CN109855213B - 一种基于冷源焓值的自然冷源节能系统及节能方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于通信技术领域，提供了一种基于焓值的自然冷源节能系统及方法，该系统包括：设于室外的箱体，箱体沿进风风向依次设有通风孔、冷却装置及风机一，风机一的出风口与热源所在的空间连通，风机一的入风口通过通风孔与大气连通；设于热源所在空间的风机二，风机二的出风口与室外连通，风机二的入风口与热源所在空间连通；及设于热源所在空间的焓值传感器一，设于室外的焓值传感器二，与焓值传感器一、焓值传感器二、风机一、风机二及制冷装置通讯连接的控制器。在室外焓值低于室内焓值时，通过直接引入自然冷源对热源所在空间进行降温，若室外焓值高于或等于室内焓值时，对自然冷源进行降温后，再引入热源所在空间。

Description

一种基于冷源焓值的自然冷源节能系统及节能方法

技术领域

本发明属于节能技术领域，提供了一种基于冷源焓值的自然冷源节能系统及节能方法。

背景技术

智能自然冷源节能系统通过引入自然冷源进行室内的冷热交换，在自然冷、热源满足应用场景的温度能量需求的情况下停止空调工作，从而减少具有压缩机的空调使用时长，大量减少相对高功耗低能效比的用电量，实现节能降耗。特别是采用自然冷源在室外温度低于机房温度的情况下引入机房替代机房空调工作，需要说明的是通信机房由于机房内设备发热量很高，在部分地区均需全年进行制冷降温，确保通信设备的运行温度安全。这一空调节能技术解决方式已得到通信运营商广泛应用，并通过实际使用节能效果明显。而且随着数据中心等机房生产设备集成度增加，单位面积热负荷成倍增加，原来一个机柜的热负载约为2-4kw，而现在高密度机柜的热负载可达15-40kw。所以机房空调节能降耗需求越来越显现出来。未来该种节能解决方案会延伸应用到如电力、广电、铁路、银行等一切有通信机房的广泛应用场景。

通过节能型智能自然冷源节能系统在实际使用过程中及现有产品及其技术也发现其存在一些问题，自然冷源系统原理为利用室外低温空气通过机构引入到室内用于冷却室内发热源。室内发热源的热量相对固定。但室外温度是多变的，在室内外温差较大的情况下，是没有问题的，但当室内外温差减小或室外温度高于室内温度情况下这势必造成自热冷源制冷量不够，或不可使用。

发明内容

本发明实施例提供一种基于冷源焓值的自然冷源节能系统，在室外焓值低于室内焓值时，通过引进自然冷源对热源所在空间进行降温，若室外焓值高于或等于室内焓值时，对自然冷源进行降温后再引入热源所在空间。

本发明是这样实现的，一种基于冷源焓值的自然冷源节能系统，该系统包括：

设于室外的箱体，箱体沿进风风向依次设有通风孔、冷却装置及风机一，风机一的出风口与热源所在的空间连通，风机一的入风口通过通风孔与大气连通；

设于热源所在空间的风机二，风机二的出风口与室外连通，风机二的入风口与热源所在空间连通；

及设于热源所在空间的焓值传感器一，设于室外的焓值传感器二，与焓值传感器一、焓值传感器二、风机一、风机二及制冷装置通讯连接的控制器。

进一步的，所述冷却装置包括：

冷凝仓，设于箱体内；

及设于冷凝仓内的压缩机及冷凝盘管，设于冷藏仓外的蒸发盘管，蒸发盘管设于风机一的入风口与通风孔之间；

压缩机的冷媒出口端与冷凝盘管的冷媒入口端管道连接的，冷凝盘管的冷媒出口端与蒸发盘管的冷媒入口端管道连接，蒸发盘管的冷媒出口端与压缩机的冷媒入口端管道连接，其中，压缩机与控制器通讯连接。

进一步的，所述系统还包括：

在冷凝仓内设置的加湿单元，加湿单元与冷凝盘管相邻设置，加湿单元的进水口通过布水器与冷凝盘管的冷凝水出口连通，加湿单元的出水口与集水盒连通，集水盒内设有微型水泵及水位传感器，微型水泵的出水口通过水管与布水器的入水口连通。

