其内部的温度、湿度和空气环境达到相关标准要求，不得不采取空调制冷的方案，因此如何降低空调能耗一直是通讯制冷领域的难题。

现有节能降耗技术中主要存在两种技术：内外导体热交换制冷和自然通风强制换气冷却制冷，其中以自然通风强制换气冷却节能效果最好。

内外导体热交换器冷却：主要包括内循环风机、外循环风机和换热器翅片，换热器芯片上设有出风口和隔板，隔板之间通过机械扣合和胶粘剂的方式连接。工作时，通过轴流风机迫使壳体内部的空气和壳体外部的空气分别形成两个独立且相互逆流的空气循环，从而使热空气和冷空气通过换热器芯体上的导热隔板进行热交换。

该热交换器最大的优点是，内部的空气环境可以保持较稳定的洁净度，该制冷技术对室外的空气质量要求较低。

但由于该制冷装置的导热板是利用内外的温度落差进行热传递来制冷，因此，内外温差值越大其制冷效果越明显，对于温差较小或者接近的温度，其制冷效果很差，所以该系统适合于寒冷气候地带。此外，由于室外空气环境大都是未经过滤处理的空气，随着该设备的使用周期加长，密集、狭小、不能弯折的外循环的导体翅片上会因为气流摩擦产生的静电而吸附一层厚厚的灰尘，这层滤饼层将导致该类型换热制冷器的制冷效果的显著降低，同时，该制冷装置的投资回报率较长。

自然通风换气冷却：将壳体外低于设定温度值的空气通过引风机产生的吸力压入壳体内部并过滤，与壳体内部较高的环境温度强制混合，再通过排风扇将壳体内的高温气体排出室外。通过控制引风机转速来调节风量，提高壳体通风的换气次数，达到降温、控温的目的。

该冷却方式结构简单、投资小、维护方便，引风机耗电功率不及制冷空调耗电的10％，因此采用这种制冷方式，具有很大的节能效果和高回报率。

但是，该系统必须对空气进行过滤处理。在日常的使用中，空气中的可吸入颗粒和粉尘被捕捉到滤网上形成厚厚的滤饼层，这层滤饼层会导致引风机静压的升高其转速会不断攀升以致达到最大转速，变相的提高了功率和成本的上升。当这层滤饼层越来越致密时，其通风系统的换气次数的下降较明显，工作电子设备的温度环境得不到有效保障，所以要经常更换新的滤网或定期的人工维护，何时更换滤网也是一个管理难题。另外，由于过滤网的局限性，该制冷系统仅适合安装在空气粉尘浓度较低的郊区或者山区地区，其适用性同样受环境因素制约。

发明内容

本发明采取强制通风壳体外低温空气去置换壳体内工作电子设备所产生的持续、稳定热量，其目的是：尽可能地减少高能耗制冷空调的运行时间，并延长低能耗通风系统的运行时间，并满足通讯壳体工作环境要求、达到节能减排的目的。

本发明的技术方案为：应用于通讯领域的智能通风节能系统，包括防护壳体、空调、继电器、风口、进风除尘装置、智能控制器、温湿度传感器、可燃性气体传感器，所述继电器、进风除尘装置、温湿度传感器、可燃性气体传感器皆与智能控制器相电相连并受智能控制器操控，其特征在于

所述的进风除尘装置包括置于气密保护柜内的粉尘盒、引风机和超疏水膜过滤器，该过滤器的几何中心装有一清灰器。

所述的超疏水膜过滤器为筒式或侧壁密封板式过滤器。

所述的超疏水膜过滤器由连续褶皱的过滤介质通过粘合剂固定于保护框架内。

所述的过滤介质沿进风面依次为纳米氟化物涂层层、多孔透气薄膜层和支撑层。

所述的过滤介质疏水角不小于150°，平均孔径为0.10um-10um。

所述的多孔透气薄膜层为多孔双向拉伸聚四氟乙烯薄膜，平均孔径0.10um-20um。

所述的支撑层为热塑性树脂长纤热压无纺布。

所述的纳米有机氟化物涂层的化学组成为：有机氟烷烃30-80g/l、纳米粉体0.5-3g/l、偶联剂0.5-2.5g/l、分散剂15-30g/l，上述组分均匀混合配置成纳米有机氟整理剂，经喷涂涂层于多孔透气薄膜层的一面。

所述纳米粉体的粒径为5nm-100nm。

所述纳米粉体为二氧化硅、氧化锌和二氧化钛中的一种或其混合物。

所述的清灰器包括一由驱动电机带动的偏心机构。

所述的清灰器包括一组由驱动电机带动的拨动片。

所述的拨动片外缘包覆一层耐磨胶体。

本发明克服了现有热交换冷却器和自然通风换气冷却器受地域和空气环境影响大的不足，本发明可实现被认为现有相关的通讯领域壳体内部制冷结构、方式所不具有的许多优点、特征和目的。

