CN107246693A - 空调系统和空调加湿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种空调系统和空调加湿方法,用于实现提高空调系统加湿量的同时,防止因湿膜倾斜布置导致的吹水现象。本发明实施例的空调系统包括:机柜、设置在机柜上的风机、设置在机柜内的湿膜,湿膜相对于水平面倾斜预设角度,湿膜用于为机房加湿;当空调系统开始为机房加湿时,风机用于以小于预设转速阈值的转速在预设时间内运转;当风机运转预设时间后,风机还用于以大于预设转速阈值的转速运转,其中,风机在运转时在机柜内产生的气流用于从湿膜吹出水蒸气以调节机房的湿度。这样,实现了节能加湿,且通过在开始加湿时,风机先小于预设转速运行再大于预设转速运行的方式,提高气流和加湿量,避免风机产生的气流从湿膜上吹出液态水。
Description
技术领域
本发明涉及空调领域,尤其涉及一种空调系统和空调加湿方法。
背景技术
机房空调需要精确控制环境的温度、湿度等参数,为了实现对机房湿度的控制,机房空调需要配备调节湿度的器件以执行加湿流程。市面上现有的机房空调加湿流程的方案有两种:红外加湿和电极加湿。这两种加湿方法的原理都是用电产生热,使水气化,增加送风的湿度。
例如,在电极加湿方法中,电极式加湿机的工作原理是以水作为导体,向两电极供交流电,水接触到电极后,电极就通过水构成电流回路,加热水并使之沸腾,蒸发水蒸气通过管路被风机直接送入通道中,从而实现空气加湿。
因这两种加湿方法都是通过电产生热以产生水气,使得该两种加湿方法都会给机房带来电流过大的影响,从而增加了机房空调的能耗。
市面上现有的产品中加湿方案有两种:红外加湿和电极加湿。这两种加湿方法的原理都是用电产生热,使水气化,增加送风的湿度。其中,红外加湿的缺点是水盘易结垢,加湿效率低。电极加湿的缺点是:加湿量受水的电导率影响,对水质要求高,桶内容易结垢。此外,这两种加湿方法都会给机房带了电流过大的困扰。
例如,如图1所示,其为现有的空调系统中的电极式加湿机的结构示意图。在加湿桶11中装有加湿用水,加湿电极12的部分没入加湿用水中,加热电源13为加湿电极12提供电能。该电极式加湿机的工作原理是以水作为导体,向两加湿电极12供交流电,水接触到加湿电极12后,加湿电极12就通过水构成电流回路,加热水并使之沸腾,蒸发得到的水蒸气通过管路被风机直接送入通道中,从而实现为机房的空气加湿。
这样的加湿技术方案,具有如下的缺点:
1)由于水的电导率影响加湿效率,对水质要求较高,加湿过程中功率大,导致机组PUE(Power Usage Effectiveness;数据中心总设备能耗)较高。
2)采用此方案加湿时,高温水蒸气与冷风混合,导致部分蒸气冷凝,导致加湿效率下降。
3)长期运行后,储水罐容易结垢,影响系统稳定运行,整体使用寿命短,维护工作量大。
使用通过风从湿膜吹出水蒸气从而调节机房的湿度的方案,可以减少对大电流的依赖,减少功耗,但是,湿膜上的水容易被风机产生的气流吹出,该吹出的水将危害机组的安全运行。
发明内容
本发明实施例提供了一种空调系统和空调加湿方法,用于实现提高空调系统加湿量的同时,防止因湿膜倾斜布置导致的吹水现象。
本发明实施例的第一方面提供了一种空调系统,该空调系统包括:机柜、设置在机柜上的风机、以及设置在机柜内的湿膜,湿膜相对于水平面倾斜预设角度,该湿膜用于为机房加湿。
当空调系统开始为机房加湿时,风机用于以小于预设转速阈值的转速在预设时间内运转;当风机运转预设时间后,风机还用于以大于预设转速阈值的转速运转,风机在运转时在机柜内产生的气流用于从湿膜吹出水蒸气以调节机房的湿度。
该风机在运转时在机柜内产生气流,以使湿膜注入水后,气流从湿膜吹出水蒸气以调节机房的湿度。湿膜相对于水平面倾斜预设角度。在机柜的高度和占地面积一定的条件下,将机柜的湿膜倾斜布置,可以充分地利用机柜内空间,使得倾斜布置的湿膜可以设置更大的面积,从而湿膜与风机产生的气流有更大的接触面积,从而能提高加湿量。此时,湿膜倾斜布置后,因湿膜上的水的受力方向改变,湿膜和其上的水的亲和力较小,但是在风机先低转速运行,避免了水从湿膜上吹出,风机以低转速运行一段时间后,湿膜的表面变得湿润,湿膜和水的亲和力得以提高,风机再高转速运行,此时湿膜上的水仍不易从湿膜上吹出。
因湿膜加湿的原理是在气流流过表面湿润的湿膜时,气流从湿膜吹出水蒸气,从而利用风机将湿润的气流送入机房空间内,以调节机房的湿度。本发明实施例的空调系统和空调加湿方法因使用湿膜加湿,减少了加湿时对电流的依赖,是功耗较小的加湿方法,从而实现了节能加湿。
水从湿膜上被气流吹出,可能对机组的器件产生危害,是需要避免的现象。因空调系统开始加湿时,湿膜的表面干燥,湿膜和水的亲和力较小,风机以较小的转速运行,可使得风机产生的气流的流速较小,从而防止了风机产生的气流从湿膜上吹水。风机运行预设时间后,提高风机的转速,风机产生的气流流速加大,此时湿膜的表面湿润,湿膜和水的亲和力较大,湿膜上的加湿用水不易被气流从湿膜上吹出,并且较大的气流又提高了加湿量,满足了空调系统对机房湿度的调节要求。
结合本发明实施例的第一方面,在本发明实施例的第一方面的第一种实现方式中,湿膜相对于水平面倾斜预设角度在60度至90度之间。预设角度的范围为60度至90度,可以防止湿膜上的水因湿膜过于倾斜直接从湿膜上流出,从而可维持机组的安全运行。
结合本发明实施例的第一方面,在本发明实施例的第一方面的第二种实现方式中,空调系统还包括换热器,换热器在机柜内相对于水平面倾斜布置,从而可以提高换热器的换热量,湿膜平铺在换热器的表面或者与换热器平行布置。这样,湿膜和换热器一样倾斜布置,可以增加湿膜和气流的接触面积,从而可以提高湿膜的加湿量。
结合本发明实施例的第一方面,在本发明实施例的第一方面的第三种实现方式中,空调系统还包括水泵和水箱,水箱设于机柜内,水箱位于湿膜的下方。其中,水泵,用于将从水箱中抽取的水注入湿膜,以使水从湿膜的上端流向湿膜的下端。水箱,用于收集从湿膜流下的水。通过水泵从水箱中抽水为湿膜注水,且利用该水箱收集湿膜流下的加湿使用的水,从而可以实现对加湿使用的水的循环利用,避免了对水资源的浪费。
结合本发明实施例的第一方面的第三种实现方式,在本发明实施例的第一方面的第四种实现方式中,空调系统还包括液位传感器和注水阀。其中,液位传感器用于判断水箱内的水位是否达到预设水位。若水箱内的水位达到预设水位,则水泵启动;若水箱内的水位未达到预设水位,则注水阀用于向水箱注水,直至水箱内的水位达到预设水位。并且,液位传感器还用于判断水箱内的水位是否位于预设水位范围。当水箱内的水位未位于预设水位范围时,注水阀用于向水箱注水,维持水箱内的水位在预设水位范围内。这样,在启动水泵前,以及水泵运行时,通过液位传感器来检测水箱中的水位,若水箱中的水位太低,不符合要求,则控制注水阀向水箱注水,这样防止了水箱中的水位过低导致的水泵气封现象。
