CN108966606A - 低噪音机房空气能节能装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种低噪音机房空气能节能装置，室内外温度传感器、自动控制器，分别与调频器、数据输出显示设备连接，构成自动控制系统控制着空气流通系统。排风口、弹性支承风机、换热器、进风口、依次用通风管道连接，组成了空气流通系统，将室内热空气做室外循环进行冷却，自动控制系统与空调器没有任何连接，机房室内外的空气隔离，不发生气体交换，因此不需考虑空气除尘问题；因为热空气不是用空调器降温，而是用室外的换热器降温，节省了空调器的耗电，提高了空调器的效率；在室外气温26‑20℃区间时，本发明以节能模式工作；在室外气温达到20℃以下时，风机工作，空调器不工作，本发明以更加高效的节能模式工作，更加节能。

Description

低噪音机房空气能节能装置

技术领域

本发明涉及一种机房控温系统，特别是低噪音机房空气能节能装置。

背景技术

计算机房、数据中心和移动通信的机房里，都安装了大量的电子设备，这些设备每天24小时工作，产生了大量热能，使得机房内的温度不断升高，为了保持电子设备能正常运转，必须有一套控温系统，将机房内的热量排出到室外，使得机房内的温度保持在15-25℃。现在机房的控温系统大都是采用空调器控温，机房与外界封闭隔绝，无论外界气温如何变化，机房内的热量都得靠空调器排出去，即使在冰天雪地的冬天也是如此，这样就浪费了大量电能。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术中存在的不足，提供一种低噪音机房空气能节能装置。是一种机电一体化的自动系统，无论一年四季的气温如何变化，它都可以自动控制室内温度。采用了多项先进技术，例如用自动控制器控制本系统自动运行，并且具有断停电自启动恢复功能，实现无人化管理。低噪音的“弹性支承风机”技术，不会对周围环境产生噪音影响。模块化设计，方便各种机房选用和扩容。利用分区隔断的方法，合理组织气流，将室内温度较高的热空气通过风机、管道送到室外换热器中，在换热器和管道中这些热空气被冷却，然后再将这些被冷却了的空气通过管道送回机房内，采用冷、热空气能量交换的方法，用空气能对机房内部进行通风降温，可以提高空调器的效率，使其处于节能模式工作；当室外气温降至某一温度时，甚至可以用风机代替空调器，使其处于高效节能模式，达到节省机房耗电的目的。

本发明的目的是这样实现的，包括：室外温度传感器、室内温度传感器、

自动控制器、排风口、管道、风机、换热器、进风口、固定隔断、活动隔断，其特征是，室外温度传感器、室内温度传感器分别用导线与自动控制器连接，自动控制器用导线分别与调频器、数据输出显示设备连接，构成自动控制系统，自动控制系统控制着空气流通系统。排风口、弹性支承风机、换热器、进风口、分三段或N段通风管道依次连接，组成了空气流通系统，将室内热空气做室外循环进行冷却。在机房内装有空调器和电子设备机柜，在电子设备机柜的出风口上方安装有排风口，排风口通过管道与在机房外安装的风机连接，风机通过管道将室内较热空气输送到换热器进行冷却，换热器通过管道与进风口连接，将冷却了的空气送回到机房，进风口安装在空调器回风口附近。在大型机房内设有固定隔断和活动隔断，用于组织气流，适用于下送上回，即下面送冷风，上面回流温度较高的空气。活动隔断便于挪动，不影响人员行走，活动隔断有垂直活动隔断和斜面活动隔断，活动隔断的金属框架下面安装有2个轮子，便于移动。在机房内2米以下空间采用活动隔断，2米以上空间采用固定式的隔断，隔断面板一律采用钢化玻璃。所述的机房空调器系统独立存在，自动控制系统与空调器没有任何连接，不影响空调器的工作；机房室内的空气与室外的空气隔离，不发生气体交换，因此不需考虑空气除尘问题；所述的室外温度传感器、室内温度传感器分别通过导线，将信号传送至自动控制器，自动控制器通过导线控制调频器、风机，并输出数据进行显示。室外的气温一年四季中变化很大，在此范围内由低到高确定若干个控制点，它们依次排列为t1、t2、t3、t4、t5，室外的温度控制点有2个，分别为t1、t5，室内的温度控制点有3个，分别为t2、t3、t4，本例中t2=17℃，t3=20℃,t4=24℃当室内温度达到控制点t3时，自动控制器控制风机启动工作，将室内温度较高的热空气通过管道送到室外的换热器，换热器将这些空气冷却到接近室外温度，再送回到空调器回风口附近，因为热空气不是用空调器降温，而是用室外的换热器降温，所以它节省了空调器的耗电，提高了空调器的效率；当室内温度降到t3以下时，空调器停止工作，风机继续工作，此时风机了代替空调器，使室内温度处在t2、t4两个控制点之间，如果这时室外温度也降到t3以下，风机将有能力使室内温度一直保持在t2、t4之间，因为风机耗电只是空调器的20%，所以这就达到了高效节能的目的。