所述智能控制器能控制空调与风除尘装置及出风保温装置间的关、停切换，通过智能控制器来逻辑判断空调和自然强制通风制冷模式的切换，判断是否将壳体外自然低温空气引入到壳体内进行热交换。

采用强制通风、高换气率方式将壳体内的热能对外排放，通过引入壳体外自然冷源进行降温，控制基站内环境温度，达到减少高能耗制冷空调的工作时间，实现节能降耗。

由于通讯壳体内通讯设备持续的工作，壳体内发热量相对较大且稳定，制冷空调和智能通风节能系统同时关闭的时间较小，可被认为除去制冷空调开启外的时间就是通风节能开启时间。因此，发明本通讯领域智能节能通风系统的目的就是最长时间的采用自然冷源强迫通风制冷，最短时间的使用高能耗制冷空调，经实践表明，本发明的智能节能效率在30％-60％，高于行业要求的20％节能率。

另外本发明彻底解决了以往自然冷源通风系统对空气环境质量的要求，本智能通风节能系统可以安装在任何苛刻的空气环境下，保障了通讯壳体内精密电讯设备的安全，并能真正达到无人值守，持续恒稳的通风，解决了滤饼层导致通风量急剧下降的历史难题问题。

本发明所采用的超疏水过滤介质可被构成任何期望的过滤形式，例如：滤筒、平盘、灌、板、包和袋，在上述过滤器框架的内部，该介质基本上可被打褶、卷曲或置于支撑结构中。本发明的过滤介质可用于任何传统的结构，包括平板过滤器、椭圆形过滤器、筒状过滤器、螺旋盘绕状过滤器结构，且可用于褶状的Z型过滤器、V-bank或其他包括该介质成有用形状或轮廓的几何构造。

附图说明

图1为本发明通风节能系统结构概略性视图

图2为筒式过滤器组件示意图

图3为中心、侧壁密封盘式过滤器组件示意图

图4为迷你型板式过滤器组件示意图

图5为一种褶皱滤纸截面示意图

图6为另一种褶皱滤纸截面示意图

图7为第一种超疏水膜过滤介质剖面结构示意图

图8为第二种超疏水膜过滤介质剖面结构示意图

图9为第三种超疏水膜过滤介质剖面结构示意图

图10为偏心结构振动清灰器示意图

图11为第一种中心旋转弹簧拨动清灰器示意图

图12为第二种中心旋转弹簧拨动清灰器示意图

图13为带齿轮传动装置的弹簧拍打清灰器示意图

图14为制冷空调智能控制器逻辑控制示意图

图15为智能控制器功能逻辑示意图

图16为往复式折叠机工作示意图

图17为滚筒式折叠上胶机工作示意图

图18为喷涂工艺示意图

图19为热复合工艺示意图

图20为过滤器组件测试系统

图21为22天平均温度曲线图

图22为室内外湿度曲线图

图23为室内洁净度衰减曲线图

其中，防护壳体1，空调2，切换继电器3，进风口4，防雨罩5，进风除尘装置8，粉尘盒9，超疏水膜过滤器10，无级引风机11，风机转速反馈器12，清灰器13，压力传感器14，防盗网15，气密保护柜16，智能控制器17，室外温湿度传感器18，室内温湿度传感器19，室内可燃性气体传感器20，排风口21，出风保温装置22，轴流风扇23，透气保温棉24，通讯发热设备25，过滤介质26，框架27，粘合剂28，超疏水纳米层29，聚四氟乙烯微孔膜层30，聚合物压延无纺布支撑层31，电机32，时间继电器33，中心轴34，偏心机构35，拨动片36，耐磨胶体37，喷罐40，聚四氟乙烯放卷41，喷涂器42，烘道43，聚四氟乙烯收卷44，材料放卷45，热轧辊48，复合材料收卷49，风机50，流量喷嘴51，粒子计数器52，被测试过滤器53，发尘器54。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步的描述。

如图1所示本发明的智能通风节能系统结构概略性视图，包括通讯防护壳体1、制冷空调2、切换继电器3、进风口4、防雨罩5、进风除尘装置8、智能控制器17、室外温湿度传感器18、室内温湿度传感器19、室内可燃性气体传感器20、排风口21、出风保温装置22以及通讯发热设备25组成，其中所述切换继电器3、所述进风除尘装置8、所述室外温湿度传感器18、所述室内温湿度传感器19、所述室内可燃性气体传感器20、所述出风保温装置22分别与所述智能控制器17相电连接，其中所述制冷空调2通过所述切换继电器3与所述智能控制器17相电连接；其中所述智能控制器17能控制所述制冷空调2与所述进风除尘装置8和出风保温装置22之间的关、停切换。