结合本发明实施例的第一方面的第四种实现方式,在本发明实施例的第一方面的第五种实现方式中,预设时间与水箱的容积正相关,与注水阀的流量负相关,与湿膜面积正相关,与湿膜和水平面的夹角的正弦值负相关。根据前述参数来确定准确预设时间,可以使得风机在低转速运行的预设时间设置合理,避免预设时间过长,而不利于对机房快速加湿,也避免了预设时间过短,而导致风机在湿膜和水的亲和力较小时以较大转速运行。
结合本发明实施例的第一方面或者第一方面的第一种实现方式,在本发明实施例的第一方面的第六种实现方式中,空调系统还包括换热器、水箱和水泵,换热器和水箱设于机柜内,水箱位于换热器和湿膜的下方。其中,水泵用于将从水箱中抽取的水注入湿膜,以使水从湿膜的上端流向湿膜的下端。该水箱用于收集从湿膜流下的水和换热器产生的冷凝水。
这样,水箱位于换热器和湿膜的下方,在重力作用下,换热器产生的冷凝水流到了水箱中,湿膜流下的加湿使用的水也流到了水箱中,而水泵抽取该水箱中的水注入湿膜,为湿膜提供加湿使用的水,这样的设置即利用了冷凝水,也使得湿膜使用的水得以循环利用,从而减少了水资源的浪费。
结合本发明实施例的第一方面的第六种实现方式,在本发明实施例的第一方面的第七种实现方式中,湿膜平铺在换热器的表面。湿膜平铺在换热器的表面可以使得机柜内的器件设置得更紧凑,减少机柜内空间的占用。
结合本发明实施例的第一方面的第六种实现方式,在本发明实施例的第一方面的第八种实现方式中,空调系统还包括接水盘。该接水盘设于湿膜和换热器的下方,接水盘设于水箱的上方。接水盘用于收集从湿膜流下的水和换热器产生的冷凝水,从而该水箱还用于收集从接水盘流下的水。这样,通过接水盘的设置,可以更方便地收集加湿使用的水和冷凝水,水箱在机柜内的设置也有更多的自由。
结合本发明实施例的第一方面的第八种实现方式,在本发明实施例的第一方面的第九种实现方式中,接水盘和换热器的数量分别为至少两个,不同的接水盘用于收集从不同的换热器产生的冷凝水。不同的接水盘中收集到的水通过管路流入同一水箱,管路分别与不同的接水盘连接,管路还与水箱连接。这样,可以在机柜设置多个换热器时,通过多个接水盘可方便收集该多个换热器的冷凝水,减少了水资源的浪费。
本发明实施例的第二方面提供了一种空调加湿方法,空调加湿方法用于空调系统中,空调系统包括:机柜、设置在机柜上的风机和设置在机柜内的湿膜,该湿膜相对于水平面倾斜预设角度,湿膜用于为机房加湿。该空调加湿方法方法包括:向湿膜注入水,然后,当空调系统开始为机房加湿时,控制风机以小于预设转速阈值的转速在预设时间内运转;当风机运转预设时间后,控制风机以大于预设转速阈值的转速运转,以通过控制风机运转,使得风机运转后在机柜内产生气流,气流从注入水的湿膜吹出水蒸气以调节机房的湿度。
因湿膜加湿的原理是在气流流过表面湿润的湿膜时,气流从湿膜吹出水蒸气,从而利用风机将湿润的气流送入机房空间内,以调节机房的湿度。本发明实施例的空调系统和空调加湿方法因使用湿膜加湿,减少了加湿时对电流的依赖,是功耗较小的加湿方法,从而实现了节能加湿。
水从湿膜上被气流吹出,可能对机组的器件产生危害,这是需要避免的现象。因空调系统开始加湿时,湿膜的表面干燥,湿膜和水的亲和力较小,风机以较小的转速运行,可使得风机产生的气流的流速较小,从而防止了风机产生的气流从湿膜上吹水。风机运行预设时间后,提高风机的转速,风机产生的气流流速加大,此时湿膜的表面湿润,湿膜和水的亲和力较大,湿膜上的加湿用水不易被气流从湿膜上吹出,并且较大的气流又提高了加湿量,满足了空调系统对机房湿度的调节要求。
结合本发明实施例的第二方面,在本发明实施例的第二方面的第一种实现方式中,湿膜相对于水平面倾斜的预设角度在60度至90度之间。预设角度的范围为60度至90度,可以防止湿膜上的水因湿膜过于倾斜直接从湿膜上流出,从而可维持机组的安全运行。
结合本发明实施例的第二方面,在本发明实施例的第二方面的第二种实现方式中,空调系统还包括换热器,换热器在机柜内相对于水平面倾斜布置,湿膜平铺在换热器的表面或者与换热器平行布置。这样,湿膜和换热器一样倾斜布置,可以增加湿膜和气流的接触面积,从而可以提高湿膜的加湿量。
结合本发明实施例的第二方面,在本发明实施例的第二方面的第三种实现方式中,该空调系统还包括水泵和水箱,水箱设于机柜内,水箱位于湿膜的下方。该向湿膜注入水,包括:当检测到机房要加湿时,启动水泵,然后,通过水泵从水箱中抽取水注入湿膜,以使水从湿膜的上端流向湿膜的下端后,流入水箱。这样,通过水泵从水箱中抽水为湿膜注水,且利用该水箱收集湿膜流下的加湿使用的水,从而可以实现对加湿使用的水的循环利用,避免了对水资源的浪费。
结合本发明实施例的第二方面的第三种实现方式,在本发明实施例的第二方面的第四种实现方式中,该空调系统还包括液位传感器和注水阀。从而,启动水泵之前,方法还包括:通过液位传感器判断水箱内的水位是否达到预设水位。若水箱内的水位达到预设水位,则启动水泵;若水箱内的水位未达到预设水位,则开启注水阀,以向水箱注水,直至水箱内的水位达到预设水位;另外,通过水泵从水箱中抽取水注入湿膜时,方法还包括:通过液位传感器判断水箱内的水位是否位于预设水位范围。当水箱内的水位未位于预设水位范围时,开启注水阀,以向水箱注水,维持水箱内的水位在预设水位范围内。这样,在启动水泵前,以及水泵运行时,通过液位传感器来检测水箱中的水位,若水箱中的水位太低,不符合要求,则控制注水阀向水箱注水,这样防止了水箱中的水位过低导致的水泵气封现。
结合本发明实施例的第二方面的第四种实现方式,在本发明实施例的第二方面的第五种实现方式中,预设时间与水箱的容积正相关,与注水阀的流量负相关,与湿膜面积正相关,与湿膜和水平面的夹角的正弦值负相关。根据前述参数来确定准确预设时间,可以使得风机在低转速运行的预设时间设置合理,避免预设时间过长,而不利于对机房快速加湿,也避免了预设时间过短,而导致风机在湿膜和水的亲和力较小时以较大转速运行。
从以上技术方案可以看出,本发明实施例具有以下优点:
空调系统包括:机柜、设置在机柜上的风机、设置在机柜内的湿膜,湿膜相对于水平面倾斜预设角度,湿膜用于为机房加湿。当空调系统开始为机房加湿时,风机用于以小于预设转速阈值的转速在预设时间内运转;当风机运转预设时间后,风机还用于以大于预设转速阈值的转速运转,其中,风机在运转时在机柜内产生的气流用于从湿膜吹出水蒸气以调节机房的湿度。因湿膜加湿的原理是在气流流过表面湿润的湿膜时,气流从湿膜吹出水蒸气,从而利用风机将湿润的气流送入机房空间内,以调节机房的湿度。本发明实施例的空调系统和空调加湿方法因使用湿膜加湿,减少了加湿时对电流的依赖,实现了节能加湿。将湿膜相对于水平面倾斜预设角度设置,提高了湿膜和机柜内气流的接触面积,从而能提高加湿量,但是湿膜倾斜后容易被吹水,为此当空调系统开始为机房加湿时,风机先以小于预设转速阈值的转速运行,风机运转一段时间后,湿膜的表面湿润,此时湿膜和水的亲和力较大,湿膜上的水不易被气流从湿膜上吹出,从而此时可以提高转速运行风机,以提高空调系统产生的气流和加湿量,满足了空调系统对机房湿度的调节要求,并且在湿膜倾斜布置时,避免了风机产生的气流从湿膜上吹出液态水。
