CN114017846A - 重力热管列间空调的控制方法和重力热管列间空调 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种重力热管列间空调的控制方法和重力热管列间空调，所述方法包括：分别检测蒸发器的上部、中部和下部的温度，当蒸发器的上部、中部和下部的最大温差小于第一限定值时，控制单元通过第一逻辑进行一次运算，根据运算结果将控制信号同步输出至所有风机；当蒸发器的上部、中部和下部的最大温差大于等于第一限定值时，控制单元通过第二逻辑进行运算，其中，对温度相同的蒸发器的上部、中部和下部所对应的风机只进行一次运算，根据运算结果将控制信号分组输出至对应的所有风机。本申请的控制方法使得在蒸发器内部的制冷剂充注量不稳定时，通过对风机的风速调节，满足换热效率和换热量的要求，同时节省了控制单元的内存，提高了运算效率。

Description

重力热管列间空调的控制方法和重力热管列间空调
技术领域
本发明属于空气调节技术领域，尤其涉及一种重力热管列间空调的控制方法和重力热管列间空调。
背景技术
在当前的数据中心基础设施建设中，数据中心机房制冷一直是数据中心机房建设的重要问题。现有机房空调主要采用冷冻水列间空调，该制冷模式需要进行大量的土建，伴随着成本的上升，同时还需要将水引入机房，存在一定的安全隐患。另外，冷冻水列间空调需要大功率风机实现送风，存在高能耗的问题。
采用重力热管系统形式的列间空调其使用板式换热器作为室外机组，板式换热器需高于蒸发器最高点一定距离，系统中冷媒依靠自身重量以及相变产生的密度差作为驱动力，系统运行过程中，仅有风机作为有能耗的部件，消耗功率较低，且能效比相对较高。
由于重力热管列间空调的自身的控制特性，在制冷剂充注量不同的情况下其换热特性并不相同，且在实际工程案例中，现场安装工人无法切实判断最佳制冷剂充注量，因此需要对不同制冷剂充注量采用不同的风机控制策略以匹配蒸发器的换热能力。
有鉴于此，提出本发明。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，
本发明一方面在于提出一种重力热管列间空调的控制方法，以便于对风机进行分组控制，以配合不同的制冷剂充注量的情况，以达到当前蒸发器的最佳的换热效率，同时节省了控制单元的内存。
为达到上述目的，本发明实施例提出了一种重力热管列间空调的控制方法，包括：分别检测蒸发器的上部、中部和下部的温度，当蒸发器的上部、中部和下部的最大温差小于第一限定值时，控制单元通过第一逻辑进行一次运算，根据运算结果将控制信号同步输出至所有风机；当蒸发器的上部、中部和下部的最大温差大于等于第一限定值时，控制单元通过第二逻辑进行运算，其中，对温度相同的蒸发器的上部、中部和下部所对应的风机只进行一次运算，根据运算结果将控制信号分组输出至对应的所有风机。
本申请的重力热管列间空调的控制方法依靠检测到的蒸发器的上部、中部和下部间的温差，对出风口的风机的转速进行调节，使得在蒸发器内部的制冷剂的充注量不稳定时，及时通过对风机的风速调节，保证机体内部一定风阻的情况下依然保持风量和风速的稳定以及满足换热效率和换热量的要求；同时节省了控制单元的内存，提高了控制单元的运算效率。
另外，根据本发明上述实施例的所述控制方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，当蒸发器的上部、中部和下部的最大温差小于第一限定值时，检测空调进风口的上部、中部和下部的平均回风温度Th，和空调出风口的上部、中部和下部的平均送风温度Ts，当满足Th≤Ts时，所有风机以最低设定转速输出；当满足Th＞Ts时，控制单元通过第一逻辑对其中一风机进行一次运算，根据风机的最大输出转速Aomax、设定送风温度Tsset和第j时刻至第k时刻中各个检测时间点的所有风机的平均送风温度计算所有风机同步输出的转速Ao。
在本发明的一些实施例中，当蒸发器的上部、中部和下部的最大温差小于第一限定值，满足Th＞Ts时，所有风机同步输出的转速Ao根据第一逻辑Ao＝P*(Tsk-Tsset)Aomax+∑k j＝ 0I*(Tsj-Tsset)Aomax+D*(Ts(k-1)-Tsk)Aomax计算得出；其中，P为比例调节因子,I为积分调节因子，D为微分调节因子。
在本发明的一些实施例中，空调出风口的上部的平均送风温度为Ts1，空调出风口的中部的平均送风温度为Ts2，空调出风口的下部的平均送风温度为Ts3，对应蒸发器的上部的风机的输出转速为Ao1，对应蒸发器的中部的风机的输出转速为Ao2，对应蒸发器的下部的风机的输出转速为Ao3；当蒸发器的上部、中部和下部的最大温差大于等于第一限定值时，控制单元通过第二逻辑进行运算，根据对应风机的最大输出转速Aoimax、设定送风温度Tsset和第j时刻至第k时刻中各个检测时间点的风机对应的平均送风温度来计算相对应的风机的输出转速Aoi。
在本发明的一些实施例中，当蒸发器的上部、中部和下部的最大温差大于等于第一限定值时，各个风机输出的转速Aoi根据第二逻辑Aoi＝P*(Tsik-Tsset)Aoimax+∑k j＝0I*(Tsij-Tsset)Aoimax+D*(Tsi(k-1)-Tsik)Aoimax计算得出；其中，P为比例调节因子,I为积分调节因子，D为微分调节因子，Aoimax为第i个风机的最大输出转速，Tsik为第k时刻检测的空调出风口的上部或中部或下部的平均送风温度，Tsij为第j时刻检测的空调出风口的上部或中部或下部的平均送风温度，i＝{1,2,3}。