本发明通过智能控制器17控制继电器3来逻辑判断制冷空调2和自然通风方式之间的切换，判断是否将壳体1外自然低温空气引入到壳体1内进行强制热交换或者关闭自然冷源，开启空调2制冷，使其最长时间的采用自然冷却方式制冷，最短时间的使用高能耗制冷空调2，其综合节能效率要大于30％。

本发明智能控制器17的控制方法和控制原理逻辑如图16和图17所示，包括以及几个步骤：

(1)通过所述智能通风节能控制器17可预先设定下限温度T_low、上限温度T_high、波动温度T_B(这里暂设为1℃)、湿度上限H_set以及波特率，通风系统中取9600bps。

(2)通过传感器A/D采样获得室内温度T_in、室外温度T_out、室内湿度H_in、室外湿度H_out、市电电压V_s、蓄电池1电压V_x1、蓄电池2电压V_x2以及可燃性气体传感器测得值等等；

(3)通过可燃性气体传感器20测得值判断是否有火险存在，如果存在火险，为了防止火势的扩大和蔓延，需将空调、所述进风装置、所述出风装置均关闭并报警，延时一段时间后返回步骤(2)；如果不存在火险，则进行步骤(4)；

(4)进行电源的选择，如果市电存在，进行步骤(5)；否则，进行步骤(9)；

(5)比较室内温度T_in与上限温度T_high，如果T_in不小于T_high，则进行步骤(6)；否则，关闭空调、关闭引风机，并延时一段时间后返回步骤(2)；

(6)比较室内温度T_in与上限温度T_high+4℃，如果室内温度Tin＞T_high+4℃，需开启空调、关闭引风机，并延时一段时间后返回步骤(2)；否则，进行步骤(7)；

(7)比较室外温度T_out与下限温度T_low，如果室外温度T_out＜T_low，则开启引风机、关闭空调，延时一段时间后返回步骤(2)；否则，进行步骤(8)；

(8)判断室内外温度差T_in-T_out，看室内外温度差T_in-T_out是否大于4℃，如果室内外温度差T_in-T_out大于4℃，开启引风机通自然风降温、关闭空调，并延时一段时间后返回步骤(2)；否则关闭引风机、开启空调，并延时一段时间后返回步骤(2)；

(9)比较室内温度T_in与上限温度T_high，如果T_in＞T_high，则进行步骤(10)；否则，延时一段时间后返回步骤(2)；

(10)进行蓄电池的选择，如果蓄电池1的电压V_x1＞蓄电池2的电压V_x2，则选用蓄电池1作为电源为自然通风中的引风机提供动力，开启引风机，关闭空调，并进步骤(11)；否则则选用蓄电池2作为电源为自然通风中的引风机提供动力，开启引风机，关闭空调，并进行步骤(11)；

(11)室内温度Tin如果上升，则报警，并延时一段时间后返回步骤(2)；如果室内温度T_in下降，则延时一段时间后返回步骤(2)；

对上述的通自然风的引风机降温，下面进行了一些补充：

(a)看是否满足无级引风机运行条件，如果满足条件，则进行步骤(b)；否则，返回步骤(a)；

(b)引风机以较低速度启动，并进行步骤(c)；

(c)通风系统对室内温度T_in进行检测，如果室内温度T_in有下降趋势，保持引风机转速，并进行步骤(d)；否则，增加引风机速度，并进行步骤(f)；

(d)比较室内温度T_in与上限温度T_high+0.5℃，如果室内温度T_in＜T_high+0.5℃，则进行步骤(e)；否则，返回步骤(c)；

(e)比较室内温度T_in与上限温度T_high-0.5℃，如果室内温度T_in＜T_high-0.5℃，则进行引风机减速直至停止；否则，返回步骤(d)；

(f)看引风机是否已经全速运行，已经全速运行，则进行步骤(g)；速度还有成长空间，则返回步骤(c)；

(g)市电存在与否，市电存在，则启动空调，室内温度T_in＜T_high-0.5℃后返回；否则，保持引风机转速，并报警。

本发明所述进风除尘装置8由粉尘盒9、超疏水膜过滤器10、无级引风机11、风机转速反馈器12、清灰器13、压力传感器14、防盗网15以及气密保护柜16组成。与传统自然通风系统不同的是：该进风除尘装置加入了超疏水过滤器10和清灰器13、风机转速反馈器12、压力传感器14。通过压力传感器14和风机转速反馈器12配合来判断滤纸上滤饼层的致密程度。

本发明在进风除尘装置8中安装了粉尘捕集性能高、通气量大、粉尘不易渗透、初始阻力低且持续时间长、表面能接近0的超疏水过滤器10组件，该过滤器组件适合安装于任何严酷环境比如：近海平台、热带、极地、沙漠及极度污染的高浓度含油粉尘地区的通讯壳体的自然通风进风除尘装置中，该过滤器组件由连续打褶的过滤介质26、框架27以及粘合剂28组成。