附图说明
图1为现有的空调系统中的电极式加湿机的结构示意图;
图2为本发明一实施例提供的一种空调系统的结构示意图;
图3为本发明另一实施例提供的一种空调系统的结构示意图;
图4为本发明另一实施例提供的一种空调系统的结构示意图;
图5为本发明另一实施例提供的一种空调系统的结构示意图;
图6为本发明另一实施例提供的一种空调加湿方法的方法流程图;
图7为本发明另一实施例提供的一种空调加湿方法的方法流程图;
图8为图7所示的空调加湿方法的另一表示形式的方法流程图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种空调系统和空调加湿方法,用于实现为机房节能加湿,以及提高空调系统加湿量的同时,防止因湿膜倾斜布置导致的吹水现象。
机房空调需要精确控制环境的温度、湿度等参数。为了控制机房的湿度,空调上配备有调节湿度的器件。
本发明实施例提供了一种空调系统和空调加湿方法,主要用于解决现有的机房空调加湿中的红外加湿和电极加湿方法带来的大电流和大能耗的问题,实现了节能加湿。
解决上述问题的核心是,在机房空调中使用湿膜加湿。通过湿膜加湿,可以减少空调加湿时对电流的依赖。湿膜加湿的加湿原理是让干燥的气流流过表面湿润的湿膜,利用风机将湿润的气流送入机房空间内,从而调节机房的湿度。
本发明实施例提供了一种空调系统,该空调系统包括:机柜、设置在机柜上的风机、和设置在机柜内的湿膜,该湿膜用于为机房加湿。风机在运转时在机柜内产生气流,以使湿膜注入水后,气流从湿膜吹出水蒸气以调节机房的湿度。
因湿膜加湿的原理是在气流流过表面湿润的湿膜时,气流从湿膜吹出水蒸气,从而利用风机将湿润的气流送入机房空间内,以调节机房的湿度。与现有的在水中通过电产生热以产生水气的方法相比,本发明实施例的空调系统和空调加湿方法因使用湿膜加湿,减少了加湿时对电流的依赖,是功耗较小的加湿方法,从而实现了节能加湿。
但是,因房间级空调有其自身的特点,将湿膜应用在机房空调中会遇到如下难点,或者说,湿膜的应用要配合机房空调的如下特点进行:
1)房间级空调中,增加换热面积是增大换热量的有效方法,所以机房空调的换热器一般与水平面倾斜布置。
2)湿膜加湿的加湿量主要受流经其的空气流量影响,要增加加湿量,必须增加空气流量。
3)湿膜加湿用的水应当循环利用,减少对水资源的浪费。而房间级空调一般采用重力自排水方案,需要合理设计排水方案。
4)由于上述1和2的原因,要达到需要的加湿量,湿膜最优的布置方式是平铺在换热器表面。但这会带来一个问题,湿膜倾斜布置,湿膜和水的亲和力不够,容易被风吹出湿膜,严重时水会随风飞出机组,危害服务器安全。
为此,在将房间级空调和湿膜加湿相结合的方案中,本发明实施例还提供了如下空调系统,用于解决上述难点,以使得湿膜能更好地应用在机房空调上。对湿膜应用在机房空调上的主要改进点有两个方面,第一个方面是防止气流从湿膜吹水,进一步地使得湿膜可以相对水平面倾斜预设角度,例如湿膜的倾斜角度可以在45-90°之间。第二个方面是改进机房空调水箱,将房间级冷冻水常用的自排水设计和湿膜循环水相结合,循环利用冷凝水,从而在一定条件下降低加湿的能耗。与传统的红外和电极加湿相比,本发明实施例的空调系统能耗减少95%以上。
如图2和图3所示,其分别示出了本发明实施例的空调系统的两种结构示意图。该图2和图3所示的空调系统包括了上述的两方面的改进。本发明实施例的空调系统可同时使用该两方面的改进方案,也可以只使用其中一种改进方案,本发明实施例对此不作具体限定。
参阅图2和图3,本发明实施例的空调系统包括:机柜2、设置在机柜2上的风机3、和设置在机柜2内的换热器4和加湿组件,其中,加湿组件包括湿膜51、水箱52、接水盘53、水泵54、液位传感器55、注水阀56以及连接管路。其中,本发明实施例中的上方和下方与附图本身的上方和下方方向一致,上方至下方的方向可以是沿重力方向。
该风机3与换热器4可呈上下布置,可以是风机3在上,如图3所示;也可以是换热器4在上,如图2所示。其中,图2的风机3为下送风房间级空调结构,图3的风机3为上送风房间级空调结构。该风机3可以通过焊接、铆接等方式固定设置在机柜2上,该风机3也可以通过机架等结构与机柜2连接,例如,该风机3与机架2可拆卸连接,设置在机架2内,该机架与机柜固定连接。风机3运转时,会在机柜2内产生气流,以使湿膜51注入水后,气流从湿膜51吹出水蒸气以调节机房的湿度。
单个空调系统内换热器4可以呈I形倾斜或者竖直布置,空调系统的机柜2内可以包括一个或多个换热器4,本发明实施例对此不作具体限定。其中,换热器4的工作原理为:换热器4内部有低于环境温度的制冷剂流动,当高温空气流过换热器4表面后,热量被制冷剂带走,流出的空气温度降低。
换热器4的换热量的计算方法可以为Q=h×A×(Tout-Tin),Q为换热量;h为换热系数;A为换热面积,增加换热量的有效手段是增大换热面积;Tout为空气出口温度;Tin为空气进口温度。
如上所述,增加换热量的有效手段是增大换热面积,因一般来说空调的尺寸是限定的,所以为了增加面积,根据三角形的斜边大于直边的原理,换热器4一般是倾斜布置的,即换热器4在机柜2内相对于水平面倾斜布置。例如,该换热器4与水平面的角度在60-90°范围内。
增大加湿量的有效手段之一也可以是增大空气和湿膜51的接触面积。所以为了增加面积,湿膜51相对于水平面倾斜预设角度。该预设角度可以根据具体的空调系统结构而设定,也可以根据工作人员的需要来设定。例如,湿膜51相对于水平面倾斜的预设角度在60度至90度之间。在机柜的高度和占地面积一定的条件下,将机柜的湿膜倾斜布置,可以充分地利用机柜内空间,使得倾斜布置的湿膜可以设置更大的面积,从而湿膜与风机产生的气流有更大的接触面积,从而能提高加湿量。预设角度的范围为60度至90度,可以防止湿膜上的水因湿膜过于倾斜直接从湿膜上流出,从而可维持机组的安全运行。
