CN202229351U - 双工况通信专用节能空调 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及双工况通信专用节能空调，包括压缩机、四通阀、冷凝器、高压阀、蒸发器、低压阀、控制电路板，该双工况通信专用节能空调还包括电子膨胀阀、室内环境温度传感器、蒸发器温度传感器，蒸发器温度传感器设于蒸发器上，室内环境温度传感器设于蒸发器外侧的环境空间，压缩机为变频压缩机，冷凝器通过电子膨胀阀与高压阀连接，变频压缩机、电子膨胀阀、室内环境温度传感器、蒸发器温度传感器分别与控制电路板电性连接。本实用新型利用变频技术改变电源的频率驱动变频压缩机，改变压缩机驱动电机的转速，从而实现改变压缩机单位时间的排气量的目的，并利用自动控制技术实现制冷需求和压缩机转速一一对应关系，实现一年四季按需供冷的目的。

Description

双工况通信专用节能空调

技术领域

本实用新型涉及空调制冷技术，具体涉及一种双工况通信专用节能空调。

背景技术

现有市场上的自动降温装置采用传统制冷技术逆向卡诺循环，利用压缩机将低温低压的制冷蒸汽压缩成高温高压的气体送到冷凝器中冷凝成高温高压的液体制冷剂同时向环境放出热量，通过毛细管节流成低温低压的液体送到蒸发器中蒸发成低温低压的蒸汽回到压缩机，同时吸收环境中的热量，实现一个制冷循环。例如，现有技术的空调机，其包括压缩机、四通阀、冷凝器、高压阀、蒸发器、低压阀、毛细管、控制电路板，压缩机、四通阀、冷凝器、高压阀、蒸发器、低压阀、毛细管通过工质管路连接构成制冷回路，冷凝器上设有室外冷凝器风机，蒸发器上设有室内风机，控制电路板用于控制整个空调机的运作。

现有技术采用定速压缩机和毛细管节流技术，在设备降温使用中存在两大问题：其一是传统定速压缩机技术不能按照设备发热量和围护结构的散热量来调节压缩机的制冷能力，只能通过压缩机的开停来实现制冷量的匹配，同时由于在夏季因为室外环境温度高，室内环境按设备要求应维持在28℃左右，冬季围护结构向外的散热量加大，围护结构中所需制冷量变小，而设备制冷运行时室外环境温度越低则设备的制冷量越大，这时大量经过冷凝器冷却的液态制冷剂进入蒸发器蒸发，而蒸发器的有效迎风面积一定，则蒸发不完的制冷剂就会进入压缩机的吸气口，从而增大了压缩机液击的危险；其二是传统的设备降温装置采用毛细管节流，调节流量和压力的能力有限，不能根据室内负荷的大小调节制冷剂的流量及蒸发压力，致使装置在远离标准工况时能效比低，同时增加压缩机液击的危险；实际上传统设备降温装置为避免上述两大问题，往往采用在较低温度下（通常≤16℃）限制设备运行的方式来实现；从而达不到在16℃以下冷却设备的目的。

然而，通信基站对于自动降温设备的选择是比较苛刻的，这是由于通信基站的使用条件所决定的。例如，通信基站的建筑结构特点为小面积、密闭的无人值守房间；热负荷特点具有(1) 全年要365天*24小时不间断供冷；(2)冬季与夏季的热负荷差别较大；(3)几乎100%的显热负荷，无需除湿；(4)室外环境温度变化范围大，夏季+40℃，冬季-15℃。若使用现有的自动降温装置，在环境温度低于16℃就无法供冷了。

因此，目前市场上现有的自动降温装置还难以全面满足通信基站的降温需求。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提出了一种双工况通信专用节能空调，无论在夏季或冬季，都能够持续制冷，使通信基站的环境温度维持在26℃~28℃。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

双工况通信专用节能空调，包括压缩机、四通阀、冷凝器、高压阀、蒸发器、低压阀、控制电路板，该双工况通信专用节能空调还包括电子膨胀阀、室内环境温度传感器、蒸发器温度传感器，蒸发器温度传感器设于蒸发器上，室内环境温度传感器设于蒸发器外侧的室内环境空间，所述压缩机为变频压缩机，冷凝器通过电子膨胀阀与高压阀连接，变频压缩机、电子膨胀阀、室内环境温度传感器、蒸发器温度传感器分别与控制电路板电性连接。

优选的，该双工况通信专用节能空调还包括室外冷凝器风机调速控制器、室外冷凝器风机，所述室外冷凝器风机设于冷凝器上，控制电路板、室外冷凝器风机分别与室外冷凝器风机调速控制器电性连接。

优选的，该双工况通信专用节能空调还包括室外环境温度传感器、冷凝器温度传感器，冷凝器温度传感器设于冷凝器上，室外环境温度传感器设于冷凝器外侧的室外环境空间；室外环境温度传感器、冷凝器温度传感器分别与控制电路板电性连接。控制电路板根据设定温度与室内环境温度的差值，以及蒸发器温度确定变频压缩机的运行频率、室外冷凝器风机的转速和电子膨胀阀的开度，调节空调的制冷量，通过控制电路板的PFC模块驱动变频压缩机在规定频率运行。

