CN108966606B - 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 (2)

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；

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，活动隔断的金属框架下面安装有两个轮子；

所述固定隔断设置在所述电子设备机柜的正上方，所述空调器和所述进风口位于所述电子设备机柜的一侧，所述排风口位于所述电子设备机柜的另一侧；

所述空调器的下部是出风口，上部是回风口，所述空调器送到地板下的空气是冷风，与其他空气混合后从地板风口出来，经所述斜面活动隔断导向进入电子设备机柜，被升温后，又经所述斜面活动隔断、天棚风口进入顶棚内，这些较热的空气因为被固定隔断阻挡，不能与室内其它空气混合，经过所述排风口被所述风机和所述通风管道送到室外的所述换热器中，在所述换热器中被冷却，经所述通风管道、所述进风口被再次送入室内。

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，所述的空调器独立存在，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。