为了使得空调系统内的部件结构更加紧凑,以充分利用机柜2内的空间,可以使湿膜51平铺在换热器4的表面。在有的实施例中,湿膜51可与换热器4平行布置。图2和图3即为湿膜51贴在换热器4表面设置,具体来说,湿膜51可以在换热器4的上游如图2所示;或者,湿膜51也可以在换热器4的下游。其中,所谓的上下游以机柜内风的流动方向为基准。参阅图2,当风机3启动运转后,风机3在机柜2内产生气流,因图2的风机3为下送风形式布置,机柜2内由风机3产生的气流从上往下流动,该气流流经已注水的湿膜51表面,从湿膜51吹出水蒸气,从而该气流由干燥变湿润,即气流湿度增大;该气流还流经换热器4表面,气流的部分热量被换热器4的制冷剂带走,从而该气流从高温变低温,即气流温度降低。在风机3运转下,该湿度增大和温度降低的气流流出机柜2,进入机房,从而实现了增大机房的湿度和降低机房的温度。
在湿膜51倾斜布置后,气流可能会将湿膜51上的水吹出,从而危害机组,进一步地,当空调系统开始为机房加湿时,风机3还用于以小于预设转速阈值的转速在预设时间内运转;当风机3运转预设时间后,风机3还用于以大于预设转速阈值的转速运转。
加湿组件的水箱52设于机柜2内,水箱52位于湿膜51的下方。在有的实施例中在水箱52的内部有一隔板57,该隔板57高度低于箱体边缘,该隔板57将水箱52分为循环侧和排水侧,当水箱52内水位高于该隔板57时,水会溢流到另外一侧,从该侧的排水口58流出。排水口58的位置可以在低于溢流隔板57的壁面上的任意位置。
在换热器4和湿膜51的下方、以及该水箱52的上方还设有接水盘53,该接水盘53可以收集换热器4表面流下的冷凝水。一个空调系统中可以有多个接水盘53,多个接水盘53的冷凝水通过管路流入水箱52的循环水侧。其中,不同的接水盘53可用于接收不同的换热器4流下的冷凝水,如图4所示,图4示出了本发明一实施例提供的包括两个接水盘53的空调系统的结构示意图。
该水泵54,从水箱52循环侧抽水,把水泵入湿膜的分水器59,然后水沿湿膜51表面流下,进入接水盘53,然后再流入水箱52。从而水箱52中的水被水泵54注入湿膜51后,又可流入水箱52,使得水箱52中的水可以循环利用。
该液位传感器55,可以探测水箱52内水位。该注水阀56,可以向水箱52内注水。该液位传感器55和注水阀56可以设置在机柜2上。其中,该注水阀56可以是电磁阀、也可以是机械阀。
上述的注水阀56、液位传感器55、水泵54的吸水口都和水箱52的循环侧相连。保证了水箱52循环侧为湿膜的正常供水。
其中,本发明实施例的空调系统可以有多种具体的结构形式,例如,如图2所示的在机柜2中包括一个换热器4的结构形式;如图4所示的机柜2中包括两个换热器4的结构形式,该两个换热器4呈“Λ”字形拼接,此时风机3向下送风,湿膜51布置在换热器4上游;机柜2中包括两个换热器的结构形式,还可以如图3所示,其为上送风空调结构,风机3在换热器4的上方,此时两个换热器4呈“V”型布置,湿膜51平铺在其中一个换热器4上,该空调系统可以只包括一个接水盘53,用于收集两个换热器4流下的冷凝水和湿膜51流下的加湿使用的水。图3和图4的换热器4的设置方式,有利于增大换热面积,在有限的空间内把制冷量做大。或者,空调系统也可以是如图5所示的结构形式,两个空调系统间有关联。
当前房间级空调领域使用的电极加湿和红外加湿,有电流大、易结垢、水质要求高等缺点,且都是靠电加热水,使水蒸发,耗能大。本发明实施例提供的空调系统应用了湿膜,将湿膜加湿布置在风道内,大大提高了空调的节能效果。在上述图2和图3提供的实施例中,湿膜加湿耗能的仅仅是一个水泵,能耗可减少95%甚至更多。即本发明实施例的空调系统解决了传统加湿给机房带来的大电流困扰。
另外,本发明实施例的空调系统还可以解决湿膜容易吹水的问题,尤其是解决了湿膜倾斜放置容易吹水的难题。以及将冷凝水循环利用,以实现低能耗加湿,节能环保。湿膜容易吹水和应用湿膜时循环利用冷凝水的问题的解决,详见下文的相关描述。
图2和图3所示的空调系统包括了上述所述的两方面的改进,即包括了湿膜容易吹水和应用湿膜时循环利用冷凝水的问题的解决方案,为了对这两方面的改进做更好的说明,下文将基于图2和图3所示的结构,分别从不同的改进点对本发明实施例的空调系统进行说明。
首先,对防止气流从湿膜吹水的改进方案进行说明。
如图2和图3所示,空调系统包括:机柜2、设置在机柜2上的风机3、和设置在机柜2内的用于为机房加湿的湿膜51。
该风机3在运转时在机柜2内产生气流,在该湿膜51注入水后,风机3产生的气流从该湿膜51吹出水蒸气,从而可以调节机房的湿度。
一般来说,湿膜51上的加湿用水受重力作用,在湿膜51上从上往下流。在湿膜51竖直放置时。当有风水平穿过湿膜51时,湿膜51上的加湿用水气化成蒸气进入干燥的空气,从而调节了空气的湿度。
但是机房空调的风量很大,当风速高到一定程度后,水来不及气化就被从湿膜上夹带出来,以液滴的形式送到机柜空间,这对机组是极为有害的。
为此,本发明实施例提供了一种如下的方案,以解决湿膜吹水问题。
当空调系统开始为机房加湿时,风机3还用于以小于预设转速阈值的转速在预设时间内运转;当风机3运转预设时间后,该风机还用于以大于预设转速阈值的转速运转。这样,在空调系统开始为机房加湿时,水在湿膜上的亲和力较小,此时,将风机3运行在较低的转速中,从而风机3在机柜2产生的气流的风速较小,不至于将水从湿膜51上以液滴的形式吹出。当风机3运行了预设时间后,此时湿膜51上已经湿润,水和湿膜的亲和力较大,可以将风机3的转速开大,以满足机房对加湿量的要求。此时,因水和湿膜的亲和力较大,水不会从湿膜上以液滴的形式吹出,从而保护了机组。
其中,影响水与湿膜的亲和力的因素包括湿膜表面是干燥还是湿润、以及湿膜表面水的受力方向。所以,在湿膜51相对于水平面倾斜预设角度时,因湿膜51上的水的重力方向与湿膜51有一夹角,水与湿膜51的亲和力更为不够,更为容易被风吹出湿膜51,湿膜51上的水随风飞出机组,更将危害服务器等器件的安全,此时上述将风机转速分等级运行的方案对湿膜吹水现象的避免尤其有效。
其中,预设转速阈值和预设时间的确定可以根据实验结果统计得到。
湿膜51相对于水平面倾斜预设角度,带来的有益效果是能更快速地使得机房达到需要的加湿量,其中加湿量是指单位时间内空气带走的水的重量。增加加湿量的有效方法包括增大湿膜面积和增大穿过湿膜的风速。增大湿膜面积容易实现,将湿膜51倾斜预设角度布置后,即可增大空气和湿膜51的接触面积,从而可以达到增加加湿量的需求。
如上述所述,湿膜51的应用要配合机房空调的特点1和2,因换热器4为了增大换热量也是倾斜布置,在本发明的一些实施例中,湿膜51最大面积也就是与换热器4相同,即湿膜平铺在换热器上,从而湿膜51最优的布置方式也是平铺在换热器4表面,当然,也有的实施例是将湿膜51和换热器4平行布置,这也能达到增加湿膜与气流的接触面积的效果,而不一定要将湿膜平铺在换热器4上。
即为了提高湿膜51的加湿量,在空调系统还包括换热器4时,该换热器在机柜2内相对于水平面倾斜布置,则湿膜51平铺在换热器4的表面或者与换热器4平行布置。