由于纳米聚四氟乙烯薄膜是由数十亿微细的内部相互牵连的连续原纤组成，这层纳米聚四氟乙烯薄膜超疏水层每平方英寸超过90亿个微孔，平均孔径0.1-20um，些透气微孔比水滴小2万倍，比水蒸汽分子大700倍，具有透气不透水的特性。其微孔也赋予这种纳米聚四氟乙烯薄膜的过滤介质非常高的过滤效率和高通气量。另外由于聚四氟乙烯特有的化学惰性和耐热稳定性，能有效地阻止或拦截含酸碱盐腐蚀颗粒物质进入壳体内部，避免了在通讯设备上造成沉降的可能。因此依托聚四氟乙烯薄膜所制成的过滤器组件对极度恶劣的空气环境的适用性，具有很大的现实使用价值。尽管聚四氟乙烯薄膜具有较低的表面能和惰性，对于非油性或干燥颗粒所形成的滤饼层，其过滤器组件的滤饼层清洗或清洁仍旧需要特定的条件要求，比如：水或者毛刷等等。

另外在实践中我们发现，对于润湿的或含油性滤饼层即使采用水或者毛刷等工具其清洗效果仍旧不甚理想。

本方案通过对聚四氟乙烯透气膜表面进行纳米氟化物处理，使其过滤材料的表面能接近于0，其材料表面变得更加的不黏性。即使面对各种粉尘工况的滤饼层，通过机械的振动或拍打其粉尘剥离变得轻而易举，解决了过滤器在使用中形成的滤饼层导致系统通风量持续下降的历史性难题，通过清灰器周期性清除滤饼层促使过滤器持续稳定的气体高通量工作，具有很重大的意义。

另外，由于超疏水过滤器具有非常高的过滤效率，装有超疏水过滤器组件的通讯壳体室内环境洁净度至少达到十万级，该超疏水过滤器保障了放置在各种空气环境下通讯壳体内的环境品质，降低了传统自然冷源冷却方式采用普通过滤器而导致通讯壳体内设备事故不断的安全隐患。由于超疏水膜过滤介质具有低阻、高效和高通量等过滤特性，促进了低功率轴流或径流引风机在通讯壳体自然冷源制冷系统引风的运用，与制冷空调相比，其功耗仅为制冷空调的10％或者更低，其综合节能率大于30％以上，具有非常显著的社会和经济效益价值。

本方案进风除尘装置10另一个重要组成部件是清灰器13。由于超疏水过滤介质接近于0的表面能和特有的表面过滤机理和特性，过滤器工作时拦截的粉尘只堆积在过滤介质的表面而不渗透到压延支撑层透气缝隙之间，其过滤器只需要机械的振动和拍打就能够将滤饼层轻易的清除，被清除滤饼层的过滤器又恢复到起始阻力和高通量风量运行状态。其清灰器工作原理如下：

当自然冷源通风系统工作一段时间后，会在超疏水膜过滤器10的表面形成一层滤饼层，在引风机的作用下，会在超疏水膜过滤器10处形成静压差，当压力值超过设定安全压力极限值，压力传感器能将模/数信号传输给智能控制器17，智能控制器17控制继电器3启动清灰器13进行清灰，掉下的灰尘落入粉尘盒9中。如果室内外压差与风扇所能形成的压差低于设定警戒压力值，智能控制器17则不予操作，压力传感器继续监控室内外压差。另外智能控制器17根据压力传感器模/数值的大小判断超疏水膜过滤器10粉尘的堆积程度，当模/数值很高时，说明超疏水膜过滤器10粉尘堆积较致密，已经严重影响通气性能，需立即启动清灰器13振动清灰。压力传感器模/数值的大小体现超疏水膜过滤器10表面粉尘堆积的致密程度的大小，也对应与之相当的运行时间档位。

另外，本发明所安装的压力传感器14，配合引风机转速反馈器12可完成智能识别并执行相关清灰功能操作。当滤纸滤饼层较致密时，在引风机11的作用下，会在超疏水过滤器10处形成较大压差，压力传感器能将模/数信号传输给智能控制器，从而进行相应操作。引风机的风量大小会对室内外压差的大小有影响，所以考虑滤纸是否需要清灰时要先检查风扇转速反馈部分反馈回来的信号。如果室内压差明显高于引风机所能形成的压差，则压力传感器需将模/数信号传输给智能控制器，进行相应操作；反之，如果室内压差与风扇所能形成的压差相差不大，则不予操作，继续监控。智能控制器能根据模/数值的大小实时显示滤饼层致密的程度。上述压力传感器还用来测滤纸通透性好时的室内外压力差，适当保持室内正压，可有效防止室外灰尘进入。还能适当控制室内外空气对流，防止室外环境对室内环境的干扰。