进一步的，在集水盒的上部设有溢水口，溢水口通过排水管与箱体外的大气连通。

进一步的，在冷凝仓内设有风机三，风机三的入风口与冷凝仓连通，出风口与室外连通，风机三与控制器通讯连接。

进一步的，在通风孔沿进风方向处依次设有：进风防虫网及空气过滤器。

进一步的，在进风防虫网与空气过滤器之间设有恒压装置，所述恒压装置包括：

用于清除进风防虫网及空气过滤网上灰尘的恒压机构；

设于通风孔处的风压传感器一、设于风机一下方的风压传感器二、，与风压传感器一及风压传感器二通讯连接的压差传感器、及与压差传感器及恒压机构通讯连接的控制器。

进一步的，所述恒压机构包括：

风向导流壳，分别设有吹风导流槽及吸风导流槽，吹风导流槽朝空气过滤器设置，吸风导流槽朝进风防虫网设置；

设于风向导流壳内的风机四，风机四的进风口与吸风导流槽连通，风机四的出风口与吹风导流槽连通，且与控制器通讯连接；

对称设置的两导轨一，导轨一的延伸方向与风向导流壳的延伸方向垂直，风向导流壳的两端部分别与两导轨一滑动连接；

导轨二，设于风向导流壳内，且沿风向导流壳的延伸方向设置，与风机四滑动连接；

与风机四连接的驱动部一，驱动部一与控制器电连接，并驱动风机四沿导轨二的延伸方向运动；

与风向导流壳连接驱动部二，驱动部二与控制器电连接，并驱动风向导流壳沿导轨一的延伸方向运动。

本发明是这样实现的，一种节能方法，该方法具体如下：

焓值传感器一用于检测室内焓值，并发送至控制器；

焓值传感器二用于检测室外焓值，并发送至控制器；

当室外焓值低于室内焓值时，同时启动风机一及风机二；

当室外焓值大于或等于室内焓值时，启动制冷装置的同时，启动风机一及风机二。

进一步的，在启动冷却装置的同时，驱动风机三。

在室外焓值低于室内焓值时，通过直接引入自然冷源对热源所在空间进行降温，若室外焓值高于或等于室内焓值时，对自然冷源进行降温后，再引入热源所在空间。

附图说明

图1为本发明实施例提供的基于冷源焓值的自然冷源节能系统剖视图；

图2为本发明实施例提供的恒压机构的剖视图；

1.箱体、2.风机一、3.蒸发盘管、4.冷凝仓、5.压缩机、6.风机三、7.布水器、8.冷凝盘管、9.加湿单元、10.集水盒、11.溢水口、12.排水管、13.空气过滤器、14.恒压装置、15.进风防虫网、16.控制器、17.通风孔、18.防护网、19.水管、20.微型水泵、21.风机二、22.风机四、23.风流导向壳、24.吸风导流槽、25.吹风导流槽。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为本发明实施例提供的基于冷源焓值的自然冷源节能系统剖视图，为了便于说明，仅示出于本发明相关的部分。

该系统包括：

设于室外的箱体1，箱体1从下至上依次设有通风孔17、冷却装置及风机一2，风机一2的送风口与热源所在的空间(即本专利中所述的室内)连通，风机一2的入风口通过通风孔17与大气连通；

设于室内的风机二21，风机二21的出风口与室外连通，风机二21的入风口与室内连通；

在室内的焓值传感器一，设于室外的焓值传感器二，与焓值传感器一、焓值传感器二、风机一、风机二及制冷装置通讯连接的控制器16，例如控制器型号为ZYD-XF-5.0；

其中，焓值传感器一用于检测室内焓值，并发送至控制器16；

焓值传感器二用于检测室外焓值，并发送至控制器16；

当室外焓值低于室内焓值时，同时启动风机一2及风机二21；

当室外焓值大于或等于室内焓值时，启动制冷装置的同时，启动风机一及风机二。

在室外焓值低于室内焓值时，通过直接引入自然冷源对热源所在空间进行降温，若室外焓值高于或等于室内焓值时，对自然冷源进行降温后，再引入热源所在空间。

在本发明实施例中，上述冷却装置包括：

冷凝仓4，设于箱体1内；

及设于冷凝仓4内的压缩机5及冷凝盘管8，设于冷藏仓外(即箱体内)的蒸发盘管3，蒸发盘管3设于风机一2的入风口与通风孔17之间；

压缩机5的冷媒出口端与冷凝盘管8的冷媒入口端管道连接的，冷凝盘管8的冷媒出口端与蒸发盘管3的冷媒入口端管道连接，蒸发盘管3的冷媒出口端与压缩机5的冷媒入口端管道连接，其中，压缩机5与控制器16通讯连接。

