CN102362124A - 直接的自然冷却 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于温度调节的混合箱(20)，包括一基体(1)，能引导至少一个空气流通过所述基体，并且在所述基体中设置至少一个过滤装置(2、3)，能引导空气流通过所述过滤装置，其中通过包括至少一个活门的活门装置实现空气流的导向，为了在少的能量消耗的同时实现良好的温度调节，这样构成和改进所述活门装置，即，活门装置包括至少三个活门(4、5、6)，这些活门能根据一个参数、特别是根据一个环境参数控制。本发明还涉及一种用于温度调节的装置和一种用于运行所述装置的方法。

Description

直接的自然冷却
技术领域
本发明涉及一种用于温度调节的混合箱，包括一基体，能引导至少一个空气流通过所述基体，并且在所述基体中设置至少一个过滤装置，能引导空气流通过所述过滤装置，其中通过具有至少一个活门的活门装置实现空气流的导向。本发明还涉及一种用于温度调节的装置和一种用于运行所述装置的方法。
背景技术
用于温度调节的混合箱是由现有技术已知的。此外用于温度调节的装置由现有技术已知用于不同的应用。这种装置的一个应用可能性是对单个房间或整个建筑的空气调节。特别是为了对计算中心进行空气调节需要用于温度调节的装置，因为由于计算机装置、例如服务器装置的运行会出现很大的发热。必须从放置服务器装置的房间中必要时排走由服务器装置产生的热，因为对于这种服务器装置的最大操作温度处在35℃的范围内，没有排走由服务器产生的热就会在短时间内达并超过所述温度。
由DE 19904667已知一种用于对建筑物进行温度调节的装置。其中示出的装置包括空气调节器，它包括冷却剂循环系统，由此能够借助于冷却剂间接地冷却建筑物或单个房间。这样的冷却特别是在以下方面是有利的，即可以很好地保持允许的相对的空气湿度范围和希望的温度。根据外界温度，在冬季作为间接的自然(风)冷却/免费冷却，或在夏季作为主动的冷却以及在换季时期作为间接的与主动的冷却相结合的自然冷却实现所示的装置的冷却。但由于间接的冷却的高的能量需求量，这样的冷却成本是很高的。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种用于温度调节的混合箱，该混合箱在能量消耗少的同时能够实现很好的温度调节。本发明的另一个目的是，提供一种用于温度调节的装置和一种运行用于温度调节的装置的方法。
按照本发明，为了实现所述目的，在开头所述型式的混合箱中设定，活门装置包括至少三个活门，这些活门能够根据一个参数、特别是根据一个环境参数控制。
通过使用三个活门可以实现混合箱的多种不同的运行状态，由此混合箱完全可以单独地针对不同的运行状态和要求进行调整。由此可以降低能量需求，因为对于各个工作点可以进行个别的调节，从而总是可以这样的运行状态，该运行状态在该工作点中具有最小的能量需求。优选的环境参数是温度、例如外界温度。附加或可选地也可设想其他的环境参数，如空气的颗粒负荷或空气湿度作为参数，根据这些参数来控制活门装置。
由各从属权利要求得出本发明的有利的改进方案和实施形式。
在一个有利的实施形式中，可以设置两个过滤装置，可引导空气流通过这两个过滤装置。过滤装置可以包括唯一的过滤器类型或例如两个、三个或更多个过滤器类型的过滤器组合，这些过滤器接连地由空气流流过。在一个优选的实施形式中，其中一个过滤装置包括过滤级别G4的过滤器和另一个过滤装置包括两个过滤级别G4和F7为的过滤器的组合。在计算中心所在的建筑物之外的空气流则可以通过G4和F7过滤器的组合，由此通过G4过滤器首先进行粗净化，接着通过F7过滤器从空气流中滤出细小的颗粒。在从计算中心进入混合箱中的空气流中，通过F7过滤器滤出细小的颗粒就足够了，因为该空气已被净化。
在另一个有利的实施形式的范围内，活门装置可以这样构成和/或根据参数可这样控制，使得空气流通过一个或两个过滤装置。如果空气流只通过一过滤装置，则这意味着，或在待温度调节的房间与室外区域之间实现100％的空气交换或者进行循环空气运行。特别在空气流通过一个只具有一个过滤器类型的过滤装置的情况下，压力降通常必定明显小于在空气流必须通过过滤器组合时的压力降，这又导致能量的节省，因为不必在后面例如在通风扇中重新建立压力。如果空气流通过两个过滤装置，则是一种混合运行，在其中不仅实现了与外界空气的空气交换，而且在待冷却的房间内实现循环空气的循环流通。可以特别简单地借助于微控制器实现活门装置的控制。