综上,在本发明的一些实施例中,为了提高空调的制冷量,换热器4一般倾斜布置,湿膜51的加湿量也需要增加风量来提高。所以湿膜51需要与换热器4平行布置,但是这种布置情况下,开始加湿时湿膜51表面的水容易被风夹带吹出。本发明实施例的空调系统通过风机3的转速的两级控制,可以使空调系统在湿膜倾斜布置时也能正常运行,在有的实施例中湿膜51可成功的应用在60-90°的倾斜范围内,同时又避免了从湿膜吹水的现象的发生。
为了向湿膜51注入水,可以有多种实现方式,例如,在湿膜上方设置一加湿注水阀门,开启该加湿注水阀门即可实现为该湿膜注水。但是,为了减少对水资源的浪费,可以将湿膜加湿时用的水循环利用。为此,本发明实施例还提供了如下的湿膜注水方案:
为空调系统设置水泵54和水箱52,其中水箱52设于机柜2内,该水箱52位于湿膜51的下方,具体可参阅图2和图3。
其中,水泵54用于将从水箱52中抽取的水注入湿膜51,以使水从湿膜51的上端流向湿膜51的下端。水箱52用于收集从湿膜51流下的水。这样,空调系统当检测到机房要加湿时,启动水泵54,然后,通过水泵54从水箱52中抽取水,以将这些水注入湿膜,在重力作用下,加湿使用的水从湿膜51的上端流向湿膜51的下端后,流入水箱52中,从而使得加湿使用的水通过湿膜51、水箱52和水泵54的作用实现了循环利用。
为了使得水箱52中的水满足空调系统的加湿需求和水泵54的工作条件,在本发明的一些实施例中,空调系统还包括液位传感器55和注水阀56。其中,液位传感器55,用于判断水箱内的水位是否达到预设水位。若水箱内的水位达到预设水位,则水泵54启动;若水箱内的水位未达到预设水位,则注水阀56用于向水箱52注水,直至水箱52内的水位达到预设水位。
液位传感器55,还用于判断水箱52内的水位是否位于预设水位范围。
当水箱52内的水位未位于预设水位范围时,注水阀56用于向水箱52注水,维持水箱52内的水位在预设水位范围内。
具体的执行流程和效果分析可参考下述的空调加湿方法的实施例中的相应描述,在此不再赘述。
在本发明的一些实施例中,在空调系统包括水箱52、注水阀56、以及湿膜51倾斜布置的方案中,上述中说的“风机还用于以小于预设转速阈值的转速在预设时间内运转”中的预设时间的设置可以为:与水箱52的容积正相关,与注水阀56的流量负相关,与湿膜51面积正相关,与湿膜51和水平面的夹角的正弦值负相关。可以理解,在水箱52设置隔板57的方案中,该水箱52的容积指水箱52循环侧的容积。
即风机3低速运转持续时间T是水箱容积V、注水电磁阀流量Qvalve、湿膜面积A、湿膜与水平面夹角α的函数,其中,k1和k2是常数,可用于调节计算结果更准确。根据这些参数来准确确定预设时间,可以使得风机3在低转速运行的预设时间设置得更合理,避免预设时间过长,从而不利于对机房快速加湿;也避免了预设时间过短,从而导致风机在湿膜和水的亲和力较小时以较大转速运行。
防止气流从湿膜吹水的改进方案的具体执行过程可参考下述的图6和图7所示的空调加湿方法的描述。
上文是对防止气流从湿膜吹水的改进方案进行的说明,下文将对在空调系统中将房间级冷冻水常用的自排水设计和湿膜循环水设计相结合的方案进行说明。
如图2和图3所示,该空调系统包括:机柜2、设置在机柜2上的风机3,和设置在机柜2内的湿膜51,其中,该风机3在运转时在机柜2内产生气流,以使湿膜51注入水后,气流从湿膜51吹出水蒸气以调节机房的湿度。
在房间级空调中,一般采用重力自排水方案,以将换热器的冷凝水排出机柜,这一将水排出到机柜外的过程完全靠重力排水。在本发明实施例循环利用加湿用水时,可以将该自排水方案和循环用水方案结合起来,以进一步减少对水资源的浪费和使得机柜内的部件更加紧凑,以充分利用机柜空间。
为此,在本发明的一些实施例中,该空调系统还包括换热器4、水箱52和水泵54,其中换热器4和水箱52设于机柜2内,水箱52位于换热器4和湿膜51的下方。
其中,水泵54用于将从水箱52中抽取的水注入湿膜51,以使水从湿膜51的上端流向湿膜51的下端。而水箱52用于收集从湿膜51流下的水和换热器4产生的冷凝水。
从而,空调系统运行时,换热器4的表面产生冷凝水,在重力作用下,该冷凝水从换热器4流下,流入水箱52中,被水箱52收集起来。而空调系统若进行加湿操作,则水泵54从水箱52中抽取加湿使用的水,将这些水注入湿膜51中,加湿使用的水在重力作用下从湿膜51的上端流到湿膜的下端,与此同时,风机3在机柜2内产生的气流从湿膜51吹出水蒸气,气流携带水蒸气为机房送风,从而调节了机房的湿度。而从湿膜51上流下的水流入水箱52中,被水箱52收集起来,再用于被水泵54抽取注入湿膜51。从而实现了对水箱的水的循环利用。该水箱52中的水包括冷凝水,即换热器4产生的冷凝水可用于湿膜51加湿,该水箱52中的水还可以包括通过注水阀56注入或者工作人员添加的水等。
这样,通过湿膜51、水箱52和水泵54的设置,循环利用湿膜51加湿时使用的水,以减少对水资源的浪费,另外,通过上述方案的设置,可以通过水箱52接收换热器4产生的冷凝水,从而水箱52中的水包括从湿膜51流下的水和从换热器4流下的冷凝水,即循环利用的水箱中的水包括了换热器4的冷凝水,将水箱52中的水注入湿膜51水后,没蒸发的水又回流到该水箱52中,与将换热器4产生的冷凝水直接排出机柜2的方案相比,本发明实施例的空调系统因加湿用水利用了冷凝水,可以进一步减少对水资源的浪费。
为了使水箱的开口设置得更小,以及使得机柜内的部件设置得更紧凑,在本发明的一些实施例中,湿膜51平铺在换热器4的表面。具体可参考图2和图3的描述。
在本发明的一些实施例中,空调系统还包括接水盘53。该接水盘53设于湿膜51和换热器4的下方,并且该接水盘53设于水箱52的上方。在有的实施例中,该接水盘53还可以对湿膜51和换热器4进行支撑。该接水盘53用于收集从湿膜51流下的水和换热器4产生的冷凝水,从而方便对该加湿用水和换热器4进行收集。相应地,该水箱52还用于收集从接水盘53流下的水。即,湿膜51流下的水和换热器4流下的冷凝水先被该接水盘53进行收集,然后,从接水盘53中流入水箱52中。接水盘53中的水流入水箱52中的具体方式,可以是在接水盘53中的底部设有一小开口,从而接水盘53中的水从该开口流入水箱52中;或者,在接水盘53和水箱52之间设有管路,该管路的一端连接接水盘53,该管路的另一端可以对准该水箱52的开口,从而接水盘53中的水在重力的作用下,通过该管路流入水箱中。这样,通过接水盘的设置,因接水盘距离湿膜和换热器更近,从而可以更方便地收集加湿使用的水和冷凝水,同时,水箱52的水来至于接水盘53,水箱52在机柜2内的设置也有更多的自由。