在本发明的一些实施例中，蒸发器的上部的温度为Te16，蒸发器的中部的温度为Te17，蒸发器的下部的温度为Te18；当Te16＜Te17＜Te18时，各个风机的输出转速Aoi根据第二逻辑Aoi＝P*(Tsik-Tsset)Aoimax+∑k j＝0I*(Tsij-Tsset)Aoimax+D*(Tsi(k-1)-Tsik)Aoimax计算得出，此时控制单元对所有风机单独运算，根据运算结果将控制信号输出至相对应的风机。
在本发明的一些实施例中，当Te16＝Te17＜Te18时，各个风机的输出转速Aoi根据第二逻辑Aoi＝P*(Tsik-Tsset)Aoimax+∑k j＝0I*(Tsij-Tsset)Aoimax+D*(Tsi(k-1)-Tsik)Aoimax计算得出；控制单元对对应蒸发器的下部的风机进行运算并根据运算结果将控制信号输出至对应蒸发器的下部的风机；同时控制单元对对应蒸发器的上部或中部的风机之一进行运算，并根据运算结果将控制信号同步输出至对应蒸发器的上部和中部的风机。
在本发明的一些实施例中，当Te16＜Te17＝Te18时，各个风机的输出转速Aoi根据第二逻辑Aoi＝P*(Tsik-Tsset)Aoimax+∑k j＝0I*(Tsij-Tsset)Aoimax+D*(Tsi(k-1)-Tsik)Aoimax计算得出；控制单元对对应蒸发器的上部的风机进行运算并根据运算结果将控制信号输出至对应蒸发器的上部的风机；同时控制单元对对应蒸发器的下部或中部的风机之一进行运算，并根据运算结果将控制信号同步输出至对应蒸发器的下部和中部的风机。
本发明另一方面在于提出一种重力热管列间空调，包括：蒸发器上温度传感器，设置在蒸发器的上部，用于检测所述蒸发器的上部温度；蒸发器中温度传感器，设置在所述蒸发器的中部，用于检测所述蒸发器的中部温度；蒸发器下温度传感器，设置在所述蒸发器的下部，用于检测所述蒸发器的下部温度；上风机，对应所述蒸发器上温度传感器设置，所述上风机设置在空调出风口的上部；中风机，对应所述蒸发器中温度传感器设置，所述中风机设置在所述空调出风口的中部；下风机，对应所述蒸发器下温度传感器设置，所述下风机设置在所述空调出风口的下部；控制单元，向所述上风机、所述中风机和所述下风机输出控制信号；当检测到的蒸发器的上部、中部和下部的最大温差小于第一限定值时，控制单元通过第一逻辑进行一次运算，根据运算结果将控制信号同步输出至所有风机；当检测到的蒸发器的上部、中部和下部的最大温差大于等于第一限定值时，控制单元通过第二逻辑进行运算，其中，对温度相同的蒸发器的上部、中部和下部所对应的风机只进行一次运算，根据运算结果将控制信号分组输出至相对应的所有风机。
在本发明的一些实施例中，所述蒸发器由两块直板型换热器呈夹角拼接构成，所述蒸发器设置在壳体的内部，所述蒸发器将所述壳体的内部分为进风侧空间和出风侧空间，所述进风侧空间内的左右两侧设置有可旋转的电控盒。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本发明实施例提供的重力热管列间空调的控制方法的流程图；
图2为根据本发明实施例提供的重力热管列间空调的风机与蒸发器位置示意图；
图3为根据本发明实施例提供的重力热管列间空调的蒸发器结构示意图一；
图4为根据本发明实施例提供的重力热管列间空调的的气管的连接结构示意图；
图5为根据本发明实施例提供的重力热管列间空调的的液管的连接结构示意图；
图6为根据本发明实施例提供的重力热管列间空调的的蒸发器结构示意图二；
图7为根据本发明实施例提供的重力热管列间空调的的风机安装位置示意图；
图8为根据本发明实施例提供的重力热管列间空调的温度传感器安装位置示意图；
图9为根据本发明实施例提供的重力热管列间空调连接至空调室外机的示意图；
图10为根据本发明实施例提供的重力热管列间空调的内部结构示意图；
图11为根据本发明实施例提供的重力热管列间空调的框架的结构示意图；
图12为根据本发明实施例提供的重力热管列间空调的风机连接结构示意图；
图13为根据本发明实施例提供的重力热管列间空调的蒸发器结构示意图三；
图14为根据本发明实施例提供的重力热管列间空调的电控盒和电控盒盖结构示意图；
图15为根据本发明实施例提供的重力热管列间空调的电控盒的维修状态时的示意图。
以上各图中：100、空调室内机；200、电控盒；201、顶部支承板；202、限位孔；203、底部支承板；204、限位固定卡勾；205、电控盒盖；206、弹簧插销铰链；207、旋转轴；208、侧板限位板；209、开关视窗；210、短边限位板；211、避让边；300、显示单元；400、风机；4001、上风机；4002、中风机；4003、下风机；401、橡胶圈；402、隔板；403、导流罩；404、风机支架；405、防护网；500、框架；501、顶板；502、侧板；503、横梁；504、门锁；505、进风门；506、出风门；507、接水盘；508、支撑架；509、底板；600、蒸发器；601、气管；602、集管；603、顶部端板；604、侧面端板；605、中间端板；606、翅片；607、底部端板；608、检修阀；609、液管；610、换热直管；611、换热弯管；612、软管接头；700、过滤网；800、空调室外机；900、蒸发器上温度传感器；901、蒸发器中温度传感器；902、蒸发器下温度传感器；903、进风口上温度传感器；904、进风口中温度传感器；905、进风口下温度传感器；906、出风口上温度传感器；907、出风口中温度传感器；908、出风口下温度传感器。
具体实施方式
下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