本发明所述出风保温装置22和进风除尘装置8与智能控制器17相电连接，由轴流风扇23、透气保温棉24以及安装框架组成。透气保温棉24的作用是当自然冷源通风系统关闭时，在开启制冷空调期间，防止空调冷源与壳体外的空气进行热量交换。

除此之外，本发明还加入了远程控制软件，实时显示室内外温湿度值、室内外压力差、各种设备运行状况并能远程控制。

因此，本发明的通讯智能通风节能系统除了最大化的降低各运营商电耗成本以外，更为重要的是由于壳体内环境质量的显著改善，有效的延长了工作通讯设备和制冷空调的使用寿命。另外由于在进风除尘装置中安装了自动清灰器，因此在超疏水过滤器的表面上不会出现影响系统风量的滤饼层，实现了进风除尘装置长时间处于恒定的低阻力、高空气流量通风状态，免除了对过滤器的维护和更换所带来的管理难题。实现了该系统的智能化。

图7、图8、图9为超疏水纳米聚四氟乙烯膜复合过滤介质26的剖面结构示意图，聚合物压延无纺布支撑层优选PET、PP、ET双组分压延无纺布，其中超疏水聚四氟乙烯膜层与支撑层可以一层或多层采用热压复合或者胶粘剂复合。本实施例均采用等级为95％(32lpm风量，0.3umNaCl颗粒)过滤效率的双向拉伸聚四氟乙烯多孔膜作对比验证试验，通过喷涂烘干固化喷涂工艺将纳米颗粒均匀、牢固的分布在多孔聚四氟乙薄膜的网状纤维的表面或间隙间形成超细均匀的纳米复合膜层，最后将一层或多层纳米复合聚四氟乙烯薄膜膜层与压延支撑无纺布层进行热复合或胶粘剂复合，使得超疏水纳米聚四氟乙烯膜复合过滤介质的机械强度和疏水、疏油性能显著提高。

各种特性值是采用以下方法、标准来测定的。

1.疏水角(℃)采用OCA20德国Dataphysics公司测试仪在室温下进行接触角的测定。

2.平均孔径(um)按照QC/T 794-2007内燃机工业滤纸附录C标准测试。

3.过滤效率由从TSI Incorporated(St.Paul，Minnesota)商业化可得的FractionalEfficiency Filter Tester Mosel 8130决定。输入目标气溶胶颗粒的期望粒径到测试软件中，且设定期望的气流流速，使用32.4LPM的体积计量的气流速率和5.33cm/秒。测试自动连续进行直到过滤纸进行了每种所选粒径的过滤。然后打印含有每种粒径的过滤效率数据和压降的报告。

4.压差由从TSI Incorporated(St.Paul，Minnesota)商业化可得的Fractional EfficiencyFilter Tester Mosel 8130决定。设定期望的气流流速，使用32.4LPM的体积计量的气流速率和5.33cm/秒。阻力以毫米水柱报告，单位mmH₂O。

5.透气度根据DIN 44956-1：1989标准确定材料的透气度。在此方法中，通过将一试验20×20cm的样品放入带有固定夹具内测量空气透气度，该夹具提供直径为16cm(面积为0.02m²)的圆形截面以用于气流测量，调整离心风机的转速，使其所测材料达到ΔP＝200Pa的压差，此时通过流量计(浮球式转子流量计)并记录其所示的度数值。通过公式计算所得到的透气度。其单位是ΔP＝200Pa压差下试样的升/秒/平方。

以下为一些材料的喷涂方案：

喷涂方案一：

选取美国GE BHA公司聚四氟乙烯多孔膜A1，测试其薄膜平均孔径、疏水角、透气性、阻力、过滤效率所得参数数据并填写表1所示.对A1薄膜进行乳液雾化喷涂表面修饰处理，其喷涂路线如图20所示，其纳米悬浮液质量配比：有机氟烷75Wt％、10-100纳米氧化硅2.5Wt％，偶联剂2.5Wt％、分散剂20Wt％的乳液用雾化器均匀喷涂在A1膜的一面后，250℃烘干加固，车速6m/分得到A2材料，薄膜材料经整理后测试其薄膜平均孔径、疏水角、透气性、阻力、过滤效率所得参数数据填写如表1所示。

