CN202119025U

CN202119025U - 一种水冷空调系统

Info

Publication number: CN202119025U
Application number: CN 201120174560
Authority: CN
Inventors: 宋帅宇
Original assignee: SHANDONG ZHAOYU ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Shandong trillion electronic Limited by Share Ltd
Priority date: 2011-05-27
Filing date: 2011-05-27
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2021-05-27

Abstract

本实用新型公开了一种水冷空调系统，该系统包括箱体，箱体内设有电池恒温箱，电池恒温箱与控制模块连接，控制模块与空调配合，空调通过水循环设备与井下换热设备连接。本实用新型以LPC2132单片机为控制中心，它可为蓄电池恒温箱提供一个15℃到25℃的工作环境，保证电池的正常工作，同时利用室内空调可使基站设备的工作温度维持在30℃~40℃范围，从而降低站点温控设备的能耗。通过对蓄电池的独立空间进行单独的温度控制，可提高机房主设备及开关电源设备的工作温度。利用地热作为冷源，可以节省系统能耗，节约电能，同时可以把设备的工作状态和数据信息通过基站内的动力环境监控主机上传到监控中心，实现用户对设备的远程监控和管理。

Description

一种水冷空调系统

技术领域

本实用新型涉及一种水冷空调系统。

背景技术

基站设备降温绝大多数采用空调系统弥漫推送冷气的方式，普通的基站面积大约15-25m2，为了使局部高热区域降温，整个空调系统温度往往需要调得很低。基站内需要降温的设备主要为通信设备及蓄电池，蓄电池最佳工作温度为25℃左右，而通信设备则可在较高温度环境下可靠工作（最高40℃）。因高、低温环境对电池寿命与容量影响较大，所以机房环境温度被要求控制在10-30℃之间，通常空调温度被设置在25℃左右，为实现这一环境要求，空调将被迫长时工作，造成能耗居高不下。因此需要考虑新的空调分配方案，来提高空调工作效率，降低基站空调能耗。同时，传统的空调采用压缩机方式制冷，能效比通常为1:3，在氟利昂气化过程中会造成对臭氧层的破坏，考虑至此，提出环境分区控制和利用新的制冷方式的观念：即把环境要求差别较大的设备划分出来，形成不同的隔离区域，实施一对一的环境控制，这样可以有效实现空调合理配置。同时利用地热这种洁净的能源作为空调冷量的来源，节约电能的同时，不对环境造成污染。

发明人从以下几个方面做了尝试性突破：

1、对基站内所有设备进行环境要求分类和评估，区分对环境温度要求的富裕度。

2、提升基站内对温度要求最严格的设备的温度适应范围。

3、如设备不能改变，则需实施环境的单元分割，实现基站各单元环境的分区控制。

4、合理分配和重新规划基站各分区的温度控制参数；对于温度适应范围大的区间和设备，可考虑其环境控制范围的宽泛化和开放式；对于要求范围窄的设备和区间，可考虑效率更高的、节能的环境控制方案。

5、充分利用地下水常年维持在15~18摄氏度这一特性，在夏季将室内热量带入地下，冬季将地下热量带入室内，不需要大功率水泵，不浪费水源，耗电量只有普通空调的10~15%。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，本实用新型提供一种水冷空调系统，在该系统中提出基站设备环境分区控制的概念，实现对蓄电池温度和设备温度的分别控制，利用地热能源在满足环境温度要求的同时，实现节能环保的目的。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种水冷空调系统，该系统包括箱体，箱体内设有电池恒温箱，电池恒温箱与控制模块连接，控制模块与空调配合，空调通过水循环设备与井下换热设备连接。

所述控制模块由电源模块供电，控制模块的输入端与键盘连接；所述控制模块的输出端通过光电隔离模块Ⅰ与电流放大模块连接，所述控制模块的输出端还分别与蜂鸣报警模块和液晶显示模块连接，所述控制模块还通过RS485通讯模块与动环监控上位机通讯；所述电源模块还为信号采集模块供电，信号采集模块通过光电隔离模块 Ⅱ与驱动模块连接，驱动模块与控制模块连接。

所述信号采集模块包括烟雾传感器，水浸传感器，震动传感器，门磁开关，压力开关，湿度传感器和温度传感器；所述烟雾传感器，水浸传感器，震动传感器，门磁开关和压力开关均与光电隔离模块 Ⅱ连接；所述温度传感器与控制模块连接；所述湿度传感器通过电压采集模块与控制模块连接。