本申请中空调器为重力热管式列间空调，整个制冷系统通过重力来驱动制冷剂，通过水冷循环进行散热。空调器包括空调室内机和空调室外机，空调室外机是指制冷循环的包括冷凝器的部分，空调室外机的冷凝器采用板式换热器，板式换热器通过水冷来进行降温散热。
制冷系统整体分为空调室内机部分和冷量分配单元(Coolant DistributionUnit，CDU)两部分，其中空调室内机内的蒸发器采用铜管铝翅式换热器，冷量分配单元中的冷凝器主要为板式换热器，蒸发器的位置要低于板式换热器一定的高度，从而形成重力势差。制冷系统运行时工质依靠自身的重力作为驱动势进行循环，无需其他动力。具体的，首先制冷剂从气管进入板式换热器中，并在板式换热器中经过冷冻水冷却降温，凝结为液态，从板式换热器下端的液管出来，并在自身的重力作用下进入蒸发器下端。制冷剂在蒸发器中吸收空调室内机中流经空气的热量沸腾蒸发，变为气态。在气液密度差的作用下，气态制冷剂上升进入气管中并回到板式换热器中。板式换热器经过冷冻水冷却降温，气态制冷剂向板式换热器中的冷冻水释放热量，重新凝聚为液态，完成循环。在整个循环中，空调器可以调节数据中心机房内空间的温度。
重力热管式列间空调采用的是水冷方式，空调室外机中不设置风机，仅通过板换系统冷却降温。板换系统是一个冷量分配单元。本实施例中，板换系统置于室外横梁高于空调室内机700mm处及以上，利用高度差实现重力驱动制冷剂。
板换系统主要包含板式换热器、Y型过滤器、电动二通阀等。其中电动二通阀通过控制板换系统的换水流量进而控制板换系统的换热量。板式换热器分为两路，一路流通制冷剂，一路流通水，通过空调室内机和空调室外机的连接，制冷剂将室内热量交换到室外板式换热器，再通过水冷的方式进行散热。该种模式，实现了冷冻水仅在室外，不进入室内机房，体现了安全性。
由于重力热管列间空调的自身的控制特性，制冷剂充注量决定蒸发器送风温度：在制冷剂充注量不同的情况下其换热特性并不相同，因此需要对不同制冷剂充注量采用不同的风机控制策略以匹配蒸发器的换热能力。
制冷剂的充注量合适时，蒸发器内上中下均为两相区，此时蒸发器表面上中下温度相同，进而导致送风温度相同；在低制冷剂充注量时，蒸发器下部为液态，中上部为气态，蒸发器表面下部温度低于中部温度低于上部温度，蒸发器中间和上部过热严重，上部温度高于下部温度，可将底部温度视为蒸发器的蒸发温度，随着制冷剂充注量的增加，蒸发器的过热区逐渐减小，蒸发器下部温度等于中部温度小于下部温度，中间的温度首先和蒸发温度相同，继续增加制冷剂充注量，则上部过热区消失，蒸发器上部温度变为蒸发温度，此时蒸发器整体温度均匀，如果继续充注制冷剂，制冷剂充注量高于额定充注量，则蒸发器底部处于过冷区，蒸发器下部温度低于中部温度，中部温度等于上部温度。此时蒸发器下部的温度会低于蒸发温度同样造成换热不均匀，进而降低换热量，因此对于不同制冷剂充注量如果都采用相同的风机控制策略则会导致蒸发器换热效率不均，如果不是最佳充注量则会导致换热量低于标配换热量。
但是在实际工程案例中，现场安装工人无法切实判断最佳制冷剂充注量，而且在列间空调的多联机情况下，由于联机管的沿程阻力，靠近板式分配单元的蒸发器和远离分配单元的蒸发器的制冷剂分配并不相同，靠近分配单元的充注量较多，远离分配单元的充注量较少。因此需要对风机进行分组控制，以配合不同的制冷剂充注量的情况，以达到当前情况下最佳的换热效率。
在下文中，将参照附图详细描述本申请的实施方式。
参见图1-图8，本实施例提出一种重力热管列间空调的控制方法，具体如下。
蒸发器的上部设置有蒸发器上温度传感器900，用于检测蒸发器的上部温度。蒸发器的中部设置有蒸发器中温度传感器901，用于检测蒸发器的中部温度。蒸发器的下部设置有蒸发器下温度传感器902，用于检测蒸发器的下部温度。上风机4001对应蒸发器上温度传感器900设置，上风机4001设置在空调出风口的上部。中风机4002对应蒸发器中温度传感器901设置，中风机4002设置在空调出风口的中部。下风机4003对应蒸发器下温度传感器902设置，下风机4003设置在空调出风口的下部。
通过蒸发器上温度传感器900、蒸发器中温度传感器901和蒸发器下温度传感器902所测得的温度，判断其三者间的最大温差是否小于第一限定值。
当其最大温差小于第一限定值时，说明此时制冷剂充注量合适，检测空调进风口的上部、中部和下部的平均回风温度Th，和空调出风口的上部、中部和下部的平均送风温度Ts；平均回风温度Th即为空调的进风温度，平均送风温度Ts即为空调的出风温度。
当满足Th≤Ts时，说明此时出风温度不低于进风温度，风机在此时能耗过大，不需要风机进行高转速输出，设定所有风机以最低转速输出即可实现换热要求，同时降低能耗，提高换热量。
当满足Th＞Ts时，风机输出采用PID方式调节，控制单元通过第一逻辑计算风机的输出转速，所有风机的同步输出转速Ao通过第一逻辑Ao＝P*(Tsk-Tsset)Aomax+∑k j＝0I*(Tsj-Tsset)Aomax+D*(Ts(k-1)-Tsk)Aomax计算得出，其中，Aomax为风机最大输出，P为比例调节因子,I为积分调节因子，D为微分调节因子,Tsset为设定送风温度,Tsk为第k时刻检测的送风平均温度，Tsj为第j时刻检测的送风平均温度。
由于此时蒸发器上部、中部和下部间的最大温差较小，风机只需输出相同的转速即可，因此控制单元只需对其中一个风机进行一次运算，控制单元根据运算结果将控制信号同时输出至所有风机，节省了控制单元内存，提高了控制单元的运算效率。
