CN102620349A - 基站空调器及其控制方法和具有该空调器的通讯基站 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基站空调器及其控制方法和具有该基站空调器的通讯基站，本发明的基站空调器包括壳体，壳体分为相互隔离的室内空气流通腔和室外空气流通腔；通过管路依次连接的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，其中，冷凝器包括冷凝风机，蒸发器包括蒸发风机；并且，冷凝器设置于室外空气流通腔内，蒸发器设置于室内空气流通腔内，且冷凝器位于蒸发器的上方；第一控制阀，与压缩机并联在蒸发器和冷凝器之间；以及控制器，分别与第一控制阀和压缩机连接，用于控制第一控制阀的导通或断开，并控制压缩机相应地停机或启动。应用本发明的基站空调器和基站空调器控制方法降低了能耗，本发明的通讯基站实现了降低能耗、减少运行成本的目的。

Description

基站空调器及其控制方法和具有该空调器的通讯基站

技术领域

本发明涉及制冷领域，具体而言，涉及一种基站空调器及其控制方法和具有该空调器的通讯基站。

背景技术

随着通信行业的迅速发展，通信运营商的基站建设不断扩大，配套使用的基站空调器需求量不断增加。由于基站环境比较特殊，需全年运行制冷，当室外温度非常低时，室内也需制冷，针对此特点，现有技术中主要采用的基站空调器有以下几种：

直接引进新风。新风型节能基站空调器，当检测到室外温度较低，且室内外温差大时，机组关闭压缩制冷系统，只开启送风风机和排风风机，直接引室外低温新风进入基站冷却通讯设备，起到节能的效果。但由于来自室外的新风中夹杂大量灰尘，无法保证基站环境的洁净，同时也增加了过滤器的工作负担，导致过滤器容易脏堵、维护周期短、维护成本高等问题。

热交换机。节能型热交换机配备热交换芯，当室外低温制冷时，让室内、外的空气通过不同类型的热交换器进行热交换，降温后的回风再送入基站冷却通讯设备。由于热交换芯的换热效率低，且热交换芯精密程度高，成本也非常高，室外侧的空气流通路由于室外空气的灰尘容易导致脏堵，故整个维护周期更短，维护成本更高。

热管基站机。如图1所示，常规的热管基站机只有热管循环系统1，不具有压缩制冷循环系统，当室外温度低时可以关闭其他制冷空调设备而启用热管系统，因此只适用于冬天使用，不能用于夏天，故只能作为其它制冷空调设备的配套设备。这需要用户投资两套设备，一方面增加了投资成本，另一方面占用了基站空间。

热管与制冷系统各独立两用机。如图2所示，机组具有热管循环系统1及压缩制冷系统2，两个系统各自独立运行，室外低温时运行热管系统，室外高温时运行制冷循环系统。但由于热管冷端换热器、热管热端换热器及压缩制冷系统各自独立，机组需采用四套换热器，一方面由于增大了送排风阻力，需增加送排风电机的输入功率，增加了运行成本，另一方面增加了设备投资成本。

利用冷媒自然循环与制冷循环系统。机组采用常规空调系统结构形式，如图3所示，系统配套阀门切换，当冬天需降温时，关闭压缩循环系统及对应的冷媒流通路，利用冷媒的自然循环流动通过室内外侧换热器进行换热，冷却基站环境。夏天时，启动压缩循环系统，同时开启对应的冷媒流通路，实现节能运行。但由于冬天运行时采用冷媒的自然循环形式，为了保证系统冷媒的能够正常自然循环，室内机3与室外机4设备的安装固定及室内机3与室外机4之间的连接管路有非常严格的要求，不仅室外机4需要安装在室外，而且要保证比室内机3高出一定的高度，否则系统无法运行，这限制了机组的使用范围。当机组出现问题时，检测和维修起来也比较困难。

数目庞大的基站空调器在通讯设备总耗电量比例中居高不下，针对节能减排的要求，需要有成本低、节能效果好的通讯基站空调器控制方法和基站空调器。

发明内容

本发明旨在提供一种基站空调器及其控制方法和具有该空调器的通讯基站，以解决现有技术中通讯基站空调器耗电量大的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种基站空调器，包括：壳体，壳体分为相互隔离的室内空气流通腔和室外空气流通腔；通过管路依次连接的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，其中，冷凝器包括冷凝风机，蒸发器包括蒸发风机；并且，冷凝器设置于室外空气流通腔内，蒸发器设置于室内空气流通腔内，且冷凝器位于蒸发器的上方；第一控制阀，与压缩机并联在蒸发器和冷凝器之间；以及控制器，分别与第一控制阀和压缩机连接，用于控制第一控制阀的导通或断开，并控制压缩机相应地停机或启动。