在一个特别简单的实施形式的范围内，活门装置可以包括外界空气活门和/或循环空气活门和/或混合空气活门。
为了改善温度调节，基体可以配设一压缩机，由此在确定的运行状态时，例如在流入的空气、也称为外界空气的温度高于17℃时。从25℃起可以借助于压缩机进行主动的冷却，而在高于17℃和低于25℃的范围内可以只进行包括主动的和直接的冷却的混合运行，由此也可以降低能量成本。低于17℃时，可以进行直接的自然冷却，从而明显降低能量需求并且尽管如此仍可以遵守准则ASHRAE TC 9.9-2008的极限植。通过利用自然冷却可以确保高的能量效率，因为没有例如由于附加的热交换器出现能量损失。压缩机在这里不仅可以集成到基体中，而且可以作为单独的构件设置在基体上。但原则该系统可以是水冷却的或空气冷却的。
按照本发明的另一个方面，建议一种用于温度调节的装置，在该装置中设置多个相互并联设置的混合箱。由于在按照本发明的装置中不需要液压配置，如管道系统、泵或配件，可以实现装置的很好的可缩放性(Skalierbarkeit)，从而可以根据要求随时利用简单的措施扩展或缩小所述装置。此外，因此与已知的具有间接的自然冷却的系统相比，投资成本较低。
在另一个有利的实施形式中，可以设置至少一个通风装置。该通风装置可以位于待冷却的房间之外、例如在户外，以便改善热空气的排出。特别是在外界温度高于17℃时可以通过通风装置实现热量的这样的附加排出。
本发明还涉及一种所述装置用于温度调节的方法，其中这样控制活门装置，即根据一个参数、特别是根据温度，使空气流通过一个或两个过滤装置。为了控制活门装置，可以有利地采用相应的软件。通过按照本发明的方法可以确保高的能量效率，因为不会出现例如由于附加的热交换器引起的能量损失。
附图说明
以下借助一个在附图中示意性示出的实施例描述本发明。其中：
图1示出按照本发明的混合箱的示意图；
图2示出在第一运行状态时按照本发明的用于温度调节的装置示意图；
图3示出在第二运行状态时按照本发明的用于温度调节的装置示意图；
图4示出在第三运行状态时按照本发明的用于温度调节的装置示意图；
图5示出在第四运行状态时按照本发明的用于温度调节的装置示意图；以及
图6示出在第五运行状态时按照本发明的用于温度调节的装置示意图。
具体实施方式
图1中是按照本发明的混合箱20的示意性示出的实施例。混合箱20具有基体1，该基体包括一个活门装置和两个过滤装置2、3，其中活门装置具有一个外界空气活门4、一个循环空气活门5和一个混合空气活门6。过滤装置2包括一个G4过滤器7，所述G4过滤器沿通过过滤装置2的空气流的流动方向设置在一个F7过滤器8之前。当打开相应的外界空气活门4和必要时打开混合空气活门6时，外界空气AU以及在进行过滤器预热的情况下预热的空气UM1流过过滤装置2。第二过滤装置3包括一个G4过滤器9，该G4过滤器9在进行循环空气运行的各运行状态中由空气流UM2流过。空气流UM2在该运行状态中在待冷却的房间内循环，该房间在该实施例中是计算中心。附加地在混合箱20的基体1上附装单独的构件，在所述构件中设置压缩机10，而使基体1和所述构件处于流动连通。
混合箱20在同样按照本发明的装置中的工作方式在图2至6中示出，它们示出用于计算中心的温度调节的装置的五个不同的运行状态。计算中心具有大量服务器30，它们在运行中产生热量。此外在计算中心的外墙中具有多个通风活板40用于在计算中心的房间空气与在建筑物之外的环境的外界空气之间进行自由的空气交换，计算中心位于该建筑物中。在计算中心内的房间空气温度在该实施例中应调节到27℃。
图2中示出在第一运行状态中的、用于计算中心的温度调节的按照本发明的装置。该运行状态存在于等于或高于25℃的外界温度下。在外界温度这样高时用于温度调节的装置在所谓循环空气及压缩机运行中运行。由于压缩机10处于运行中，这意味着对计算中心进行主动的冷却。实心的箭头在这里表示热空气流，而空心的箭头表示冷空气流。在该运行状态中，外界空气活门4和混合空气活门6关闭，而循环空气活门5打开。因此，空气流UM2从服务器30循环流入混合箱20，流过F7过滤器9，并经由通风装置11向环境排出。根据在计算中心中的房间空气温度与外界温度之间的温度梯度，也可以实现通过温度梯度引起的在房间空气与外界空气之间的较少量的空气交换。通过虚线箭头示出所述少量的空气流。