其中，第一限定值为判断蒸发器600内制冷剂冲注量是否合适的标准，当蒸发器600的上部、中部和下部的温差在第一限定值以内时，蒸发器600的上部、中部和下部的温差不大，即说明此时蒸发器600内的制冷剂充注量为合适，所有风机可输出相同转速，不需要分组控制风机的输出。因此，控制单元只需要对其中一个风机进行一次运算，即可根据运算结果将控制信号同时输出至所有风机，可节省控制单元的内存，提高控制单元运算效率。本实施例中，第一限定值取1℃为标准。Aomax为风机最大输出转速，P为比例调节因子,I为积分调节因子，D为微分调节因子,Tsset为设定送风温度,Tsk为第k时刻检测的平均送风温度，Tsj为第j时刻检测的平均送风温度，满足j≤k。
第一逻辑包括当蒸发器的上部、中部和下部的最大温差小于第一限定值，满足Th≤Ts时，所有风机以最低设定转速输出；以及当满足Th＞Ts时，控制单元通过第一逻辑对其中一风机进行一次运算，根据风机的最大输出转速Aomax、设定送风温度Tsset和第j时刻至第k时刻中各个检测时间点的所有风机的平均送风温度计算所有风机同步输出的转速Ao，逻辑公式为Ao＝P*(Tsk-Tsset)Aomax+∑k j＝0I*(Tsj-Tsset)Aomax+D*(Ts(k-1)-Tsk)Aomax。
蒸发器600的上部的温度为Te16，蒸发器600的中部的温度为Te17，蒸发器600的下部的温度为Te18，空调进风口的上部的平均回风温度为Ts13，空调进风口的中部的平均回风温度为Ts14,，空调进风口的下部的平均回风温度为Ts15，空调出风口的上部的平均送风温度为Ts1，空调出风口的中部的平均送风温度为Ts2，空调出风口的下部的平均送风温度为Ts3，对应蒸发器600的上部的风机即上风机4001，其输出转速为Ao1，对应蒸发器600的中部的风机即中风机4002，其输出转速为Ao2，对应蒸发器600的下部的风机即下风机4003，其输出转速为Ao3。
当检测到的蒸发器600的上部、中部和下部的最大温差大于等于第一限定值时，具体包括：当Te16＜Te17＜Te18时，说明此时制冷剂充注量过低，风机的输出采用PID方式调节，各个风机所需的输出转速Aoi通过控制单元根据第二逻辑Aoi＝P*(Tsik-Tsset)Aoimax+∑k j＝0I*(Tsij-Tsset)Aoimax+D*(Tsi(k-1)-Tsik)Aoimax计算得出,P为比例调节因子,I为积分调节因子，D为微分调节因子，Aoimax为对应风机的最大输出转速，Tsik为第k时刻检测的空调出风口的上部或中部或下部的平均送风温度，Tsij为第j时刻检测的空调出风口的上部或中部或下部的平均送风温度，i＝{1,2,3}。由于蒸发器600的上部、中部和下部的温差均不相同且温差大于第一限定值，此时，控制单元分别计算所有风机所对应的输出转速，根据计算结果将输出信号分别传递至相对应的风机，从而控制各个风机的输出转速，进而提高空调的换热量。
当Te16＝Te17＜Te18时，说明此时蒸发器内的制冷剂充注量偏低，风机的输出采用PID方式调节，各个风机所需的输出转速Aoi通过控制单元根据第二逻辑Aoi＝P*(Tsik-Tsset)Aoimax+∑k j＝0I*(Tsij-Tsset)Aoimax+D*(Tsi(k-1)-Tsik)Aoimax计算得出。此时，由于蒸发器600的上部和中部的温度相同，控制单元只需要对上风机4001或中风机4002的其中之一进行运算，并根据运算结果将控制信号同步输出至对应的上风机4001和中风机4002；同时控制单元对下风机4003进行运算并根据运算结果将控制信号输出至下风机4003。这样控制单元只需要对上风机4001、中风机4002和下风机4003的其中两个风机进行运算，即可根据运算结果将控制信号同时输出至对应的风机，减少控制单元的运算次数，可节省控制单元的内存，提高控制单元运算效率。本实施例根据蒸发器600的上部、中部和下部的温差，对风机的转速进行分组调整，使得在蒸发器600内部的制冷剂的充注量不稳定时，及时通过对风机的风速调节，提高空调的换热效率和换热量。
当Te16＜Te17＝Te18时，说明此时蒸发器内的制冷剂充注量过高，风机的输出采用PID方式调节，各个风机所需的输出转速Aoi通过控制单元根据第二逻辑Aoi＝P*(Tsik-Tsset)Aoimax+∑k j＝0I*(Tsij-Tsset)Aoimax+D*(Tsi(k-1)-Tsik)Aoimax计算得出。此时，由于蒸发器600的下部和中部的温度相同，控制单元只需要对下风机4003或中风机4002的其中之一进行运算，并根据运算结果将控制信号同步输出至对应的下风机4003和中风机4002；同时控制单元对上风机4001进行运算并根据运算结果将控制信号输出至上风机4001。这样控制单元只需要对上风机4001、中风机4002和下风机4003的其中两个风机进行运算，即可根据运算结果将控制信号同时输出至对应的风机，减少控制单元的运算次数，可节省控制单元的内存，提高控制单元运算效率。同时，根据蒸发器600的上部、中部和下部的温差，对风机的转速进行分组调整，使得在蒸发器600内部的制冷剂的充注量不稳定时，及时通过对风机的风速调节，提高空调的换热效率和换热量。
本实施例的控制方法依靠检测到的蒸发器600的上部、中部和下部间的温差，对出风口的风机的转速进行调节，使得在蒸发器600内部的制冷剂的充注量不稳定时，及时通过对风机的风速调节，保证机体内部一定风阻的情况下依然保持风量和风速的稳定以及满足换热效率和换热量的要求；同时节省了控制单元的内存，进而提高了控制单元的运算效率。
