CN108901179A - 一种自适应抗冷凝密闭机柜环境控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应抗冷凝密闭机柜环境控制装置，该装置的结构组成包括：控制模块，调速风机，换热器，温度传感器，壳体，进出液冷管路及接头。该装置采用温度传感器监测密闭机柜环境控制装置回风口温度T，当密闭机柜内电子器件发热量Q在1.5～4.5kW宽范围内波动时，通过控制模块，按照设计的温度‑转速相关曲线(T‑N)输出电压量控制调速风机改变转速N，风机转速变化后机柜循环风量发生改变，而在换热器内机柜循环风与冷却介质发生热交换后密闭机柜出风口风温随之改变，进而达到密闭机柜内温度稳定在规定范围内的目的，不因机柜内发热量变化范围过大而发生机柜壁面温度过低造成冷凝的情况。

Description

一种自适应抗冷凝密闭机柜环境控制装置

技术领域

本发明涉及一种气-液热交换的环境控制装置，特别是涉及环境控制装置抗冷凝技术。

背景技术

目前密闭机柜的环境控制装置主要分为外循环风冷式和内循环风冷式。

外循环风冷式环境控制装置是通过专用的循环通风装置对来自机柜内部的空气进行热湿处理后，将符合温湿度要求的空气通过专门的出风管路输送至每台密闭机柜的进风口，机柜内设置相应的进风管道，循环通风装置处理后的空气经风道送至发热模块处，与模块直接进行热交换，带走模块热量，从而控制密闭机柜内部的环境温湿度，达到环境控制的目的。该环境控制方法中设备之间需要较大的风管，其出风风量无法自动调节，无法根据机柜内部热量变化自动做出适应性的控制措施。

内循环风冷式环境控制装置是新型密闭机柜所采用的控制装置，其通过密闭机柜上安装的气液热交换装置，采取冷却液在气液热交换装置内与机柜内部空气进行热交换，通过低温的冷却液可以实现对机柜内部空气的热湿处理。该方案节省了机柜外部较大的送回风管道，机柜内部空气在机柜内循环流动，同时也避免了外循环式风管的泄漏和外部空气进入机柜内导致机柜内环境恶化的可能。但该方案未考虑机柜内热负载波动情况，在热负载较小时，会发生送风温度低，产生冷凝的情况。

本发明在内循环风冷式环境控制装置的基础上研制出了一种自适应抗冷凝密闭机柜环境控制装置。该装置能够根据机柜内部空气温度，自动调整热交换过程中的空气侧风流量，控制出风温度，从而控制机柜内温度，避免冷凝。该系统主要结构构成主要包括控制模块、调速风机、热交换装置、温度传感器、壳体、出风道、液冷管路及接头。

发明内容

本发明公开了一种自适应抗冷凝密闭机柜环境控制装置，其结构组成包括：控制模块、调速风机、热交换装置、温度传感器、壳体、出风道、进出液冷管路及接头。该发明采用温度传感器监测密闭机柜环境控制装置进风口温度T，当密闭机柜内电子器件发热量Q波动时，通过控制模块内设计的温度-转速(T-N)曲线对应输出电压量控制调速风机改变转速N，风机转速变化后机柜循环风量发生改变，而在热交换装置内机柜循环风与冷却液发生热交换后其出风口风温随之改变，进而达到密闭机柜内温度稳定在规定范围内的目的，不因机柜内发热量变化而发生机柜内环境温度过高或者避免机柜壁面冷凝的情况。

本发明提出的自适应抗冷凝密闭机柜环境控制装置主要目的在于机柜内热负载在一定范围内波动时，自适应控制机柜内部环境温度，使其环境一方面满足电子元器件的工作要求，另一方面防止因空气温度过低带来的密闭机柜外壁面冷凝。

本发明所采用的是控制方法是，通过检测代表机柜内部最高温度T，通过预先测试并设计的温度-转速(T-N)曲线控制规律，得到该温度下相应的调速风机转速，风机转速变化后按照风机工作风量-转速(q-N)曲线循环风量发生变化，改变了热交换装置空气侧对流换热系数，空气与冷却液热交换过程发生变化，从而控制热交换装置出风温度。本系统结构简单，执行机构可靠性高，能够实时控制风机转速及风量以适应机柜内热负载的波动变化，通过系统设定的控制规律实现自动调节和智能控制。

附图说明

图1为自适应抗冷凝密闭机柜环境控制装置结构示意图。其中：1-进风温度传感器，2-调速风机，3-控制模块，4-热交换装置，5-壳体，6-液冷管路及接头，7-出风风道，8-密闭机柜。

具体实施方式

自适应抗冷凝密闭机柜环境控制装置采用温度传感器(1)监测密闭机柜环境控制装置进风口温度T，当密闭机柜内电子器件发热量Q在1.5～4.5kW宽范围内波动时，通过控制模块(3)内的控制算法，按照设计的温度-转速相关曲线(T-N)输出电压量控制调速风机(2)改变转速N，风机转速变化后风机风量发生变化，改变了热交换装置空气侧对流换热系数，通过液冷管路及接头(6)进入热交换装置(4)的冷却液与空气热交换过程发生变化，从而控制热交换装置出风温度，通过出风风道(7)将处理后的空气送入密闭机柜(8)内部与负载进行热交换，达到密闭机柜(8)内温度稳定在规定范围内的目标。控制系统各部分集成安装于壳体(5)上，再一体式安装于密闭机柜(8)背部。

Claims (3)

1.一种自适应抗冷凝密闭机柜环境控制装置，其特征在于：包括进风温度传感器(1)、调速风机(2)、控制模块(3)、热交换装置中(4)、壳体(5)、液冷管路及接头(6)、出风风道(7)、密闭机柜(8)；其中，进风温度传感器(1)、调速风机(2)、控制模块(3)、热交换装置中(4)与液冷管路及接头(6)集成安装于壳体(5)上，控制模块(3)控制调速风机(2)转速N，改变循环风量，空气在热交换装置(4)中与从液冷管路及接头(6)进入的冷却液进行热交换，降低了空气的温度和湿度，处理后的空气经出风风道(7)进入密闭机柜(8)，达到控制密闭机柜内部温度稳定，防止机柜壁面温度过低造成冷凝。

2.根据权利要求1所述的自适应抗冷凝密闭机柜环境控制装置，其特征在于：所述密闭机柜内电子器件发热量Q在1.5kW～4.5kW宽范围内波动。

3.根据权利要求1所述的自适应抗冷凝密闭机柜环境控制装置，其特征在于：控制模块(3)按照设计的温度-转速相关曲线，即T-N曲线，输出电压量自适应控制调速风机(2)转速N在10％-100％范围内变化。