本发明的有益效果是：利用室外冷空气的能量来降低室内热空气的温度，1.当室外温度降至26℃以下时，风机和空调器同时工作，电子设备产生的温度较高的热空气被分区隔断挡住，被风机通过管道送到室外的换热器中，通过换热器的热空气被冷却，温度几乎与室外温度相等，这些被冷却的空气又通过管道被送入室内，进入空调器，空调器进风口温度每降低1度，可以提高效率3%，因此风机只要开始工作，就进入了节能模式，温差越大，节能越多。2.当室内温度降到20℃以下时空调器停止工作，此时风机单独工作，风机的耗电量只是空调器耗电量的20%，因此可以节电80%。3.根据以上几条可知，在室外气温26-20℃区间时，本发明的系统以节能模式工作；在室外气温达到20℃以下时，风机工作，空调器不工作，本发明的系统以高效节能模式工作，更加节能，可以节能80%。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明

图1是本发明系统的结构和空气流程示意图。

图2是本发明用于下送上排方式的空气流程示意图。

图3是本发明系统的控制原理示意图。

图4是本发明系统的工作程序示意图。

图5是已有技术空调器控温的空气流程示意图。

图中1.空调器，2室内温度传感器，3.进风口，4.自动控制器，5.电子设备机柜，6.机房，7.排风口,8.风机，9.固定隔断，10.换热器，11.管道，12.室外温度传感器，13.地板，14.地板风口，15.斜面活动隔断，16.天花板风口，17.天花板。

具体实施方式

由图1可知，空调器1送出的风是15℃，经过与周围空气的混合，到达电子设备机柜5时的温度是21℃，通过电子设备机柜5以后，温度升高11℃，达到32℃，这些温度较高的热空气被固定隔断9挡住，进入排风口7经过通风管道11，送到风机8，被风机8通过通风管道11送到室外换热器10中，然后通过通风管道11和进风口3送回室内，到达空调器 1进风口的空气温度为28℃以下，此时是空调器和风机同时工作，属于节能工作模式，回风温度每降低1℃，空调器 1效率提高3%，温差越大，节能越多。当室内温度低于t3(20℃)时，空调器 1停止工作，风机独立工作，此时可以节电80%，处于高效节能模式，如果这时室外温度降至20℃以下，则空调器不会启动，可以一直处于高效节能模式。图中的通风管道和换热器在机房房顶，这只是表示连接关系，实际施工时，通风管道和换热器应避免阳光直射。

由图2可知，机房专用空调器 1的下部是出风口，上部是回风口，送到地板下的空气是15℃，与其他空气混合后从地板风口14出来时的空气温度是21℃，经斜面活动隔断15导向进入电子设备机柜5，被升温11℃达到32℃，又经斜面活动隔断15、天棚风口16进入顶棚内，这些较热的空气因为被固定隔断9阻挡，不能与室内其它空气混合，经过排风口7被风机8和通风管道11送到室外的换热器10中，在换热器10中被冷却到26℃以下，经通风管道11、进风口3被再次送入室内，如此不断循环，室内热空气被空调器 1和换热器10共同降温，因此可以节能，当室外气温降到20℃以下时，空调器 1停止工作，此时可以节能80%。本发明适用于大型机房，气流组织比较合理。