喷涂方案二

选取日本某公司聚四氟乙烯多孔膜B1，测试参数数据填写在表1所示，喷涂工艺如喷涂方案1一致，得到B2材料，测试参数数据填写在表1所示。

喷涂方案三

选取国产聚四氟乙烯多孔膜层C1，测试参数数据填写在表1所示，喷涂工艺如喷涂方案1一致，得到C2材料，测试参数数据填写在表1所示。

喷涂方案四

选取GEBHA QPR057复合过滤材料D1，测试其复合材料的平均孔径、疏水角、、过滤效率，所得数据如表1所示.对复合材料的聚四氟乙烯膜面进行乳液雾化喷涂表面修饰，其喷涂路线如图20所示，纳米悬着液配比：有机氟烷75Wt％、50-100nm氧化锌2.5Wt％、偶联剂2.5Wt％、分散剂20Wt％用喷枪雾化喷涂对多孔聚四氟乙烯膜进行喷涂，120℃烘干加固，车速2m/分，得到D2材料，材料整理后测试其复合材料平均孔径、疏水角、透气性、阻力、过滤效率数据如表1所示。

喷涂方案五

选取日本某公司聚四氟乙烯多孔膜复合材料E1，测试参数数据填写在表1所示，喷涂工艺如喷涂方案4一致，得到E2材料，测试参数数据填写在表1所示

喷涂方案六

国产聚四氟乙烯多孔膜复合材料F1，测试参数数据填写在表1所示，喷涂工艺如喷涂方案4一致，得到F2材料，测试参数数据填写在表1所示。

以下是一些材料之间的复合方案：

复合方案一

将一层东丽G2260-1S 260g/m² PET无纺布作为支撑层，采用喷涂方案一中的一层A2材料直接热压复合制备得A3，工艺路线如图19所示。材料热压复合后测试其复合材料平均孔径、透气度、疏水角、过滤效率数据如表1所示，其结构如图7所示。

复合方案二

将一层BBA 30g/m2 PET无纺布，一层东丽G2200-1S 200g/m2PET无纺布作为支撑层，与喷涂方案1中的2层A2或一层A2和A1组合材料交替层叠直接热压复合制备得A4，工艺路线如图19所示。材料热压复合后测试其复合材料数据如表1所示，其结构如图8和图9所示。

复合方案三

将一层200g/m²双组分无纺布作为支撑层，与喷涂方案1中的一层A2材料直接热压复合制备得A5，工艺路线如图19所示，其轧辊直径100cm，温度为200℃，压力4公斤力。材料热压复合后测试其复合材料数据如表1，所示其结构如图7所示。

复合方案四

以一层BBA 30g/m2 PET无纺布，一层克重150g/m2双组份无纺布作为支撑层，与方案1中的2层A2材料交替层叠直接热压复合制备得A6，工艺路线如图19所示，其轧辊直径100cm，温度为220℃，压力8公斤力。材料热压复合后测试其复合材料数据如表1所示，其结构如图8和图9所示。

复合方案五

将喷涂方案2中的一层B2材料，参照复合方案1中的无纺布支撑层和热复合工艺，制得B3材料，测试其复合材料的数据如表1所示，其结构如图7所示。

复合方案六

将喷涂方案2中的2层B2或一层B2和一层B1组合，参照复合方案2中的无纺布支撑层和热复合工艺，制得B4材料，测试其复合材料的如表1所示，其结构如图8和图9所示。

复合方案七

将喷涂方案2中的一层B2材料，参照复合方案3中的无纺布支撑层和热复合工艺，制得B5材料，测试其复合材料的数据如表1所示，其结构如图7所示。

复合方案八

将喷涂方案2中的2层B2或一层B2和一层B1组合，参照复合方案4中的无纺布支撑层和热复合工艺，制得B6材料，测试其复合材料的数据如表1所示，其结构如图8和图9所示。

复合方案九

将喷涂方案3中的一层C2材料，参照复合方案1中的无纺布支撑层和热复合工艺，制得C3材料，测试其复合材料的数据如表1所示，其结构如图7所示。

复合方案十

将喷涂方案3中的2层C2或一层C2和一层C1组合，参照复合方案2中的无纺布支撑层和热复合工艺，制得C4材料，测试其复合材料的数据如表1所示，其结构如图8和图9所示。

复合方案十一

将喷涂方案3中的一层C2材料，参照复合方案3中的无纺布支撑层和热复合工艺，制得C5材料，测试其复合材料的数据如表1所示，其结构如图9所示。

复合方案十二

将喷涂方案3中的2层C2或一层C2和一层C1组合，参照复合方案4中的无纺布支撑层和热复合工艺，制得C6材料，测试其复合材料的数据如表1所示，其结构如图10和图11所示。

以下为部分本技术方案适用的过滤器制作方案：

图2为筒式超疏水过滤器示意图，图3为中心、侧壁密封盘式超疏水过滤器示意图，图4为迷你型板式过滤器示意图。

对以上实例的各种工艺和比较例得到的过滤器组件，图2所示过滤器组件中心位置适合安装图10或图11结构的清灰器装置，图3所示过滤器组件中心位置适合安装图12结构的清灰器装置，图4所示过滤器组件中心位置适合安装图12结构的清灰器装置。过滤器组件进风面通过人工层均匀加载标准模拟大气粉尘，然后采用清灰器机械振动或拍打过滤器组件出风面，其目的是用来清除滤纸上的滤饼层。通过高精度压差仪测试过滤器内外运行压差值来判断模拟粉尘是否被粘附在过滤器滤纸表面，而没有被清灰器清除。