进一步地，该基站空调器还包括：室外温度检测器，用于检测室外温度T1；室内温度检测器，用于检测室内温度T2；温度比较模块，分别与室外温度检测器和室内温度检测器信号连接，并对室外温度T1和室内温度T2进行比较，并根据比较结果向控制器发送信号，控制第一控制阀的通断。

进一步地，该基站空调器还包括：第二控制阀，与膨胀阀并联，并与第一控制阀同时导通或断开。

进一步地，该基站空调器还包括：气液分离器，连接在蒸发器和压缩机之间；第一控制阀并联在气液分离器和压缩机所形成的支路两端。

进一步地，气液分离器位于蒸发器的上方。

进一步地，该基站空调器还包括：储液器，连接在冷凝器和膨胀阀之间；第二控制阀并联在储液器和膨胀阀所形成的支路两端。

进一步地，室外空气流通腔的出风口位于其进风口的上方；室内空气流通腔的进风口位于其出风口的上方。

进一步地，冷凝器的冷媒进口在冷凝器的上端，冷媒出口在冷凝器的下端；蒸发器的冷媒进口在蒸发器的下端，冷媒出口在蒸发器的上端。

根据本发明的另一方面，提供了一种基站空调器的控制方法，包括：检测室外温度T1和室内温度T2；当室外温度T1高于室内温度T2时，开启该基站空调器的压缩机，关闭第一控制阀和第二控制阀；当所述室外温度T1低于所述室内温度T2时，计算所述室外温度T1与所述室内温度T2的温度差的绝对值ΔT，并与系统预设值做比较，当ΔT大于或等于系统预设值时，关闭该基站空调器的压缩机，开启蒸发风机、冷凝风机、第一控制阀和第二控制阀。

根据本发明的又一方面，提供了一种通讯基站，该通讯基站包括上述的基站空调器，基站空调器位于通讯基站的内部或外部。

根据本发明的技术方案，基站空调器耦合了热管循环系统及压缩制冷循环系统，当室外温度高于室内温度时，基站空调器以压缩制冷循环进行运行，快速带走室内通讯设备热量；当室外温度低于室内温度，并且温差达到系统预设值时，关闭压缩循环系统，只开冷凝风机及蒸发风机，通过热管循环高效换热，合理利用室外的冷源，本发明的基站空调器及其控制方法有效降低了能耗，而本发明的通讯基站由于采用了上述基站空调器实现了减少通讯基站运行成本的目的。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中使用热管循环系统的通讯基站结构示意图；

图2为现有技术中使用热管与制冷系统独立两用机的通讯基站结构示意图；

图3为现有技术中使用冷媒自然循环与制冷循环系统的通讯基站结构示意图；

图4为本发明实施例的基站空调器的结构示意图；

图5为本发明基站空调器的工作状态示意图；

图6为本发明基站空调器控制方法的流程图；

图7为本发明内部设置基站空调器的通讯基站的结构示意图；以及

图8为本发明外部设置基站空调器的通讯基站的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

根据本发明的一个实施例，提供了一种基站空调器，如图4所示，该基站空调器主要包括：压缩机10，蒸发器20，蒸发风机21，冷凝器30，冷凝风机31，室内空气流通腔40，室外空气流通腔50以及分隔室内空气流通腔40与室外空气流通腔50的隔板60。压缩机10设置在基站空调器底部，蒸发器20和蒸发风机21安装在基站空调器下部的室内空气流通腔40中，由蒸发风机21引导室内的空气从室内空气流通腔40上方的进风口流入，流入的空气经过蒸发器20并与蒸发器20进行热交换后，从室内空气流通腔40下方的出风口吹出。吹出的冷空气冷却基站内的设备后变成热空气，热空气上升，又由蒸发风机21吸入室内空气流通腔40，继续进行循环。冷凝器30和冷凝风机31安装在基站空调器上部的室外空气流通腔50中，冷凝风机31运转，引导室外的冷空气从室外空气流通腔50下方的进风口流入，流入的冷空气经过冷凝器30并与冷凝器30进行热交换后，从室外空气流通腔50上方的出风口吹出。这主要是利用热空气比冷空气轻的原理，有利于循环的高效性。将冷凝器30设置于蒸发器20的上方，有利于冷媒经过蒸发器20蒸发后形成的气体可以顺畅的上升至冷凝器30，同时也便于经过冷凝器30冷凝的液态冷媒靠重力作用下流至蒸发器20。采用隔板60将室内空气流通腔40与室外空气流通腔50分隔开，能够避免室内空气与室外空气的交叉污染。