所述电流放大模块分别通过风机控制继电器与风机连接，通过循环水泵控制继电器与循环水泵连接，通过空调控制继电器与空调连接。

所述控制模块为LPC2132单片机。

所述电源模块为DC-DC转换器，它将48V的电源转换为+5V和+12V的电源供电。

所述驱动模块采用74HC245D芯片。

本专利所采用的原理及各个模块的功能如下：

铅酸蓄电池最佳工作温度范围为23℃~25℃，其他设备工作温度一般在-10℃~40℃，根据这种现状，把铅酸蓄电池划分为温度控制2区，其他基站设备划分为1区。

通过水循环系统将冷风送入恒温箱内，实现基站内“温度控制2区”的恒温控制。即，对环境依赖最脆弱的蓄电池系统实现可靠的保护。基站内的“温度控制1区”可由室内空调部分进行控制，该部分同样应用地下热源，但此时的10-30℃温度控制要求可放宽到0-35℃；这样基站内原空调机组的环境控制压力大大减小，相应的工作时间、维护、能耗等亦大幅降低，因此实现了节能降耗的目的。

根据分区域隔离、独立空间恒温控制原理，我们开发了以控制独立环境温度为目的，用于基站电池组存储和维护的节能智能电池恒温箱，该系统保证较高的能效比和特有功能的前提下，还实现了配合基站整体节能减排的目的。它主要有5部分组成：

1、具备保温功能的隔离防护板，避免热交换，规格、尺寸齐全，能适用不同环境、规格下的装配和搭接。

2、具备高能效比和制冷功能、制热功能、内外换风功能、湿度控制、监控功能的室内空调；主要实现柜设备环境的温度控制。

3、控制模块主要实现环境参数的采集、判定和控制；用于检测本机工作状态，仓体内工作环境，仓体外工作环境，以及相关环境的监测、报警、通信等功能的智能化人机界面系统。

4、水循环装置主要实现热能的循环，待特定条件下实现释放并实现温度控制。

5、井下换热装置主要实现热能的交换。

即将基站内的电池统一安放于有隔热保温的密闭电池仓体内，在电池仓体的侧钣或正门上连接风道，对电池箱内部进行控温，使得电池箱内电池的工作微环境温度始终维持在25℃±3℃，而电池箱外部的基站内环境温度通过室内空调需维持在35℃左右。

本实用新型的水冷空调系统以LPC2132单片机为控制中心，采用键盘作为输入，它可为蓄电池恒温箱提供一个15℃到25℃的工作环境，保证电池的正常工作，同时利用室内空调可使基站设备的工作温度维持在30℃~40℃范围，从而降低站点温控设备的能耗。

为取电方便和方便使用，采用基站电源柜的48V的电源为系统供电，这48V的电源经过电源模块即DC-DC转换电路把电压转换为+5V和+12V的电源为系统供电。

信号检测模块采用光电隔离器，通过采集信号检测干接点的电平信号来判断电池恒温箱的工作状况，温度传感器用于检测柜内及基站环境的温度；湿度传感器用于检测柜内湿度状况；烟雾传感器用于检测柜内烟雾浓度，当发生火灾现象时上传报警信号；水浸传感器用于检测水位信号，当水平面超过水浸传感器光电检测探头时上传报警信号；震动传感器在柜体发生震动时上传报警信号；门磁开关在有人强制入侵的情况下上传报警信号；压力开关在压缩机工作异常导致机内高压的情况下上传报警信号。控制模块检测到报警信号后显示于液晶屏上并上传至动环监控上位机。

控制模块通过光电隔离器发送控制信号至电流放大电路，电流放大电路输出电流信号用于驱动继电器组，继电器组包括内风机控制继电器、外风机控制继电器、循环水泵控制继电器、室内空调控制继电器，内风机控制继电器用于驱动内风机的开启及关闭，外风机控制继电器用于驱动外风机的开启及关闭，循环水泵控制继电器用于驱动循环水泵的开启及关闭，室内空调控制继电器通过交流接触器实现室内空调的启动及断开控制。

液晶显示模块显示当前时间、基站及电池温度信息、湿度信息、参数设定信息（告警参数设定、电池柜散热模式设置、空调参数设置、通讯参数设置、干接点参数设置及其它相关参数的设置）、报警显示及详细记录信息。

采用485通信模块，定义动力环境监控系统相匹配的数据传输协议和接口，集中采集和传输温度、湿度、干接点检测信号、报警信号等实时数据，并通过基站传输设备传输到监控中心，以对系统的运行状况实时检测。

本实用新型的有益效果是：通过对蓄电池的独立空间进行单独的温度控制，可提高机房主设备及开关电源设备的工作温度。利用地热作为冷源，可以节省系统能耗，节约电能。设备能实现上述功能，同时可以把设备的工作状态和数据信息通过基站内的动力环境监控主机上传到监控中心，实现用户对设备的远程监控和管理。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图示意图；