当室外焓值大于或等于室内焓值时，启动压缩机16，制冷装置对从通风孔17进入的自然冷源进行降温，降低自然冷源的焓值，再经风机一2将降温后的冷源送至室内，对室内进行降温，同时风机二21将室内的热量排出室外。

在本发明实施例中，为了提高制冷效率，在冷凝仓4内设有加湿单元9，加湿单元9与冷凝盘管8相邻设置，加湿单元8的进水口通过布水器7与冷凝盘管4的冷凝水出口连通，加湿单元8的出水口与集水盒10连通，集水盒10内设有微型水泵20及水位传感器，微型水泵20的出水口通过水管19与布水器7的入水口连通。

加湿单元9是通过对积水进行蒸发来对冷凝盘管8进行降温，当集水盒10内的水高出一定高度，微型水泵20将集水盒10内的积水泵入布水器7内，再进入加湿单元9进行二次蒸发。

在本发明实施例中，在集水盒10的上部设有溢水口11，溢水口11通过排水管12与箱体1外的大气连通，当微型水泵20故障或冷凝水无法完全蒸发完，当积水的高度达到溢水11口高度时，通过溢水口11端接的排水管12将多余的冷凝水排到箱体1外。

在本发明实施例中，在冷凝仓4内设有风机三6，风机三6的入风口与冷凝仓4连通，出风口与室外连通，风机三6与控制器16通讯连接，当启动压缩机5的同时，控制风机三6启动，由于压缩机6及冷凝盘管8在工作时会产生热量，风机三6用于冷凝仓4内的散热。

在本发明实施例中，为了保护冷凝仓4，在冷凝仓4的侧壁设有防护网18，可以用于抵挡异物。

在本发明实施例中，在通风孔17沿进风方向处依次设有：进风防虫网15及空气过滤器13，用于过滤从通风孔进入的自然冷源。

在本发明实施例中，在进风防虫网15与空气过滤器13之间设有恒压装置14，该恒压装置14包括：

用于清除进风防虫网15及空气过滤器13上灰尘的恒压机构，

设于通风孔17处的风压传感器一、设于风机一下方的风压传感器二、与风压传感器一及风压传感器二通讯连接的压差传感器、及与压出传感器及恒压机构通讯连接的控制器。

当检测到风压传感器一与风压传感器二间的压力差大于压力阈值，则驱动恒压机构，对进风防虫网15及空气过滤器13进行除尘。

图2为本发明实施例提供的恒压机构的剖视图，恒压机构包括：

风向导流壳23，分别设有吹风导流槽25及吸风导流槽24，吹风导流槽24朝空气过滤器13设置，吸风导流槽24朝进风防虫网15设置；

设于风向导流壳23内的风机四22，风机四22的进风口与吸风导流槽24连通，风机四22的出风口与吹风导流槽25连通，且与控制器16通讯连接；

对称设置的两导轨一，导轨一的延伸方向与风向导流壳23的延伸方向垂直，风向导流壳23的两端部分别与两导轨一滑动连接；

导轨二，设于风向导流壳23内，且沿风向导流壳23的延伸方向设置，与风机四22滑动连接；

与风机四22连接的驱动部一，驱动部一与控制器16电连接，并驱动风机四22沿导轨二的延伸方向运动；

与风向导流壳23连接驱动部二，驱动部二与控制器26电连接，并驱动风向导流壳23沿导轨一的延伸方向运动；

在本发明实施例中，驱动部一及驱动部二均是通过电机驱动，电机通过连杆或拉索与风向导流部或风机固定，通过连杆或拉索带动风向导流部及风机朝相应的方向运动。

当检测到风压传感器一与风压传感器二间的压力差大于压力阈值，则驱动恒压机构内的风机四22，风从吸风导流槽24内吸入，对进风防虫网15进行除尘，从吹风导流槽25内吹出，对空气过滤器13进行除尘，同时通过驱动部一控制风机四22以设定的速度沿导轨二运动，并定时驱动驱动部二，以使风向导流壳23沿导轨一运动，以实现进风防虫网15及空气过滤器13的整个面上的除尘。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于焓值的自然冷源节能系统，其特征在于，所述系统包括：