由图3可知，室外温度传感器12和室内温度传感器 2分别将信号通过导线送至自动控制器4，自动控制器4通过导线控制调频器和风机8，并且可以进行数据输出和显示，自动控制器8可以采用PLC作为主控单元，也可以采用单片机作为主控单元。

图4是本发明的工作程序示意图，图中W℃是室外温度，单位为摄氏度，N℃是室内温度，单位为摄氏度。图中有5个控制点由低到高排列，室外控制点有2个，室内控制点有3个。t1是室外传感器12控制的风机8停机点，t2是室内温度传感器 2控制的风机8停机点，主要是防止室内温度过低，t1、t2线以下风机8停止工作。t3是空调器 1停机点和风机8开机点，t3线以下空调器 1停止工作，t3线以上风机8开始工作。t4是空调器 1开机点，t5是室外温度传感器12控制的风机8停机点，室外温度太高时风机8停止工作，防止将高温空气送入室内。t4、t5线以上风机8不工作，只有空调器 1在工作，此时是常规状态，不节能。t4、t5线以下至t3线以上的阴影区间是空调器 1和风机8同时工作，属于节能模式。t3线以下空调器1不工作，只有风机8在工作，此时是高效节能模式。风机8单独工作时，如果室外气温继续下降，调频器控制风机8降低转速，减小进风量，避免室内降温过快，也避免风机8频繁启动，此时节能效果更佳。

以沈阳地区2017年8月25日气温为例，结合图5进行说明，当时的气温为13-25℃，零点时室外温度15℃，室内温度18℃，室外温度传感器12将信号送到自动控制器4，此时风机8工作，空调器 1不工作，室内温度控制在t2、t4之间，系统处于高效节能模式；随着白天气温不断升高，风机8已经不能将室内温度控制在t4以下，当室内温度达到t4时，空调器 1启动开始工作，室内温度控制在t3、t4之间，系统处于节能模式运行。随着晚上气温不断降低，室外温度降到20℃以下，室外温度传感器12将信号送至自动控制器4,风机8继续工作，空调器 1完全停止工作，系统处于高效节能模式，此时可节能80%。

由图5可知，这是已有技术控温空气流程图，室内与室外封闭隔绝，空调器 1送出的风是15℃，经过与周围空气的混合，到达电子设备机柜5时的温度是21℃，通过电子设备机柜5以后，温度升高11℃，达到32℃，这些温度较高的热空气全部留在室内，与室内空气混合后，回到空调器 1的进风口，回风温度为26℃，如果空调器 1的制冷量大于电子设备5的发热量，室内温度会逐渐下降，当回风温度降到20℃时，空调器 1停止工作；当回风温度升至24℃时，空调器 1又开始工作，如此循环往复，年年四季如此。

Claims (4)

1.一种低噪音机房空气能节能装置，包括：室外温度传感器、室内温度传感器、自动控制器、排风口、管道、风机、换热器、进风口、固定隔断、活动隔断，其特征是，室外温度传感器、室内温度传感器分别用导线与自动控制器连接，自动控制器用导线分别与调频器、数据输出显示设备连接，构成自动控制系统，自动控制系统控制着空气流通系统，在机房内装有空调器和电子设备机柜，在电子设备机柜的出风上方安装有排风口，在机房外安装风机、换热器，在室内空调器回风口附近安装有进风口；排风口、弹性支承风机、换热器、进风口、用三段或N段通风管道依次连接，在大型机房内设有固定隔断和活动隔断，活动隔断有垂直活动隔断和斜面活动隔断，用于组织气流，适用于下送上回，即下面送冷风，上面回流温度较高的空气。

2.根据权利要求1所述的一种低噪音机房空气能节能装置，其特征是，在机房内2米以下空间采用活动式隔断，2米以上空间采用固定式的隔断，隔断面板一律采用钢化玻璃。

3.根据权利要求1所述的一种低噪音机房空气能节能装置，其特征是，所述的机房空调器系统独立存在，自动控制系统与空调器没有任何连接，不影响空调器独立工作；机房室内的空气与室外的空气隔离，不发生气体交换。

4.根据权利要求1所述的一种低噪音机房空气能节能装置，其特征是，活动隔断的金属框架下面安装有两个轮子。