测试条件及仪器：

测试风量：500m³/h±0.5％，

测试粉尘：ASHARE 52.2 dust fine A1标准粉尘，

空气条件：95RH％空气湿度，

压力传感器：KIMO CPA303

测试设备：自制过滤器测试系统，

粉尘加载要求：每次循环载尘量为100g，载尘速度0.5g/秒，3分钟清灰器运行时间。

测试内容：鉴于篇幅限制，我们选取上述A3、B3和D2材料所制的如图3所示结构的过滤器组件及其与如图11所示的的清灰结构，以及对比实例中的D1\E1\F1这3种材料所制的如图3所示结构的过滤器组件及其与如图11所示的的清灰结构，测试其过滤器组件在额定风量下进行循环加载粉尘在循环清除粉尘前后压差变化，并填写如表2所示。

从上述结果可以看出，与比较例中的过滤器组件相比，经过超疏水处理过的组件经循环加载粉尘和循环清除粉尘后，过滤器组件运行的阻力基本维持不变，而没有经过超疏水处理过的各种材质在循环加载粉尘和循环清除粉尘后其阻力明显升高的趋势。

图12为偏心结构振动清灰器示意图，33为继电器，32为直流或交流高速电机，35为偏心机构，其功能如下列所述：清灰器13安装在超疏水过滤器中心轴34或中心位置上，偏心机构与驱动电机的转动轴套连，通过螺母固定，完成上述安装后，驱动电机与偏心机构形成一个整体，驱动电机能带动偏心机构工作。继电器作为开关来控制驱动电机的工作。上述继电器的动作由智能控制器来控制。

清灰器的清灰周期可由智能控制器进行设置。当到清灰时间时，智能控制器控制继电器动作，进而带动驱动电机工作。驱动电机带动偏心机构的离心式旋转，驱动电机转速1400rpm左右，偏心机构旋转过程中会形成振荡，驱动电机转速越快，振荡越大，驱动电机采用直流电机。上述振动清灰方式可让过滤器表面堆积的灰尘变得更松散，容易脱落，而且清灰器体积小，对褶式的过滤器清灰效果也不错。

图11、图12为中心旋转弹簧拨动清灰器示意图，32为直流或者交流减速电机，34为中心旋转轴，36为不锈弹簧钢拨动片，厚度0.2-1mm，37为耐磨胶体，耐磨胶体材质为PVC、LDPE、橡胶或PP中的一种，硬度40-95°(share A)。

该种清灰器安装在超疏水过滤器组件中心轴或几何位置上上，中心旋转轴34与驱动电机32的轴套连接。驱动电机32驱动中心旋转轴34带动不锈弹簧钢片36和耐磨胶体37持续拍打过滤器组件的出风面褶皱，通过振动来清除滤饼层。

图13为链轮或齿轮驱动弹簧拨动清灰器示意图，该清灰器安装在超疏水过滤器中心轴或中心位置上。

智能通风节能系统的节能效率在区域温度区间的累计时间按照分区进行排序，大致符合以下规律：温暖地区＞寒冷地区＞夏热冬冷地区＞严寒地区＞夏热冬暖地区，这是根据空调制冷时间与自然风冷时间的比较得出的结果。

下面以浙江嘉兴某基站安装有智能节能通风系统为实例，智能通风节能系统参数如表3所示，对基站内部温度、洁净度、节电率和室外温度的综合测试评估。

通过安装智能节能系统后，环境对比分析室内外温度变化曲线如图21所示，室内外湿度对比曲线如图22所示，室内洁净度衰减曲线图如图23所示，其中以0.5um的粉尘颗粒数作为监测对象。通过以上实测数据可以得出，智能节能通风系统能够有效的去除空气中的含酸碱盐颗粒物及水气，达到至少10万级以上的洁净环境，极大的保护机房设备安全运行，降低机房粉尘浓度值，保持机房湿度稳定，延长通讯设备使用寿命。

表4为节能效益分析表，从表中可以看出使用本发明节能系统，直接节能率达56％，综合节能率可达33％。

综上所述，本发明智能节能通风系统充分利用通讯壳体内外的温差形成强制热交换，依靠高空气流通，有效的将通讯壳体内的热量迅速向外扩散和迁移，实现室内散热，从而大幅度降低电能消耗和运营成本。

与此同时，由于采用超疏水高效过滤器组件，免维护，长寿命，适合任何极限通风、除尘条件，保证了通讯壳体在任何极端的空气条件下的使用，达到既节能又安全的双重意义，具有很大的社会和经济价值。

