CN201377867Y - 一体式节能型机房空调机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一体式节能型机房空调，是一种高精度、高可靠性的节能空气调节机组。本实用新型在机壳中间设有隔板，将机壳内部分成上下两个腔室，在隔板上装有可开闭的风门，执行器与风门连接执行开闭动作；上腔室内设有蒸发风机、蒸发器和压缩机，在机壳顶部设有室内出风口，侧面设有室内进风口；在下腔室内设有风冷冷凝器和冷凝风机，下腔室的机壳侧面设有室外出风口和室外进风口。本实用新型将室外风冷冷凝器和冷凝风机与压缩机、蒸发器等集成到一个框架内，其可以实现三种制冷模式：机械制冷模式，混合制冷模式和自然冷却模式。当室外环境温、湿度合适时，机组就会自动转换到混合制冷模式或自然冷却模式下运行，达到节能的目的。

Description

一体式节能型机房空调机组

技术领域

本实用新型涉及一种机房空调机组，用于通信机房或基站的温度控制，具体是一种一体式节能型机房空调机组。

背景技术

当今社会，能源的短缺已经成为整个社会共同要解决的一个问题，节能减排已经成为了我国的一项基本国策。近年来，通信产业发展迅速，成为了高科技产业，也变成了能源消耗巨大的产业。

通信产业的能源消耗90％以上是电能的消耗，据不完全统计现在每年几大通信产业运营商的总耗电量达到200亿度以上，其中通信交换设备以及机房专用空调的耗电量约占90％(通信交换设备50％，机房空调40％)。随着通信建设的发展，移动通信基站数量的增多(已超过35万个)，基站耗电总量越来越大，降低空调电能消耗、减少电费的支出，已成为移动通信运营商迫切要求解决的问题。

机房、基站对洁净度有严格的要求，机房(基站)相对比较密闭，而机房(基站)的发热量较大，一般来说，机房(基站)一年四季需要制冷。我国大部分地区冬、春、秋三季及夏季的早晚时段的室外温度低于基站内要求的温度，合理的引进室外新风就可以替代常规的机械(压缩机)制冷，大大节约电力消耗。

此外，大量的基站设在荒山野岭，处于无人值守状态。常规的风冷分体空调经常遭到人为的破坏(被盗)，将传统的室外风冷冷凝器置于室内可以防止室外机被盗，一体式机组可以确保空调机自身的安全，防止空调被损坏后，基站通信设备出现故障。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种将室外机部分与室内机部分一体化并置于室内的机房空调机组，该机组还可以利用室外新风循环制冷，大大节约电力消耗。

本实用新型所述的一体式节能型机房空调机组，包括机壳，在机壳中间设有隔板，将机壳内部分成上下两个腔室，在隔板上装有可开闭的风门，执行器与风门连接执行开闭动作；

在所述上腔室内设有蒸发风机、蒸发器和压缩机，在机壳顶部设有室内出风口，蒸发风机设在室内出风口下方；蒸发器和与之相连的压缩机安装在蒸发风机下方并且两者之间用隔板分隔开，机壳侧面设有与蒸发器连通的室内进风口，室内进风口、蒸发器、蒸发风机和室内出风口构成室内风通路；

在所述下腔室内设有风冷冷凝器和冷凝风机，下腔室的机壳侧面设有室外出风口和室外进风口，室外进风口、风冷冷凝器、冷凝风机、室外出风口构成室外风通路；

控制器分别与压缩机、蒸发风机、冷凝风机及执行器电连接对它们进行控制。

机房室内对空气的洁净度有一定的要求，直接引进室外新风往往难以保证机房室内的洁净度，为此可以在室内进风口和蒸发器之间设置空气过滤器。

在室外可以设置室外湿度控制器，由于机房对湿度有一定的要求，湿度小了容易产生静电，湿度大了容易引起电路板短路，对室外引进的新风必须严格的控制，所以可以用湿度控制器对室外的新风湿度进行检测。

为了减小机壳的体积，需要合理设计各部件在机壳内位置，所以蒸发器和压缩机可以并列设置，且蒸发器需要倾斜安装。基于同样的目的，隔板也可以倾斜安装，由室内进风口处向上倾斜并至蒸发器底部，这种结构即节省空间，同时便于室内进风的流通。