此外，在图中未示出的部分还包括：控制器，室外温度检测器，室内温度检测器，第二控制阀86以及第一控制阀87。压缩机10、蒸发风机21以及冷凝风机31均通过导线连接到控制器上，室外和室内温度检测器通过导线连接到温度比较模块，室外温度检测器检测室外温度T1，室内温度检测器检测室内温度T2，并将温度信息传送到温度比较模块，温度比较模块对室外温度T1和室内温度T2进行比较，若T1＜T2且二者温差的绝对值ΔT大于或等于系统预设值时，则向控制器发出第一信号，关闭压缩机10，开启蒸发风机21和冷凝风机31，同时使第一控制阀87导通；否则，则向控制器发出第二信号，启动压缩机10，同时使第一控制阀87断开。第一控制阀87导通时，第二控制阀86同时导通；第一控制阀87断开时，第二控制阀86同时断开。

当检测到室外环境温度高于室内温度，控制器向压缩机10发送启动指令，启动压缩制冷循环系统，如图5所示，冷媒流经压缩机10、气体总管80、冷凝器30、制冷液管81、储液器82、膨胀阀83、蒸发器20、气液分离器84，最后回到压缩机10；室内空气通过基站空调器上部被蒸发风机21吸进，流经蒸发器20降温后送出，冷却通讯设备后，升温上升后返回基站空调器降温；室外空气被冷凝风机31吸进，经过冷凝器30升温后排到室外。同时，气液分离器84的安装位置要高于蒸发器20，以避免液态冷媒积存在气液分离器84中。

当检测到室外环境温度低于室内温度，且室内外温差达到系统预设值时，控制器向压缩机10发送停止指令，关闭压缩机10，液态冷媒在重力及毛细作用下，流经冷凝器30、液体总管85、第二控制阀86、蒸发器20、第一控制阀87、气体总管80最后回到冷凝器30，同时控制器向蒸发风机21和冷凝风机31发送启动指令，强化蒸发器20对室内热空气的换热以及冷凝器30对室外冷空气的换热。

本发明实施例的基站空调器耦合了热管循环系统及压缩制冷循环系统，同时对室内和室外空气进行换热。夏天，基站空调器以压缩制冷循环进行运行，快速带走室内通讯设备热量。冬天或过渡季节，关闭压缩循环系统，只开冷凝风机31和蒸发风机21，通过热管循环高效换热，有效节省了运行成本。

图6所示为本发明基站空调器控制方法的流程图，首先检测基站的室外温度和室内温度，并将二者进行比较，当室外温度高于室内温度时，开启压缩机10，关闭第一控制阀87和第二控制阀86，基站空调器以常规空调压缩制冷循环系统运行；而当室外温度低于室内温度时，需要判断二者的温度差是否达到系统预设值，当达到系统预设值时，关闭压缩机10，启动蒸发风机21和冷凝风机31，同时开启第一控制阀87和第二控制阀86，基站空调器以热管循环系统运行。

下面结合图5具体说明本发明的基站空调器控制方法：

当压缩机10开启，基站空调器以常规空调压缩制冷循环系统运行时，此时第一控制阀87和第二控制阀86是关闭的，冷媒经过压缩机10压缩成高压高温气体，流经冷凝器30跟室外空气进行强制对流换热释放出热量，冷却为高压中温液体，再通过膨胀阀83进行节流成为低压低温液体，流经蒸发器20跟室内空气进行强制对流换热吸取室内空气热量后返回压缩机10。

当压缩机10关闭，启动蒸发风机21和冷凝风机31，同时开启第一控制阀87和第二控制阀86，基站空调器启用热管循环系统进行室内外换热时，冷媒在冷凝器30中与室外空气强制对流换热后释放出热量，变成液态冷媒，并在液态冷媒的重力及毛细作用下流经蒸发器20冷却室内空气。该模式运行中，冷凝器30设计为热管的冷端，蒸发器20设计为热管的热端。冷凝风机31通过引导室外空气对热管冷端进行冷却后排出室外，蒸发风机21通过引导室内空气对热管热端进行降温后送出，冷却环境温度。在上述两种工作模式中，室内空气与室外空气通过各自风道流通，不存在室内空气与室外空气交叉污染的问题。

图5中实线箭头表示冷媒在基站空调器以常规空调压缩制冷循环系统运行时的流向，虚线箭头表示冷媒在基站空调器以热管循环系统运行时的流向。为了保证冷媒蒸发后形成的气体可以顺畅的上升至冷凝器30，将蒸发器20设置在冷凝器30的下方，并且使冷媒由蒸发器20下部的进口流入，冷媒蒸发后形成的气体从蒸发器20上部的出口升至冷凝器30；同时，为了便于冷凝后的液体靠重力作用汇集于液体总管85后流经蒸发器20换热，安排冷媒蒸发后形成的气体由冷凝器30上部的进口进入冷凝器30，冷媒经过冷凝后变为液体冷媒从冷凝器30下部的出口流出。这样的布置满足热管循环的结构要求，同时冷空气从下吹出，冷却设备后，热空气从上端返回基站空调器，符合基站内部冷热空气对流的气流组织需求，起到更好的节能效果，并且室内空气与室外空气相互隔离流通，避免了室内空气与室外空气的交叉污染。