参见图1-图15，在本申请的一些实施例中提供了一种重力热管列间空调，需要说明的是，本申请实施例的重力热管列间空调采用本申请上述实施例所提出的重力热管列间空调的控制方法。以下为对本申请实施例提供的重力热管列间空调进行介绍。
本实施例中的重力热管列间空调包括：蒸发器上温度传感器900、蒸发器中温度传感器901、蒸发器下温度传感器902、上风机4001、中风机4002、下风机4003和控制单元。
蒸发器上温度传感器900设置在蒸发器的上部，用于检测蒸发器的上部温度。蒸发器中温度传感器901设置在蒸发器的中部，用于检测蒸发器的中部温度。蒸发器下温度传感器902设置在蒸发器的下部，用于检测蒸发器的下部温度。上风机4001对应蒸发器上温度传感器900设置，上风机4001设置在空调出风口的上部。中风机4002对应蒸发器中温度传感器901设置，中风机4002设置在空调出风口的中部。下风机4003对应蒸发器下温度传感器902设置，下风机4003设置在空调出风口的下部。
空调进风口的上部设置有进风口上温度传感器903，进风口上温度传感器903用于检测蒸发器进风侧上部的回风温度。空调进风口的中部设置有进风口中温度传感器904，进风口中温度传感器904用于检测蒸发器进风侧中部的回风温度。空调进风口的下部设置有进风口下温度传感器905，进风口下温度传感器905用于检测蒸发器进风侧下部的回风温度。
空调出风口的上部设置有出风口上温度传感器906，出风口上温度传感器906用于检测蒸发器出风侧上部的排风温度。空调出风口的中部设置有出风口中温度传感器907，出风口中温度传感器907用于检测蒸发器出风侧中部的排风温度。空调出风口的下部设置有出风口下温度传感器908，出风口下温度传感器908用于检测蒸发器出风侧下部的排风温度。
控制单元向上风机4001、中风机4002和下风机4003输出控制信号。具体的，当检测到蒸发器600的上部、中部和下部间的最大温差小于第一限定值时，控制单元通过第一逻辑进行一次运算，根据运算结果将控制信号同步输出至所有风机400，从而控制上风机4001、中风机4002和下风机4003输出相同转速。当检测蒸发器600的上部、中部和下部间的最大温差大于等于第一限定值时，控制单元通过第二逻辑进行运算，其中，对温度相同的蒸发器600的上部、中部和下部所对应的风机只进行一次运算，根据运算结果将控制信号分组输出至相对应的所有风机。从而实现控制单元分组控制上风机4001、中风机4002和下风机4003的输出转速，同时节省了控制单元的内存，进而提高了控制单元的运行效率。具体控制方法已在上述重力热管列间空调的控制方法实施例中进行详细阐述，在此不再赘述。
本申请的重力热管列间空调其空调室内机主要设置于数据中心机房内，数据中心机房长期工作下，其内部电器组件存在大量发热的问题，本申请实施方式的空调室内机可适用于数据中心机房内的散热需求，即本申请实施方式的空调器可对数据中心机房内部空间进行有效散热。
本申请实施方式的空调室内机的壳体1安装在数据中心机房的内部空间中，壳体1内安装有多个构成制冷循环的部件，壳体限定空调室内机100的整体外观，包括限定侧面构造的壳体1的侧表面，限定底部构造的壳体1的底表面、限定顶部构造的壳体1的顶表面。本申请中的壳体1仅构成空调室内机100的外壳，不构成空调室内机100的内部构架。
壳体1构成空调室内机100的外壳,壳体1内设置有框架500，框架500构成空调室内机100的内部构架，起到支承的作用。蒸发器600呈折线型设置在壳体的内部，具体为，蒸发器600由两块直板型换热器呈夹角拼接构成，蒸发器600将壳体的内部分为进风侧空间和出风侧空间。电控盒200可旋转的设置在进风侧空间中。
本实施例中的空调室内机100将蒸发器600设置为折线形，从而在空调室内机100的壳体的有限空间内增大蒸发器600的换热面积，同时配备可旋转的电控盒200，有效地提高了空调的可维修性。
蒸发器600用于对流经蒸发器600的空气进行制冷，由壳体1的出风口吹出冷气，从而实现对数据中心机房的内部空间的制冷，对数据中心机房内的电气组件进行降温。蒸发器600的周边设置有翅片606，以用于提高蒸发器600与空气的接触空间，从而提高蒸发器600的换热效率。
在空调器制冷的过程中，数据中心机房外部的空气由进风口处进入，空气中的水蒸气穿过蒸发器600，由出风口处排放至数据中心机房内，从而实现对数据中心机房内的降温。在空气中的水蒸气穿过蒸发器600的过程中，蒸发器600中的制冷剂吸收水蒸气中的热量致使水蒸气在蒸发器600处放热凝结成水滴，进而汇流成冷凝水，在蒸发器600的下方设置有接水盘507，蒸发器600上冷凝后的冷凝水可沿蒸发器600的周边设置的翅片606流至接水盘507中。接水盘507为不锈钢材质的接水盘507，接水盘507的下方贴有海绵，接水盘507的底面设置有排水口，排水口与水管相连以便于将冷凝水引流至机房外，防止冷凝水在空调室内机100的内部溢流，避免对空调室内机100的内部零部件造成损坏。
本实施例中，蒸发器600由两块直板型换热器600相拼接成“V”型设置，设置为“V”型的蒸发器600具有蒸发器开口端和蒸发器闭合端，蒸发器开口端朝向出风口设置，蒸发器闭合端朝向进风口设置，以便于在空调室内机100的壳体的有限空间内，实现蒸发器600的合理布局，提高蒸发器600的换热效率。
设置为折线型的蒸发器600将壳体的内部空间分为进风侧空间和出风侧空间，进风侧空间对应蒸发器闭合端和壳体的进风口设置，出风侧空间对应蒸发器开口端和壳体的出风口设置。进风侧空间为高温区域，出风侧空间为低温区域，空调室内机100与数据中心机房的内部相连通，由数据中心机房内的热空气由空调室内机100的壳体的进风口进入空调室内机100内部，流至进风侧空间，此时进风侧空间的空气为热空气，该热空气穿过呈折线型设置的蒸发器600时，蒸发器600中的制冷剂吸收该热空气中水蒸气的热量，使得穿过蒸发器600后的热空气温度降低变为冷空气，该冷空气经过壳体的出风口流至数据中心机房的内部，实现数据中心机房的内部空间的散热，即对数据中心机房的内部的电气组件实现了降温，保证了数据中心机房中电气组件的正常运行。