在本发明的一些实施例中,空调系统的接水盘53和换热器4的数量分别为至少两个,其中,不同的接水盘53用于收集从不同的换热器4产生的冷凝水。不同的接水盘53中收集到的水通过管路流入同一水箱52,管路分别与不同的接水盘53连接,管路还与水箱52连接。例如,具体可参考图4所示的空调系统结构,该空调系统包括两个换热器4,该两个换热器呈“Λ”型布置,每一换热器的下方还设置有接水盘,湿膜平铺在其中一个换热器上,从而其中一个接水盘53用于收集换热器4留下的冷凝水外,还用于收集该湿膜51流下的水。另外,每一接水盘53中的水通过管路在重力作用下流入水箱中,从而水箱中收集的水包括了不同换热器产生的冷凝水,以及湿膜流下的加湿使用的水。
这样,可将多个接水盘53中的水汇入同一水箱52中,每一接水盘可收集不同器件产生的水,在机柜内设置多个换热器等产生水的器件时,方便了循环利用这些器件产生的水,进一步地减少了对水资源的浪费。
在本发明的一些实施例中,一空调系统的水箱通过管路收集另一空调系统的换热器产生的冷凝水。即将不同的空调系统的冷凝水汇集到其中一个空调系统的水箱中。例如,如图5所示,在两个空调系统的机柜中都设有“Λ”形设置的换热器4,在其中一个空调系统的机柜中还设有湿膜51,每一机柜2的换热器4流下的冷凝水被各自的接水盘53收集,每一接水盘53都通过管路与一机柜2内的水箱连接,从而,每一接水盘53收集的水通过管路在重力的作用下流入一机柜2的水箱52中。这样的设置使得该水箱的水更易于汇集,方便水泵工作时的抽水,也减少了空调系统的零部件的使用,减少了空调系统的成本以及减少了对机柜内空间的占用。并且将不同的空调模块的冷凝水汇集到一个水箱中,减少了冷凝水的浪费。
在本发明的一些实施例中,该水箱内部还设有隔板57,如图2和图3所示,该隔板57的高度低于水箱52的箱体边缘,从而该隔板57将水箱分为循环侧和排水侧,当箱内水位高于该隔板57时,水会溢流到另外一侧,从该侧的排水口流出。该排水口的位置可以设在低于隔板57的水箱壁面上的任意位置。从而在水箱52中循环侧的水超过隔板57的高度时,溢流到排水侧,从排水侧的排水口排出。这样的设置保证了换热器4产生的冷凝水太多时,从水箱52可靠地排出。而排水口的布置更加自由。因机柜2内部空间很紧凑,没有隔板57的话,排水口只能限定在浮子处。有了隔板57,排水口可以根据具体情况调节,更加灵活。当然,在有的实施例中,水箱52也可以不设置隔板57,直接设置排水口这也是可行的。或者,在水箱52中即不设置排水口可不设置隔板,而在水箱的底部设置一接水盘,在水箱中的水因过满而溢出时,水箱溢出的水流入该水箱底部的接水盘,从该接收盘中流出机柜。通过这样的设置,在因换热器产生的冷凝水过多导致水箱中的水过满时,可使得水箱中的水及时排出机柜。
综上所述,房间级空调通常靠重力自排水,本发明实施例的空调系统通过水箱52的设计成功的将循环使用的湿膜上的加湿用水和换热器的自排水结合起来,减少了对水资源的浪费,以及确保了换热器4产生的冷凝水可靠的排出。另外,换热器4的冷凝水流到水箱52以及排出机柜2通过重力作用实现,湿膜51的水流到水箱52也利用到了重力,从而减少了机组功耗,使得本发明实施例的空调系统更加节能。
本发明实施例还提供了一种空调加湿方法,该空调加湿方法可应用与上述的各空调系统中,例如如图2所示的空调系统。
现对本发明实施例提供的空调加湿方法说明如下:
本发明实施例的空调加湿方法用于空调系统中,该空调系统包括:机柜2、设置在机柜2上的风机3和设置在机柜2内的湿膜51,湿膜51用于加湿。
参阅图6,本发明实施例的方法包括:
步骤601:向湿膜注入水。
具体的向湿膜51注水的方法可以参考上述对空调系统的描述的内容。
步骤602:控制风机运转。
空调系统控制风机3运转后,风机3在机柜2内产生气流,该气流从注入水的湿膜51吹出水蒸气以调节机房的湿度。
其中,为了防止从湿膜中吹出水,该控制风机运转,包括:
步骤A1:当空调系统开始为机房加湿时,控制风机以小于预设转速阈值的转速在预设时间内运转;
步骤A2:当风机运转预设时间后,控制风机以大于预设转速阈值的转速运转。
综上所述,在本发明的一些实施例中,开始加湿时湿膜表面的水容易被风夹带吹出。本发明实施例的空调系统通过风机3的转速的两级控制,避免了从湿膜51吹水的现象的发生。尤其在湿膜51倾斜布置时,例如,为了提高空调的制冷量,换热器4一般倾斜布置,湿膜51的加湿量也需要增加风量来提高。所以湿膜51可与换热器4平行布置,但是这种布置情况下,使用本发明实施例的空调加湿方法,可避免从湿膜吹水的现象的发生,保护了机组设备的正常工作,此时,将湿膜应用在60-90°的倾斜范围内也是可行的。
在本发明有的实施例中,空调加湿方法用于空调系统中,该空调系统包括:机柜2、设置在机柜2上的风机3和设置在机柜2内的湿膜51,湿膜51相对于水平面倾斜预设角度,湿膜51用于为机房加湿;该方法包括:向湿膜51注入水;当空调系统开始为机房加湿时,控制风机3以小于预设转速阈值的转速在预设时间内运转;当风机3运转预设时间后,控制风机3以大于预设转速阈值的转速运转,以通过控制风机3运转,在机柜2内产生气流,气流从注入水的湿膜51吹出水蒸气以调节机房的湿度。本发明实施例的空调加湿方法因使用湿膜加湿,减少了加湿时对电流的依赖,实现了节能加湿。将湿膜相对于水平面倾斜预设角度设置,提高了湿膜和机柜内气流的接触面积,从而能提高加湿量,但是湿膜倾斜后容易被吹水,为此当空调系统开始为机房加湿时,风机先以小于预设转速阈值的转速运行,风机运转一段时间后,湿膜的表面湿润,此时湿膜和水的亲和力较大,湿膜上的水不易被气流从湿膜上吹出,从而此时可以提高转速运行风机,以提高空调系统产生的气流和加湿量,满足了空调系统对机房湿度的调节要求,并且在湿膜倾斜布置时,避免了风机产生的气流从湿膜上吹出液态水。
参阅图7,其为本发明实施例提供的一种空调加湿方法的方法流程图,该方法可应用于上述描述的各空调系统中。图7所示的空调加湿方法也可以参考图8所示的流程示意图。该空调系统包括:机柜2、设置在机柜2上的风机3和设置在机柜2内的湿膜51,该湿膜51用于为机房加湿。
在本发明有的实施例中,湿膜51相对于水平面倾斜预设角度,湿膜51相对于水平面倾斜的预设角度可在60度至90度之间。
在本发明有的实施例中,空调系统还包括换热器4,换热器4在机柜2内相对于水平面倾斜布置,湿膜51平铺在换热器4的表面或者与换热器4平行布置。
在本发明有的实施例中,该空调系统还包括液位传感器55和注水阀56,
在本发明有的实施例中,该空调系统还包括水泵54和水箱52,水箱52设于机柜2内,水箱52位于湿膜51的下方。
关于空调系统的结构的更多描述,可参考上述图2至图5所示实施例的详细描述。
本发明实施例的空调加湿方法包括:
步骤701:当检测到机房要加湿时,通过液位传感器判断水箱内的水位是否达到预设水位。若水箱内的水位达到预设水位,则执行步骤702,若水箱内的水位未达到预设水位,则执行步骤703。
即,当空调有加湿需求时,在启动水泵54之前,通过液位传感器55判断水箱52内水位是否达到指定位置。其中检测机房是否要加湿的方法包括但不限于通过湿度传感器检测、通过工作人员或计算机输入的指令控制。
因水泵54开启后,水箱内液面下降很快。当水箱内水位不足时,水泵容易发生气封故障。所谓气封:循环水泵可以利用离心力将水压到一定高度,但是由于空气密度比水低,水泵不能将空气压出。所以水泵中进入空气后,无法持续为湿膜供水。表现就是水泵被气封住了,称为气封。
故,该预设水位的位置可根据防止水泵气封的水位设置。
步骤702:启动水泵。
当水箱内水位高于预设水位时,开启水泵54,以执行步骤704。
步骤703:开启注水阀。
当水位低于预设水位时,开启注水阀56,以通过该注水阀56向水箱52注水,直至水箱52内的水位达到预设水位。然后再开启水泵54,即执行步骤702。这样,即可避免水泵54发生气封现象。
步骤704:通过水泵从水箱中抽取水注入湿膜。
空调系统开启水泵54后,通过水泵54从水箱52中抽取加湿用水注入湿膜,以使水从湿膜51的上端流向湿膜51的下端后,流入水箱52。将水注入湿膜51的具体实现方式可为将水注入湿膜51的分水器59,从而,在重力作用下,水在湿膜51的表面,从湿膜51的上端流到湿膜51的下端。
步骤702和步骤704即为向湿膜注入水的具体实现方式之一。
在本发明有的实施例中,向湿膜51注入水可以为在湿膜51的上端设置一管路,该管路设有阀门,控制该阀门打开,则该管路直接为该湿膜注入,控制该阀门关闭,则停止向该湿膜注入加湿用水。
步骤705:当空调系统开始为机房加湿时,控制风机以小于预设转速阈值的转速在预设时间内运转。
即,加湿开始后,风机3先低速运转预设时间,然后才高速运转。因开始加湿时,湿膜表面干燥,水与湿膜51的亲和力较小,当风吹过湿膜51表面时,容易将水从湿膜带出,这在湿膜51倾斜布置时,湿膜51吹水现象尤其可能发生。故,先控制风机3低速运转,此时风机3在机柜2产生的气流的流速较小,即使水与湿膜51的亲和力较小,该流速较小的气流仍不能将加湿用水从湿膜51上吹出,与此同时,水泵3将加湿用水注入湿膜51,加湿用的水在湿膜51的表面从湿膜51的一端流向湿膜51的另一端,使得湿膜51逐渐变得湿润,从而水与湿膜的亲和力变大。这样,即为提高风机3的转速做好了准备。
步骤706:当风机运转预设时间后,控制风机以大于预设转速阈值的转速运转。
当风机运转预设时间后,加湿用水与湿膜51的亲和力变大,此时,控制风机以大于预设转速阈值的转速运转,使得气流的流速变大,从而提高可空调系统的加湿量,满足对机房的湿度调节要求。
其中,该预设转速阈值的设置可以根据统计实验结果得到。
在本发明有的实施例中,预设时间与水箱52的容积正相关,与注水阀56的流量负相关,与湿膜面积正相关,与湿膜51和水平面的夹角的正弦值负相关。
例如,如下述公式所示:
即,风机低速运转持续时间T是水箱容积V、注水电磁阀流量Qvalve、湿膜面积A、湿膜与水平面夹角α的函数。k1和k2是常数,可用于调节计算结果更准确。
例如,加湿伊始,倾斜的湿膜51表面干燥,水与湿膜51的亲和力较小。当风吹过湿膜51表面时,容易将水从湿膜51带出,这在机房内是不允许的。所以加湿开始时,需要先控制风机3以较低转速运行至湿膜51表面湿润,湿膜表面湿润则水与湿膜的亲和力较大。然后风机再高速运行,增大水和风的相对速度,以增大加湿量。
步骤705和步骤706即为控制风机运转的具体实现方式之一,控制风机运转,可以在机柜内产生气流,该气流从已注入水的湿膜吹出水蒸气以调节机房的湿度。
在本发明的一些实施例中,通过水泵54从水箱52中抽取水注入湿膜时,本发明实施例的方法还包括:通过液位传感器55判断水箱52内的水位是否位于预设水位范围;当水箱52内的水位未位于预设水位范围时,开启注水阀56,以通过注水阀56向水箱52注水,维持水箱52内的水位在预设水位范围内。即,加湿过程中根据液位传感器55的反馈信号,控制注水阀56和水泵54的开启和关闭,持续不断的为湿膜供水,直至室内湿度达到设定值。这样,在加湿过程中持续检测水箱液位,维持水位在指定高度范围内,从而防止了水泵54发生气封现象。
步骤707:当机房湿度到达指定值时,停止加湿操作。
空调系统检测到机房湿度达到指定值时,则停止加湿操作,例如停止水泵的工作,从而停止为湿膜供水。
可以理解,当空调系统运行在除湿工况时,上述加湿逻辑不工作。换热器4产生的冷凝水通过水管收集到水箱中,待水漫过隔板57,通过自排水口排出。当然,该换热器在空调系统运行在除湿工况时也是可以同时进行工作的。
可以理解,在本发明有的实施例中,该空调系统可以不包括液位传感器55和注水阀56,从而步骤701、703、707和708可以不用执行,而是当检测到机房要加湿时,直接启动水泵,但是这样的方案可能导致该水泵在工作时产生气封现象。
可以理解,上述的空调加湿方法虽然没涉及到接水盘53、以及不同的空调系统的关系的描述,但是可以理解,本发明实施例的空调加湿方法也可以应用在有接水盘53、包括多个换热器4的空调系统中,例如,用在图2至图5所示的空调系统中,本发明实施例对此不作具体限定。
可以理解,本发明实施例提供的空调系统和空调加湿方法可以用在下送风房间级空调中,例如如图2和图4、图5所示。也可以用在上送风空调中,例如,如图3所示,此时风机在换热器的上方,湿膜和换热器可倾斜布置。
综上所述,在本发明的一些实施例中,开始加湿时湿膜51表面的水容易被风夹带吹出。本发明实施例的空调系统通过风机3的转速的两级控制,避免了从湿膜51吹水的现象的发生。尤其在湿膜51倾斜布置时,例如,为了提高空调的制冷量,换热器4一般倾斜布置,湿膜51的加湿量也需要增加风量来提高。所以湿膜51需要与换热器4平行布置,但是这种布置情况下,使用本发明实施例的空调加湿方法,可避免从湿膜吹水的现象的发生,保护了机组设备的正常工作,此时,将湿膜应用在60-90°的倾斜范围内也是可行的。并且通过水泵54和水箱52的设置可以循环利用加湿用水,减少了对水资源的浪费。而注水阀56和液位传感器55的使用,使得水泵54有足够的加湿用水提供给湿膜,其避免了水泵发生气封现象。
以上所述,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (16)
1.一种空调系统,其特征在于,所述空调系统包括:
机柜(2);
设置在所述机柜(2)上的风机(3);
设置在所述机柜(2)内的湿膜(51),所述湿膜(51)相对于水平面倾斜预设角度,所述湿膜(51)用于为机房加湿;