图3示出在第二运行状态中的、用于温度调节的按照本发明的装置，在外界温度高于17℃且低于25℃时存在该运行状态。在该运行状态中100％的空气交换都在计算中心的内部实现，因此外界空气活门4打开，而循环空气活门5和混合空气活门6关闭。因此空气流AU通过过滤装置2的G4过滤器7和F7过滤器8流入混合箱20，并经由通风活板40从计算中心排出。为了充分地冷却计算中心，附加于借助于空气交换的直接冷却，使压缩机11运行，通过压缩机附加对计算中心进行主动的冷却。此外通过通风装置11排出较少量的热空气流。
图4中示出用于温度调节的按照本发明的装置的第三运行状态。在该运行状态中只通过100％的空气交换实现直接的自然冷却，在外界温度为17℃时可实现该运行状态。空气流AU据此通过过滤装置2的G4过滤器7和F7过滤器8流入混合箱20中，并经由通风活板40从计算中心排出。在该运行状态中，压缩机10或通风装置11不运行。
按照本发明用于温度调节的装置在第四运行状态中可以在混合运行中以循环空气运行。该运行状态在图5中示出。在这里所述的实施例中在从0℃到低于17℃的外界温度下设置该运行状态。在在图5中详细示出的该运行状态中，外界空气活门4和混合空气活门6打开，而循环空气活门5关闭。
如果外界温度低于0℃，则用于温度调节的装置在第五运行状态中运行，如图6中所示。在该运行状态中同样是具有循环空气和过滤器预热的混合运行。此时借助于通过服务器30加热的、通过混合空气活门6流入混合箱20中的房间空气预热通过外界空气活门4从环境流入混合箱20中的外界空气AU。据此外界空气活门4和混合空气活门6在该运行状态中打开，而循环空气活门5关闭。此外热空气通过通风活板40排入环境中。因此，在图5和6所示的运行状态中，实现了对计算中心特别能量有效的直接的自然冷却。

Claims (11)

1.用于温度调节的混合箱，包括一基体(1)，能引导至少一个空气流通过所述基体，并且在所述基体中设置至少一个过滤装置(2、3)，能引导所述空气流通过所述过滤装置，其中通过包括至少一个活门的活门装置实现所述空气流的导向；其特征在于，活门装置包括至少三个活门(4、5、6)，这些活门能根据一个参数、特别是根据一个环境参数控制。
2.按照权利要求1所述的用于温度调节的混合箱，其特征在于，设置两个过滤装置(2、3)，能引导所述空气流通过这两个过滤装置。
3.按照权利要求2所述的用于温度调节的混合箱，其特征在于，活门装置这样构成和/或根据参数能这样控制，使得所述空气流只通过一个过滤装置(2、3)。
4.按照权利要求1至3之一项所述的用于温度调节的混合箱，其特征在于，活门装置包括一外界空气活门(4)和/或一循环空气活门(5)和/或一混合空气活门(6)。
5.按照权利要求1至4之一项所述的用于温度调节的混合箱，其特征在于，基体(1)配设一压缩机单元(10)。
6.按照上述权利要求之一项所述的用于温度调节的混合箱，其特征在于，能根据温度、优选外界或供气温度控制各活门(4、5、6)。
7.按照上述权利要求之一项所述的用于温度调节的混合箱，其特征在于，能根据空气的颗粒负荷或空气湿度控制活门装置。
8.用于温度调节的装置，其特征在于，设置多个按照上述权利要求之一项所述的混合箱(20)，这些混合箱相互并联设置。
9.按照权利要求8所述的用于温度调节的装置，其特征在于，设置多个通风装置(11)。
10.用于运行按照权利要求8或9之一项所述的用于温度调节的装置的方法，其特征在于，这样控制活门装置，使得空气流根据一个参数、特别是根据温度通过过滤装置(2、3)。
11.按照权利要求10所述的方法，其特征在于，
a.在第一运行状态中，外界空气活门(4)和混合空气活门(6)关闭，而循环空气活门(5)打开，
b.在第二运行状态中，外界空气活门(4)打开，而循环空气活门(5)和混合空气活门(6)关闭，
c.在第三运行状态中，外界空气活门(4)打开，而混合空气活门(6)和循环空气活门(5)关闭，
d.第四运行状态，外界空气活门(4)和混合空气活门(6)打开，而循环空气活门(5)关闭，以及
e.第五运行状态，外界空气活门(4)和混合空气活门(6)打开，而循环空气活门(5)关闭。
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