本实用新型主要通过以下三个方面来实现：1、将风冷冷凝器和冷凝风机移至室内机。为了节省安装空间，冷凝器设计成板式结构，风机选用无蜗壳风机；2、增加一个新风口和一个出风口，在机械制冷模式下，通过新风口的室外新风流经冷凝器，从出风口排出，用作风冷冷凝器的散热。在自然冷却模式下，通过新风口的室外新风，经过空气过滤器后，进入需冷却的机房(或基站)。3、设立新风风门，新风风门主要用来控制新风的流向。

机组的节能是通过在三种不同的制冷模式之间切换来实现。三种不同的制冷模式分别是：机械制冷模式、混合制冷模式、自然冷却模式。图1是制冷运行过程的示意图，

当室内外温度高于设定值和室外环境温度低于设定值时，新风风门不开启。当回风温度大于r1+r4/2+r2时，压缩机运行；当回风温度降到r1+r4/2时，压缩机停止，此时为机械制冷模式(图2a)。室内外温度低于设定值和室外环境温度高于设定值时，室外新风还不能完全消除室内热负荷，机组处于混合制冷模式，压缩机制冷和新风制冷交替运行，当回风温度大于r1+r4/2+1℃时，压缩机运行，当回风温度大于r1+r4/2小于r1+r4/2+1℃时，风门按比例(0～100％)运行。室内外温度低于设定值和室外环境温度高于设定值时，室外新风能完全消除室内热负荷时，机组压缩机完全停止工作，新风风门根据房间温度与设定温度的差值，按比例开启(图2b)。

本实用新型采用一体式设计，省略了室外机部分以及室内机组和室外机组之间的连接管道费用和安装费用。此外机组在自由制冷状态下，压缩机和冷凝风机处于停机状态，这样一来可以增加其使用寿命和节约维护费用。此外，大量的基站设在荒山野岭，处于无人值守状态。常规的风冷分体空调经常遭到人为的破坏(被盗)，将传统的室外风冷冷凝器置于室内可以防止室外机被盗，一体式机组可以确保空调机自身的安全，防止空调被损坏后，基站通信设备出现故障。是合理的降低机房空调的运行成本，提高空调机的使用寿命，防止空调机的人为破坏，减少空调机的现场安装工作量。

本实用新型具有自然冷却功能，在冬、春、秋三季及夏季的早晚时段的室外温度低于基站内要求温度时，启用自然冷却功能。下面以一台3Hp机组的数据来作节能分析。

表1：用电量测试数据

节电比较：

新风门关闭用电量：9.8-2＝7.8kW·h

新风门启用用电量：12.6-9.8＝2.8kW·h

节电百分比：(7.8-2.8)/7.8*％＝64.1％

附图说明

图1是制冷运行过程的示意图，图中，r1制冷设定温度，r2制冷偏差值，r3制热偏差值，r4温度死区，C1压缩机，R1电加热器，D1新风风门。

图2是空调机制冷模式的示意图，其中a分别为机械制冷模式，b是全新风制冷模式下的机组运行示意图，。

图3是机组结构示意图，其中：1-冷凝风机，2-风门执行器，3-蒸发器，4-蒸发风机，5-控制器，6-压缩机，7-空气过滤器，8-风门，9-冷凝器，10-机壳，11-室外进风口，12-室外出风口。

具体实施方式

如图3，本实用新型所述的一体式节能型机房空调机组，主要包括机壳10，在机壳10中间设有隔板，该隔板倾斜安装，将机壳10内部分成上下两个腔室，在隔板上装有可开闭的风门8，执行器2与风门8连接执行开闭动作；

上腔室内设有蒸发风机4、蒸发器3和压缩机6，在机壳10顶部设有室内出风口，蒸发风机4设在室内出风口下方；蒸发器3和与之相连的压缩机6并列安装在蒸发风机4下方并且两者之间用隔板分隔开，且蒸发器3倾斜安装。机壳10侧面设有与蒸发器3连通的室内进风口，在室内进风口和蒸发器3之间设有空气过滤器7。室内进风口、蒸发器3、蒸发风机4和室内出风口构成室内风通路。