图2为本实用新型的原理框图；

其中，1.开关电源模块，2.液晶显示模块，3.键盘，4. 控制模块，5. 蜂鸣器报警模块，6. RS485通讯模块，7. 动环监控上位机，8. 光电隔离模块Ⅰ，9. 电流放大模块，10. 内风机控制继电器，11. 内风机12. 外风机控制继电器，13. 外风机，14. 循环水泵控制继电器，15.循环水泵，16. 室内空调控制继电器，17. 交流接触器，18. 室内空调，19. 驱动芯片，20. 光电隔离模块Ⅱ， 21. 温度传感器，22. 电压采集模块，23. 烟雾传感器，24. 水浸传感器，25. 震动传感器，26. 门磁开关，27. 压力开关， 28. 湿度传感器,29蓄电池恒温箱，30室内空调，31水循环设备，32井下换热设备。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，一种水冷空调系统，该系统包括箱体，箱体内设有蓄电池恒温箱29，蓄电池恒温箱29与控制模块4连接，控制模块4与室内空调30配合，室内空调30通过水循环设备31与井下换热设备32（水循环设备为市面上现有的循环水泵，井下换热设备为井下循环盘管并且在盘管周围填充高热填充剂）连接。

所述控制模块4由开关电源模块1供电，控制模块4的输入端与键盘3连接；所述控制模块4的输出端通过光电隔离模块Ⅰ8与电流放大模块9连接，所述控制模块4的输出端还分别与蜂鸣报警模块5和液晶显示模块2连接，所述控制模块4还通过RS485通讯模块6与动环监控上位机7通讯；所述开关电源模块1还为信号采集模块供电，信号采集模块通过光电隔离模块 Ⅱ20与驱动模块19连接，驱动模块19与控制模块4连接。

所述信号采集模块包括烟雾传感器23，水浸传感器24，震动传感器25，门磁开关26，压力开关27，湿度传感器28和温度传感器21；所述烟雾传感器23，水浸传感器24，震动传感器25，门磁开关26和压力开关27均与光电隔离模块 Ⅱ20连接；所述温度传感器21与控制模块4连接；所述湿度传感器28通过电压采集模块22与控制模块4连接。

所述电流放大模块9分别通过内风机控制继电器10与内风机11连接，通过外风机控制继电器12与外风机13连接，通过循环水泵控制继电器14与循环水泵15连接，通过室内空调控制继电器16与交流接触器17连接，交流接触器17与室内空调18连接。

所述控制模块4为LPC2132单片机。

所述开关电源模块1为DC-DC转换器，它将48V的电源转换为+5V和+12V的电源供电。

所述驱动模块19采用74HC245D芯片。

Claims

1.一种水冷空调系统，其特征是，该系统包括箱体，箱体内设有电池恒温箱，电池恒温箱与控制模块连接，控制模块与空调配合，空调通过水循环设备与井下换热设备连接。

2.如权利要求1所述的一种水冷空调系统，其特征是，所述控制模块由电源模块供电，控制模块的输入端与键盘连接；所述控制模块的输出端通过光电隔离模块Ⅰ与电流放大模块连接，所述控制模块的输出端还分别与蜂鸣报警模块和液晶显示模块连接，所述控制模块还通过RS485通讯模块与动环监控上位机通讯；所述电源模块还为信号采集模块供电，信号采集模块通过光电隔离模块 Ⅱ与驱动模块连接，驱动模块与控制模块连接。

3.如权利要求2所述的一种水冷空调系统，其特征是，所述信号采集模块包括烟雾传感器，水浸传感器，震动传感器，门磁开关，压力开关，湿度传感器和温度传感器；所述烟雾传感器，水浸传感器，震动传感器，门磁开关和压力开关均与光电隔离模块 Ⅱ连接；所述温度传感器与控制模块连接；所述湿度传感器通过电压采集模块与控制模块连接。

4.如权利要求2所述的一种水冷空调系统，其特征是，所述电流放大模块分别通过风机控制继电器与风机连接，通过循环水泵控制继电器与循环水泵连接，通过空调控制继电器与空调连接。

5.如权利要求2所述的一种水冷空调系统，其特征是，所述控制模块为LPC2132单片机。

6.如权利要求2所述的一种水冷空调系统，其特征是，所述电源模块为DC-DC转换器，它将48V的电源转换为+5V和+12V的电源供电。

7.如权利要求2所述的一种水冷空调系统，其特征是，所述驱动模块采用74HC245D芯片。