设于室外的箱体，箱体沿进风风向依次设有通风孔、冷却装置及风机一，风机一的出风口与热源所在的空间连通，风机一的入风口通过通风孔与大气连通；

设于热源所在空间的风机二，风机二的出风口与室外连通，风机二的入风口与热源所在空间连通；

及设于热源所在空间的焓值传感器一，设于室外的焓值传感器二，与焓值传感器一、焓值传感器二、风机一、风机二及制冷装置通讯连接的控制器；

在通风孔沿进风方向处依次设有：进风防虫网及空气过滤器；

在进风防虫网与空气过滤器之间设有恒压装置，所述恒压装置包括：

用于清除进风防虫网及空气过滤网上灰尘的恒压机构；

设于通风孔处的风压传感器一、设于风机一下方的风压传感器二，与风压传感器一及风压传感器二通讯连接的压差传感器、及与压差传感器及恒压机构通讯连接的控制器；

所述恒压机构包括：

风向导流壳，分别设有吹风导流槽及吸风导流槽，吹风导流槽朝空气过滤器设置，吸风导流槽朝进风防虫网设置；

设于风向导流壳内的风机四，风机四的进风口与吸风导流槽连通，风机四的出风口与吹风导流槽连通，且与控制器通讯连接；

对称设置的两导轨一，导轨一的延伸方向与风向导流壳的延伸方向垂直，风向导流壳的两端部分别与两导轨一滑动连接；

导轨二，设于风向导流壳内，且沿风向导流壳的延伸方向设置，与风机四滑动连接；

与风机四连接的驱动部一，驱动部一与控制器电连接，并驱动风机四沿导轨二的延伸方向运动；

与风向导流壳连接驱动部二，驱动部二与控制器电连接，并驱动风向导流壳沿导轨一的延伸方向运动；

所述系统还包括：

在冷凝仓内设置的加湿单元，加湿单元与冷凝盘管相邻设置，加湿单元的进水口通过布水器与冷凝盘管的冷凝水出口连通，加湿单元的出水口与集水盒连通，集水盒内设有微型水泵及水位传感器，微型水泵的出水口通过水管与布水器的入水口连通。

2.如权利要求1所述基于焓值的自然冷源节能系统，其特征在于，所述冷却装置包括：

冷凝仓，设于箱体内；

及设于冷凝仓内的压缩机及冷凝盘管，设于冷藏仓外的蒸发盘管，蒸发盘管设于风机一的入风口与通风孔之间；

压缩机的冷媒出口端与冷凝盘管的冷媒入口端管道连接的，冷凝盘管的冷媒出口端与蒸发盘管的冷媒入口端管道连接，蒸发盘管的冷媒出口端与压缩机的冷媒入口端管道连接，其中，压缩机与控制器通讯连接。

3.如权利要求1所述基于焓值的自然冷源节能系统，其特征在于，在集水盒的上部设有溢水口，溢水口通过排水管与箱体外的大气连通。

4.如权利要求2所述基于焓值的自然冷源节能系统，其特征在于，在冷凝仓内设有风机三，风机三的入风口与冷凝仓连通，出风口与室外连通，风机三与控制器通讯连接。

5.基于权利要求1至4任一权利要求所述基于焓值的自然冷源节能系统的节能方法，其特征在于，所述方法具体如下：

焓值传感器一用于检测室内焓值，并发送至控制器；

焓值传感器二用于检测室外焓值，并发送至控制器；

当室外焓值低于室内焓值时，同时启动风机一及风机二；

当室外焓值大于或等于室内焓值时，启动制冷装置的同时，启动风机一及风机二。

6.如权利要求5所述节能方法，其特征在于，在启动冷却装置的同时，驱动风机三。