框架500包括支撑架508和横梁503。其中，支撑架508呈矩形，分别设置在壳体的进风口和出风口处，横梁503设置在两个支撑架508中间以连接两个支撑架508，横梁503与支撑架508相连接构成空调室内机100的框架500。框架500可起到支承空调室内机100的内部结构，便于固定蒸发器600的作用。
壳体包括顶板501、侧板502和底板509。壳体呈矩形设置，顶板501设置在壳体的顶部，顶板501用于限定壳体的顶部构造。底板509设置在壳体的底部，底板509用于限定壳体的底部构造。侧板502设置在壳体的侧面，侧板502用于限定壳体的侧面构造。
蒸发器600还包括顶部端板603、侧面端板604、中间端板605、底部端板607。其中，顶部端板603设置在蒸发器600的顶端，顶部端板603连接于框架500顶端的横梁503，以将蒸发器600的顶端与框架500顶端的横梁503相对应连接。侧面端板604连接于蒸发器600的左右两端的侧面，由于蒸发器600由两块直板型换热器相拼接成“V”型设置，即侧面端板604设置在每块直板型换热器的侧面，以便于固定连接每块直板型换热器上的翅片606，以及便于通过侧面端板604将直板型换热器固定在横梁503上。
中间端板605设置在蒸发器600的中部，中间端板605连接蒸发器600两侧的侧面端板604，以增强蒸发器600的结构强度。底部端板607设置在蒸发器600的底端，底部端板607连接于框架500底端的横梁503和底端的底板509上，底部端板607与框架500的底端的横梁503相连接。侧面端板604通过螺钉与中间端板605和直板型换热器相连接，为蒸发器600提供强度支承，保证搬运及运输过程中蒸发器不会出现散架及倒伏现象，同时该三者连接可为蒸发器在壳体中提供固定点和支撑位。
蒸发器600的顶部和底部分别设置有集管602，底部的集管602用于汇流液化的冷媒介质，顶部的集管602用于汇流汽化后的冷媒介质。蒸发器600的顶部的集管602连接有气管601，气管601用于流通汽化的冷媒介质。蒸发器600的底部的集管602连接有液管609，液管609内流通有液化的冷媒介质。蒸发器600的气管601中传递的冷媒介质与液管609中传递的冷媒介质在蒸发器600与外部空调室外机800的板换系统进行热交换。液管609上还设置有检修阀608，以便于蒸发器600故障时的维修。
蒸发器600的顶部和底部的集管602均连通有多个换热支管组，每个换热支管组包括三个换热支管，多个换热支管组在集管602上呈线性阵列相连接。每个换热支管组包括位于中间的一个换热直管610和位于换热直管610两侧的两个换热弯管611，有利于通过节省蒸发器600的空间排布，多个换热支管可提高蒸发器600的换热面积，进而提高蒸发器600的换热效率。
集管602的两端通过相应规格的管帽进行封堵，液管609和气管601的端口焊接有软管接头612，软管接头612带有铜制法兰并可以通过其接头部的螺纹与相应规格的橡胶软管相连，铜制法兰通过螺钉将与其对应的气管601和液管609固定于壳体内。
蒸发器600的下方设置有接水盘507，即蒸发器600置于接水盘507的上方，接水盘507上设置有冷凝水接口，通过冷凝水接口将冷凝水导流至空调室内机100外，防止冷凝水在空调室内机100的内部溢流。
本实施例中蒸发器600为铜管铝翅式蒸发器，两个直板型换热器分别单独通过橡胶软管连接至室外单元的联机管，这样可以在不影响换热面积和换热效率的前提下保证两片换热器相互独立且互不影响，当一个换热器出现问题时，整个蒸发器依然可以保证一定的制冷量，防止出现单个换热器故障而影响整个机箱换热量的情况。
电控盒200设置在进风侧空间中，顶部支承板201固定连接于框架500，电控盒200的顶部与顶部支承板201转动连接。底部支承板203固定连接于框架500，电控盒200的底部与底部支承板203转动连接。从而使得在满足制冷效果的同时，通过旋转电控盒200来使得电控盒200的维修更加便捷。
本实施例中，电控盒200设置为两个，两个电控盒200分别设置在进风侧空间的左右两侧，即两个电控盒200分别设置在蒸发器闭合端的左右两侧，有利于减少阻风面积，均衡进风量。相对应的，与电控盒200配合设置的顶部支承板201和底部支承板203也均对应设置为两个。
本实施例中，两个电控盒200采用双电控进行强弱电分离设计，即一个电控盒200连通强电，支持整机控制及对上风机4001、中风机4002和下风机4003的控制。另一个电控盒200连通弱电，主要进行传感器的数据处理。采用双电控强弱电分离设计，有利于保证数据传输稳定性，提高设备安全性。
底部支承板203上设置有插孔，电控盒200的底部设置有旋转轴207，旋转轴207插入插孔以使得电控盒200与底部支承板203转动连接。
顶部支承板201上设置有第一贯穿孔，电控盒200的顶部设置有第二贯穿孔，电控盒200的内部设置有弹簧插销铰链206，弹簧插销铰链206可穿设第一贯穿孔和第二贯穿孔，使得电控盒200与顶部支承板201可转动连接。
为保证在电控盒200在不需要维修时的稳固性，需要将电控盒200固定设置。本实施例中，顶部支承板201和底部支承板203上均设置有螺栓孔，电控盒200上设置有与螺栓孔对应的开孔，通过螺栓穿设螺钉孔和开孔以固定电控盒200，此时电控盒200为完全固定。