下腔室内设有风冷冷凝器9和冷凝风机1，下腔室的机壳10侧面设有室外出风口12和室外进风口11，在室外进风口11设有室外湿度控制器。室外进风口11、风冷冷凝器9、冷凝风机1、室外出风口12构成室外风通路。

控制器分别与压缩机6、蒸发风机4、冷凝风机1及执行器2电连接对它们进行控制，此外，冷凝风机1和蒸发风机4为无蜗壳风机。

下面就其中关键部件作详细的介绍。

1、蒸发、冷凝风机

由于该空调机为一体式结构，部件相对较多，因此对部件的结构形式要求很高。因此蒸发、冷凝风机选用无蜗壳后倾风机。无蜗壳后倾风机水平安装，气流组织灵活，能合理的利用安装空间。

2、风门

当室外温、湿度合适时，空调机才引进室外新风，因此机组内部安装了一个可以转动的新风风门。需要室外新风时，新风风门打开，否则，新风风门处于关闭状态。

3、风门执行器

风门执行器是新风风门的驱动机构，根据控制器发出的信号0～10V动作，旋转角度0～90°。

4、室外湿度控制器

机房、基站对湿度有一定的要求，湿度小了容易产生静电，湿度大了容易引起电路板短路，对室外引进的新风必须严格的控制，用湿度控制器对室外的新风湿度进行检测。

5、控制器

机组的控制器选用卡乐公司的精密空调专用控制器μAC。该控制器除了可对压缩机、蒸发风机、冷凝器风机等控制外，还增加了对新风风门的控制调节。

6、空气过滤器

机房基站室内对空气的洁净度有一定的要求，直接引进室外新风往往难以保证机房基站室内的洁净度。为了解决这一难题，机组内设置了两道过滤一层为尼龙、一层为化纤。室外新风经两道过滤后进入室内，大大提高了室外新风的质量。机组安装了微压差计用来检测过滤器两端的阻力，当阻力达到设定值时，机组发出报警信号，此时，应清洗或更换空气过滤器。

Claims (6)

1、一种一体式节能型机房空调机组，其特征是：它包括机壳(10)，在机壳(10)中间设有隔板，将机壳(10)内部分成上下两个腔室，在隔板上装有可开闭的风门(8)，执行器(2)与风门连接执行开闭动作；

在所述上腔室内设有蒸发风机(4)、蒸发器(3)和压缩机(6)，在机壳(10)顶部设有室内出风口，蒸发风机(4)设在室内出风口下方；蒸发器(3)和与之相连的压缩机(6)安装在蒸发风机(4)下方并且两者之间用隔板分隔开，机壳(10)侧面设有与蒸发器(3)连通的室内进风口，室内进风口、蒸发器(3)、蒸发风机(4)和室内出风口构成室内风通路；

在所述下腔室内设有风冷冷凝器(9)和冷凝风机(1)，下腔室的机壳(10)侧面设有室外出风口(12)和室外进风口(11)，室外进风口(11)、风冷冷凝器(9)、冷凝风机(1)、室外出风口(12)构成室外风通路；

控制器分别与压缩机(6)、蒸发风机(4)、冷凝风机(1)及执行器(2)电连接对它们进行控制。

2、根据权利要求1所述的一体式节能型机房空调机组，其特征是：在室内进风口和蒸发器(3)之间设有空气过滤器(7)。

3、根据权利要求1或2所述的一体式节能型机房空调机组，其特征是：在室外进风口(11)设有室外湿度控制器。

4、根据权利要求1或2所述的一体式节能型机房空调机组，其特征是：所述蒸发器(3)和压缩机(6)并列设置，且蒸发器(3)倾斜安装。

5、根据权利要求1或2所述的一体式节能型机房空调机组，其特征是：所述隔板倾斜安装。

6、根据权利要求1或2所述的一体式节能型机房空调机组，其特征是：冷凝风机(1)和蒸发风机(4)为无蜗壳风机。

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