当所述空调系统开始为机房加湿时,所述风机(3)用于以小于预设转速阈值的转速在预设时间内运转;当所述风机(3)运转所述预设时间后,所述风机(3)还用于以大于所述预设转速阈值的转速运转,其中,所述风机(3)在运转时在所述机柜(2)内产生的气流用于从所述湿膜(51)吹出水蒸气以调节所述机房的湿度。
2.根据权利要求1所述的空调系统,其特征在于,
所述湿膜(51)相对于水平面倾斜的预设角度在60度至90度之间。
3.根据权利要求1所述的空调系统,其特征在于,
所述空调系统还包括换热器(4),所述换热器(4)在所述机柜(2)内相对于水平面倾斜布置,所述湿膜(51)平铺在所述换热器(4)的表面或者与所述换热器(4)平行布置。
4.根据权利要求1所述的空调系统,其特征在于,
所述空调系统还包括水泵(54)和水箱(52),所述水箱(52)设于所述机柜(2)内,所述水箱(52)位于所述湿膜(51)的下方;
所述水泵(54),用于将从所述水箱(52)中抽取的水注入所述湿膜(51),以使水从所述湿膜(51)的上端流向所述湿膜(51)的下端;
所述水箱(52),用于收集从所述湿膜(51)流下的水。
5.根据权利要求4所述的空调系统,其特征在于,
所述空调系统还包括液位传感器(55)和注水阀(56),
所述液位传感器(55),用于判断所述水箱(52)内的水位是否达到预设水位;
若所述水箱(52)内的水位达到所述预设水位,则所述水泵(54)启动;
若所述水箱(52)内的水位未达到所述预设水位,则所述注水阀(56)用于向所述水箱(52)注水,直至所述水箱(52)内的水位达到所述预设水位;
所述液位传感器(55),还用于判断所述水箱(52)内的水位是否位于预设水位范围;
当所述水箱(52)内的水位未位于所述预设水位范围时,所述注水阀(56)用于向所述水箱(52)注水,维持所述水箱(52)内的水位在所述预设水位范围内。
6.根据权利要求5所述的空调系统,其特征在于,
所述预设时间与所述水箱(52)的容积正相关,与所述注水阀(56)的流量负相关,与所述湿膜(51)面积正相关,与所述湿膜(51)和水平面的夹角的正弦值负相关。
7.根据权利要求1或2所述的空调系统,其特征在于,
所述空调系统还包括换热器(4)、水箱(52)和水泵(54),所述换热器(4)和所述水箱(52)设于所述机柜(2)内,所述水箱(52)位于所述换热器(4)和所述湿膜(51)的下方;
所述水泵(54),用于将从所述水箱(52)中抽取的水注入所述湿膜(51),以使水从所述湿膜(51)的上端流向所述湿膜(51)的下端;
所述水箱(52),用于收集从所述湿膜(51)流下的水和所述换热器(4)产生的冷凝水。
8.根据权利要求7所述的空调系统,其特征在于,
所述湿膜(51)平铺在所述换热器(4)的表面。
9.根据权利要求7所述的空调系统,其特征在于,
所述空调系统还包括接水盘(53);
所述接水盘(53)设于所述湿膜(51)和所述换热器(4)的下方,所述接水盘(53)设于所述水箱(52)的上方;
所述接水盘(53),用于收集从所述湿膜(51)流下的水和所述换热器(4)产生的冷凝水;
所述水箱(52),还用于收集从所述接水盘(53)流下的水。
10.根据权利要求9所述的空调系统,其特征在于,
所述接水盘(53)和所述换热器(4)的数量分别为至少两个,
不同的所述接水盘(53)用于收集从不同的所述换热器(4)产生的冷凝水;
不同的所述接水盘(53)中收集到的水通过管路流入同一水箱(52),所述管路分别与不同的所述接水盘(53)连接,所述管路还与所述水箱(52)连接。
11.一种空调加湿方法,其特征在于,
所述空调加湿方法用于空调系统中,所述空调系统包括:机柜(2)、设置在所述机柜(2)上的风机(3)和设置在所述机柜(2)内的湿膜(51),所述湿膜(51)相对于水平面倾斜预设角度,所述湿膜(51)用于为机房加湿;
所述方法包括:
向所述湿膜(51)注入水;
当所述空调系统开始为机房加湿时,控制所述风机(3)以小于预设转速阈值的转速在预设时间内运转;
当所述风机(3)运转所述预设时间后,控制所述风机(3)以大于所述预设转速阈值的转速运转,以通过控制所述风机(3)运转,在所述机柜(2)内产生气流,所述气流从注入水的所述湿膜(51)吹出水蒸气以调节机房的湿度。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,
所述湿膜(51)相对于水平面倾斜的预设角度在60度至90度之间。
13.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,
所述空调系统还包括换热器(4),所述换热器(4)在所述机柜(2)内相对于水平面倾斜布置,所述湿膜(51)平铺在所述换热器(4)的表面或者与所述换热器(4)平行布置。
14.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,
所述空调系统还包括水泵(54)和水箱(52),所述水箱(52)设于所述机柜(2)内,所述水箱(52)位于所述湿膜(51)的下方;
所述向所述湿膜(51)注入水,包括:
当检测到所述机房要加湿时,启动所述水泵(54);
通过所述水泵(54)从所述水箱(52)中抽取水注入所述湿膜(51),以使水从所述湿膜(51)的上端流向所述湿膜(51)的下端后,流入所述水箱(52)。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,
所述空调系统还包括液位传感器(55)和注水阀(56),
所述启动所述水泵(54)之前,所述方法还包括:
通过所述液位传感器(55)判断所述水箱(52)内的水位是否达到预设水位;
若所述水箱(52)内的水位达到所述预设水位,则启动所述水泵(54);
若所述水箱(52)内的水位未达到所述预设水位,则开启所述注水阀(56),以向所述水箱(52)注水,直至所述水箱(52)内的水位达到所述预设水位;
所述通过所述水泵(54)从所述水箱(52)中抽取水注入所述湿膜(51)时,所述方法还包括:
通过所述液位传感器(55)判断所述水箱(52)内的水位是否位于预设水位范围;
当所述水箱(52)内的水位未位于所述预设水位范围时,开启所述注水阀(56),以向所述水箱(52)注水,维持所述水箱(52)内的水位在所述预设水位范围内。
16.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,
所述预设时间与所述水箱(52)的容积正相关,与所述注水阀(56)的流量负相关,与所述湿膜(51)面积正相关,与所述湿膜(51)和水平面的夹角的正弦值负相关。
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