空调室内机100还设有电控盒盖205，电控盒盖205盖设安装于电控盒200，以保护和遮蔽电控盒200的内部组件。电控盒盖205上设置有开关视窗209，开关视窗209与电控盒盖205通过固定轴转动连接，开关视窗209可通过转动打开或关闭。开关视窗209打开时，可通过开关视窗209对电控盒200内部的空气开关等部件进行操作，从而避免了拆卸电控盒200，便于操作。开关视窗209关闭时，可保护和遮蔽电控盒200的内部组件。
电控盒盖205的侧边设置有侧板502限位板208，电控盒200的侧边设置有对应侧板502限位板208的限位孔202，通过侧板502限位板208插入限位孔202中来固定连接电控盒200和电控盒盖205。
电控盒盖205的底边设置有短边限位板210，短边限位板210可防止电控盒盖205与电控盒200装配时插错，对电控盒盖205的装配起到限位作用。电控盒盖205盖设装配在电控盒200上后，通过螺栓将电控盒盖205与电控盒200固定连接。
电控盒200的内部的底面设置有限位固定卡勾204，限位固定卡勾204转动连接于电控盒200的底面。当电控盒200围绕旋转轴207转动一定角度后，通过限位固定卡勾204勾连到蒸发器闭合端的侧面端板604上进行固定，从而限制电控盒200的旋转角度，对电控盒200进行定位。此时，转动后的电控盒200可便于对其进行维修，操作维修更加便捷。
本实施例中，电控盒200上还设置有避让边211，弹簧插销铰链206设置在靠近进风口的位置，避让边211设置在电控盒200上远离进风口的位置上。从上向下看，电控盒200的外观设置为在矩形的基础上，在远离进风口的方向上，且靠近蒸发器600的直角边设置为斜边。将直角边设置为斜边可有效减少电控盒200对风量的影响，防止直角边对进风空气的流通造成阻碍，同时能够避免电控盒200在旋转时碰到蒸发器600的翅片606，为避让蒸发器600预留出空间。
本实施例中，壳体包括进风门505和出风门506，进风口设置在进风门505上，出风口设置在出风门506上，进风门505和出风门506均与框架500通过门锁504可拆卸连接。
进风口处对应设置有过滤网700，过滤网700用于净化通过进风口进入的空气，避免杂质和絮状物进入空调室内机100的内部。
出风门506的上方设置有显示单元300，显示单元300固定连接于支撑架508上，显示单元300具有触摸屏，从而方便工作人员通过触摸屏进行操作控制室内机以及获取相关性能参数和故障提示。
蒸发器600与出风口间设置有隔板402，隔板402固定连接于框架500上，隔板402上设置多个风机400。多个风机400即包括上风机4001、中风机4002和下风机4002，隔板402将出风侧空间分隔为风机侧和蒸发器侧，风机400安装在风机侧，风机侧连通出风口设置，蒸发器600设置在蒸发器侧，使得空调室内机100内的空气仅能通过风机400导流至出风口。
本实施例中风机400采用EC离心风机，在满足风量的前提下在对应蒸发器开口端从上到下放置数个EC离心风机，风机400对应蒸发器开口端的中线位置，以此可以保证两片换热器器之间的风场均匀且不会相互影响，同时减小换热器风阻，进而保证两个换热器换热均匀，提高蒸发器600的换热效率以及整个空调室内机的风量要求。同时，EC离心风机的高压头可以保证低功率输出下整体较大的风量输出，进而保证蒸发器600的整体换热量。
由于微通道换热器中制冷剂在扁管换热通道中阻力较大，如果室外侧水冷换热器高度不足或者联机管较长，则可能导致制冷剂无法在系统中循环起来。本实施例中蒸发器600为铜管铝翅式蒸发器，相较于微通道换热器，本实施例的铜管铝翅式换热器，其两片换热器以一定夹角呈V型布置，以EC离心风机作为风场源，保证机体内部一定风阻的情况下依然保持风量和风速的稳定以及满足换热效率和换热量的要求，以此在保证蒸发器600整体具有较高的换热效率和较大的换热面积的同时，由于铜管铝翅式换热器的换热管的直径较大，所以可以保证系统内整体的流动阻力较低，使制冷剂在系统中可以更顺畅地完成循环。
风机400与隔板402间设置有用于连接两者的导流罩403，隔板402上设置有橡胶圈401，导流罩403呈环形设置，便于将蒸发器侧的空气导流至风机侧。为更好的固定风机400，将风机400通过风机支架404固定于框架500上，即将风机400通过风机支架404固定连接于支撑架508上，可提高风机400安装的稳定性。
风机400与出风口间设置有防护网405，且防护网405设置在每个风机支架404之间，防护网405呈格栅状设置，在不妨碍出风效率的同时，可防止用户触碰到风机400，避免造成机械伤害。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种重力热管列间空调的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
分别检测蒸发器的上部、中部和下部的温度，当蒸发器的上部、中部和下部的最大温差小于第一限定值时，控制单元通过第一逻辑进行一次运算，根据运算结果将控制信号同步输出至所有风机；
当蒸发器的上部、中部和下部的最大温差大于等于第一限定值时，控制单元通过第二逻辑进行运算，其中，对温度相同的蒸发器的上部、中部和下部所对应的风机只进行一次运算，根据运算结果将控制信号分组输出至相对应的所有风机。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，