表1

表2

组合结构方式	A3-图4-图11	B3-图4-图11	C3-图4-图11	D1-图4-图11	E1-图4-图11	F1-图4-图11
							初期压力Pa	152	145	135	150	150	130

重复次数	负荷后(Pa)	清灰后(Pa)	负荷后(Pa)	清灰后(Pa)	负荷后(Pa)	清灰后(Pa)	负荷后(Pa)	清灰后(Pa)	负荷后(Pa)	清灰后(Pa)	负荷后(Pa)	清灰后(Pa)
													1	280	152	270	145	250	135	285	150	300	150	253	130
2	290	155	275	147	250	135	295	155	300	160	271	147
													3	290	156	275	145	250	135	310	165	315	165	293	156
4	285	155	280	150	250	135	320	170	325	175	314	172
													5	290	160	275	145	260	138	330	180	330	185	331	187
6	290	155	280	150	270	138	340	195	340	190	363	202
													7	285	165	285	145	275	135	345	200	340	200	384	209
8	285	157	280	150	285	140	345	200	350	205	405	221
													9	295	160	275	155	290	145	365	205	360	210	421	232
10	285	162	295	152	295	145	370	210	380	215	453	243

注：测试风量：180m3/h，测试粉尘：ASHARE 52.2 dust fine A1标准粉尘，过滤器有效面积：1m²

表3

项目	指标	备注
			物理尺寸大小	W：550*450D*1000H
电气指标	48VDC*2，220VAC，
			额定风量	0-3000M3/H
消耗功率	15W-230W
			能效比	≤70％	室外温度20以下实测
使用环境室内温度室外温度相对湿度	0℃-+45℃-35-45℃，90％
			密封性	IP65，防小动物，防水，防树叶	可直接淋水
智能控制	温度显示精度：±0.1度 控制精度：±1度 湿度显示精度：±1RH控制精度：±5RH通信接口：RS232/RS485
			风机数据	智能控制范围0-170W风量小于3000M3/h正常连续工作时间：≥50000小时
传感器	温度，湿度，压强，烟雾
			过滤系统	ISO 7级(万级)。0.5um灰尘≤325粒/L，5um以上3粒/L	测试标准条件：ISO14644-1
噪音
			室内室外	室内≤70dB室外≤50dB

表4

Claims (13)

1.应用于通讯领域的智能通风节能系统，包括防护壳体、空调、继电器、风口、进风除尘装置、智能控制器、温湿度传感器、可燃性气体传感器，所述继电器、进风除尘装置、温湿度传感器、可燃性气体传感器皆与智能控制器相电相连并受智能控制器操控，

其特征在于

所述的进风除尘装置包括置于气密保护柜内的粉尘盒、引风机和超疏水膜过滤器，该过滤器的几何中心装有一清灰器。

2.根据权利要求1所述的智能通风节能系统，其特征在于所述的超疏水膜过滤器为筒式或侧壁密封板式或迷你板框式过滤器。

3.根据权利要求1所述的智能通风节能系统，其特征在于所述的超疏水膜过滤器由连续褶皱的过滤介质通过粘合剂固定于保护框架内。

4.根据权利要求3所述的智能通风节能系统，其特征在于所述的过滤介质沿进风面依次为纳米氟化物涂层层、多孔透气薄膜层和支撑层。

5.根据权利要求3所述的智能通风节能系统，其特征在于所述的过滤介质疏水角不小于150°，平均孔径为0.10um-10um。

6.根据权利要求4所述的智能通风节能系统，其特征在于所述的多孔透气薄膜层为多孔双向拉伸聚四氟乙烯薄膜，平均孔径为0.10um-20um。

7.根据权利要求4所述的智能通风节能系统，其特征在于所述的支撑层为热塑性树脂长纤热压无纺布。

8.根据权利要求4所述的智能通风节能系统，其特征在于所述的纳米有机氟化物涂层的化学组成为：有机氟烷烃30-80g/l、纳米粉体0.5-3g/l、偶联剂0.5-2.5g/l、分散剂15-30g/l，上述组分均匀混合配置成纳米有机氟整理剂，经后整理涂层于多孔透气薄膜层的一面。

9.根据权利要求8所述的智能通风节能系统，其特征在于所述纳米粉体的粒径为5nm-100nm。

10.根据权利要求8所述的智能通风节能系统，其特征在于所述纳米粉体为二氧化硅、氧化锌和二氧化钛中的一种或其混合物。

11.根据权利要求1所述的智能通风节能系统，其特征在于所述的清灰器包括一由驱动电机带动的偏心机构。

12.根据权利要求1所述的智能通风节能系统，其特征在于所述的清灰器包括一组由驱动电机带动的拨动片。

13.根据权利要求12所述的智能通风节能系统，其特征在于所述的拨动片外缘包覆一层耐磨胶体。

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