本发明还提供了一种具有前述基站空调器的通讯基站，如图7所示，通讯基站外部具有维护结构70，在维护结构70上设有与基站空调器的室外空气流通腔50连通的进风口和排风口，图7中所示的通讯基站将基站空调器设置在基站内，在某些偏远地区有利于防止基站空调器受损或者被窃。

而图8所示的通讯基站将基站空调器置于基站外部，室外空气经过冷凝器30直接被冷凝风机31排在室外，室内空气进入基站空调器，通过蒸发风机21经蒸发器20降温后送进通讯基站内冷却通讯设备。该实施方式针对基站空间小的用户，能够减少对室内空间的占用。并且这两种实施例的通讯基站由于使用了本发明实施例的基站空调器有效降低了通讯基站的能耗，节省了运行费用。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

根据本发明实施例的技术方案，耦合了热管循环系统及压缩制冷循环系统，同时对室内和室外空气进行换热。夏天，基站空调器以压缩制冷循环进行运行，快速带走室内通讯设备热量。冬天或过渡季节，关闭压缩循环系统，只开冷凝风机和蒸发风机，通过热管循环高效换热，有效节省了运行成本。

使用本发明的基站空调器的通讯基站有效降低了通讯基站的能耗，节省了运行费用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基站空调器，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体分为相互隔离的室内空气流通腔(40)和室外空气流通腔(50)；

通过管路依次连接的压缩机(10)、冷凝器(30)、膨胀阀(83)和蒸发器(20)，其中，所述冷凝器(30)包括冷凝风机(31)，所述蒸发器(20)包括蒸发风机(21)；

并且，所述冷凝器(30)设置于所述室外空气流通腔(50)内，所述蒸发器(20)设置于所述室内空气流通腔(40)内，且所述冷凝器(30)位于所述蒸发器(20)的上方；

第一控制阀(87)，与所述压缩机(10)并联在所述蒸发器(20)和所述冷凝器(30)之间；以及

控制器，分别与所述第一控制阀(87)和所述压缩机(10)连接，用于控制所述第一控制阀(87)的导通或断开，并控制所述压缩机(10)相应地停机或启动。

2.根据权利要求1所述的基站空调器，其特征在于，还包括：

室外温度检测器，用于检测室外温度T1；

室内温度检测器，用于检测室内温度T2；

温度比较模块，分别与所述室外温度检测器和所述室内温度检测器信号连接，并对所述室外温度T1和所述室内温度T2进行比较，并根据比较结果向控制器发送信号，控制第一控制阀(87)的通断。

3.根据权利要求1所述的基站空调器，其特征在于，还包括：第二控制阀(86)，与所述膨胀阀(83)并联，并与所述第一控制阀(87)同时导通或断开。

4.根据权利要求1所述的基站空调器，其特征在于，还包括：气液分离器(84)，连接在所述蒸发器(20)和所述压缩机(10)之间；所述第一控制阀(87)并联在所述气液分离器(84)和所述压缩机(10)所形成的支路两端。

5.根据权利要求4所述的基站空调器，其特征在于，所述气液分离器(84)位于所述蒸发器(20)的上方。

6.根据权利要求3所述的基站空调器，其特征在于，还包括：储液器(82)，连接在所述冷凝器(30)和所述膨胀阀(83)之间；所述第二控制阀(86)并联在所述储液器(82)和所述膨胀阀(83)所形成的支路两端。

7.根据权利要求1所述的基站空调器，其特征在于，所述室外空气流通腔(50)的出风口位于其进风口的上方；所述室内空气流通腔(40)的进风口位于其出风口的上方。

8.根据权利要求1所述的基站空调器，其特征在于，所述冷凝器(30)的冷媒进口在所述冷凝器(30)的上端，冷媒出口在所述冷凝器(30)的下端；所述蒸发器(20)的冷媒进口在所述蒸发器(20)的下端，冷媒出口在所述蒸发器(20)的上端。

9.一种基站空调器的控制方法，其特征在于，包括：

检测室外温度T1和室内温度T2；

当所述室外温度T1高于所述室内温度T2时，开启该基站空调器的压缩机(10)，关闭第一控制阀(87)和第二控制阀(86)；

当所述室外温度T1低于所述室内温度T2时，计算所述室外温度T1与所述室内温度T2的温度差的绝对值ΔT，并与系统预设值做比较；当ΔT大于或等于系统预设值时，关闭该基站空调器的压缩机(10)，开启蒸发风机(21)、冷凝风机(31)、第一控制阀(87)和第二控制阀(86)。

10.一种通讯基站，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的基站空调器，所述基站空调器位于所述通讯基站的内部或外部。

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