当蒸发器的上部、中部和下部的最大温差小于第一限定值时，检测空调进风口的上部、中部和下部的平均回风温度Th，和空调出风口的上部、中部和下部的平均送风温度Ts，当满足Th≤Ts时，所有风机以最低设定转速输出；
当满足Th＞Ts时，控制单元通过第一逻辑对其中一风机进行一次运算，根据风机的最大输出转速Aomax、设定送风温度Tsset和第j时刻至第k时刻中各个检测时间点的所有风机的平均送风温度计算所有风机同步输出的转速Ao。
3.根据权利要求2所述的空调室内机，其特征在于，
当蒸发器的上部、中部和下部的最大温差小于第一限定值，满足Th＞Ts时，所有风机同步输出的转速Ao根据第一逻辑Ao＝P*(Tsk-Tsset)Aomax+∑k j＝0I*(Tsj-Tsset)Aomax+D*(Ts(k-1)-Tsk)Aomax计算得出；
其中，P为比例调节因子,I为积分调节因子，D为微分调节因子。
4.根据权利要求2所述的空调室内机，其特征在于，
空调出风口的上部的平均送风温度为Ts1，空调出风口的中部的平均送风温度为Ts2，空调出风口的下部的平均送风温度为Ts3，对应蒸发器的上部的风机的输出转速为Ao1，对应蒸发器的中部的风机的输出转速为Ao2，对应蒸发器的下部的风机的输出转速为Ao3；当蒸发器的上部、中部和下部的最大温差大于等于第一限定值时，控制单元通过第二逻辑进行运算，根据对应风机的最大输出转速Aoimax、设定送风温度Tsset和第j时刻至第k时刻中各个检测时间点的风机对应的平均送风温度来计算相对应的风机的输出转速Aoi。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，
当蒸发器的上部、中部和下部的最大温差大于等于第一限定值时，各个风机输出的转速Aoi根据第二逻辑Aoi＝P*(Tsik-Tsset)Aoimax+∑k j＝0I*(Tsij-Tsset)Aoimax+D*(Tsi(k-1)-Tsik)Aoimax计算得出；
其中，P为比例调节因子,I为积分调节因子，D为微分调节因子，Aoimax为第i个风机的最大输出转速，Tsik为第k时刻检测的空调出风口的上部或中部或下部的平均送风温度，Tsij为第j时刻检测的空调出风口的上部或中部或下部的平均送风温度，i＝{1,2,3}。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，
蒸发器的上部的温度为Te16，蒸发器的中部的温度为Te17，蒸发器的下部的温度为Te18；
当Te16＜Te17＜Te18时，各个风机的输出转速Aoi根据第二逻辑Aoi＝P*(Tsik-Tsset)Aoimax+∑k j＝0I*(Tsij-Tsset)Aoimax+D*(Tsi(k-1)-Tsik)Aoimax计算得出，此时控制单元对所有风机单独运算，根据运算结果将控制信号输出至相对应的风机。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，
当Te16＝Te17＜Te18时，各个风机的输出转速Aoi根据第二逻辑Aoi＝P*(Tsik-Tsset)Aoimax+∑k j＝0I*(Tsij-Tsset)Aoimax+D*(Tsi(k-1)-Tsik)Aoimax计算得出；
控制单元对对应蒸发器的下部的风机进行运算并根据运算结果将控制信号输出至对应蒸发器的下部的风机；同时
控制单元对对应蒸发器的上部或中部的风机之一进行运算，并根据运算结果将控制信号同步输出至对应蒸发器的上部和中部的风机。
8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，
当Te16＜Te17＝Te18时，各个风机的输出转速Aoi根据第二逻辑Aoi＝P*(Tsik-Tsset)Aoimax+∑k j＝0I*(Tsij-Tsset)Aoimax+D*(Tsi(k-1)-Tsik)Aoimax计算得出；
控制单元对对应蒸发器的上部的风机进行运算并根据运算结果将控制信号输出至对应蒸发器的上部的风机；同时
控制单元对对应蒸发器的下部或中部的风机之一进行运算，并根据运算结果将控制信号同步输出至对应蒸发器的下部和中部的风机。
9.一种重力热管列间空调，其特征在于，包括
蒸发器上温度传感器，设置在蒸发器的上部，用于检测所述蒸发器的上部温度；
蒸发器中温度传感器，设置在所述蒸发器的中部，用于检测所述蒸发器的中部温度；
蒸发器下温度传感器，设置在所述蒸发器的下部，用于检测所述蒸发器的下部温度；
上风机，对应所述蒸发器上温度传感器设置，所述上风机设置在空调出风口的上部；
中风机，对应所述蒸发器中温度传感器设置，所述中风机设置在所述空调出风口的中部；
下风机，对应所述蒸发器下温度传感器设置，所述下风机设置在所述空调出风口的下部；
控制单元，向所述上风机、所述中风机和所述下风机输出控制信号；
当检测到的蒸发器的上部、中部和下部的最大温差小于第一限定值时，控制单元通过第一逻辑进行一次运算，根据运算结果将控制信号同步输出至所有风机；
当检测到的蒸发器的上部、中部和下部的最大温差大于等于第一限定值时，控制单元通过第二逻辑进行运算，其中，对温度相同的蒸发器的上部、中部和下部所对应的风机只进行一次运算，根据运算结果将控制信号分组输出至相对应的所有风机。
10.根据权利要求9所述的重力热管列间空调，其特征在于，
所述蒸发器由两块直板型换热器呈夹角拼接构成，所述蒸发器设置在壳体的内部，所述蒸发器将所述壳体的内部分为进风侧空间和出风侧空间，所述进风侧空间内的左右两侧设置有可旋转的电控盒。
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