优选的，变频压缩机的排气口通过高压开关与四通阀连接，变频压缩机的吸气口通过低压开关与四通阀连接。

优选的，变频压缩机的排气口的管道上设有排气温度传感器；变频压缩机的吸气口的管道上设有回气温度传感器；排气温度传感器、回气温度传感器分别与控制电路板电性连接。控制电路板检测室外环境温度和冷凝器温度确定室外冷凝器风机的开停，实现节能。

优选的，所述电子膨胀阀采用480步电子膨胀阀。

优选的，冷凝器采用百叶窗翅片（铝）双排高效φ9.52内螺纹铜管（紫铜）叉排、有效迎风面积＞0.86平方米，冷媒在冷凝器中采用双流路布置，有效降低冷凝器中的压力损失；蒸发器采用百叶窗翅片（铝）双排高效φ7内螺纹铜管（紫铜）叉排、有效迎风面积＞0.56平方米，冷媒在蒸发器中采用四流路布置，有效降低蒸发器中的压力损失，提高系统的平均蒸发温度。

优选的，室外冷凝器风机采用轴流风扇，所述轴流风扇的电机采用铁壳抽头电机；室内风机采用离心风扇和铁壳抽头电机组成的风道系统实现对室内降温，采用大风量小焓差技术，风量达到1600立方米/小时，在变频的基础上进一步提高空调的能效比，达到节能降噪的目的。

本实用新型与现有技术相比，利用变频技术改变电源的频率驱动变频压缩机，改变压缩机驱动电机的转速，从而实现改变压缩机单位时间的排气量（制冷量）的目的，并利用自动控制技术实现制冷需求和压缩机转速（运行频率）、以及室外冷凝风机的转速一一对应关系，实现按需供冷的目的。在环境温度高时室内冷量需求旺盛，需要节能空调提供更多的冷量，变频压缩机高频运转，室外冷凝器风机高速运转，同时电子膨胀阀开度加大，使更多的冷媒进入蒸发器蒸发，平衡设备发热及通过围护结构进入的热量；当环境温度较低时，室内冷量需求小，需要节能空调提供的冷量也小，变频压缩机低频运转，同时室外冷凝器风机低速运转或停止，电子膨胀阀开度变小，使较少的冷媒进入蒸发器蒸发，平衡设备的发热量及通过围护结构进入的热量（此时该热量为负值）。实现了在环境温度变化时，均能按需供冷；避免了装置内心脏——压缩机在环境温度较低时液态冷媒在蒸发器中蒸发不完，进入压缩机造成压缩机液击的危险，从而实现了夏季、冬季都能制冷的目的。

附图说明

图1为本实用新型实施例的双工况通信专用节能空调的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的双工况通信专用节能空调的电控原理图。

    其中：1、变频压缩机；2、四通阀；3、冷凝器；4、电子膨胀阀；5、高压阀；6、蒸发器；7、低压阀；8、低压开关；9、回气温度传感器；10、冷凝器温度传感器；11、室外环境温度传感器；12、蒸发器温度传感器；13、室内环境温度传感器；14、高压开关；15、排气温度传感器；16、室外冷凝器风机。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型的双工况通信专用节能空调做进一步描述，以便于更清楚的理解本实用新型所要求保护的技术思想。

如图1所示，为较佳实施例的双工况通信专用节能空调的结构示意图，其包括变频压缩机1、四通阀2、冷凝器3、高压阀5、蒸发器6、低压阀7、控制电路板（图未视）、电子膨胀阀4、室内环境温度传感器13、蒸发器温度传感器12、室外环境温度传感器11、冷凝器温度传感器10、高压开关14、低压开关8、室外冷凝器风机调速控制器（图未视）。变频压缩机1、四通阀2、冷凝器3、高压阀5、蒸发器6、低压阀7、控制电路板（图未视）的连接关系均与现有技术相同，冷凝器3上设有室外冷凝器风机16，蒸发器6上设有室内风机（图未视）。

变频压缩机1、电子膨胀阀4、室内环境温度传感器13、蒸发器温度传感器12、室外环境温度传感器11、冷凝器温度传感器10、排气温度传感器15、回气温度传感器9、室外冷凝器风机调速控制器分别与控制电路板电性连接。室外冷凝器风机调速控制器还与室外冷凝器风机16电性连接，室外冷凝器风机调速控制器用于调节室外冷凝器风机16的转速。

蒸发器温度传感器12设于蒸发器6上，用于测量蒸发器6的温度T2；室内环境温度传感器13设于蒸发器6外侧的室内环境空间，用于测量通信基站的环境温度T1。

冷凝器温度传感器10设于冷凝器3上，用于测量冷凝器3的温度T4；室外环境温度传感器11设于冷凝器3外侧的室外环境空间，用于测量通信基站外围的温度T3。

冷凝器3通过电子膨胀阀4与高压阀5连接。变频压缩机1的排气口通过高压开关14与四通阀2连接，变频压缩机1的吸气口通过低压开关8与四通阀2连接。变频压缩机1的排气口的管道上设有排气温度传感器15；变频压缩机1的吸气口的管道上设有回气温度传感器9。

本实施例的电子膨胀阀4采用480步电子膨胀阀。冷凝器3采用百叶窗翅片（铝）双排高效φ9.52内螺纹铜管（紫铜）叉排、有效迎风面积＞0.86平方米，冷媒R410A在冷凝器3中采用双流路布置，有效降低冷凝器3中的压力损失；蒸发器6采用百叶窗翅片（铝）双排高效φ7内螺纹铜管（紫铜）叉排、有效迎风面积＞0.56平方米，冷媒R410A在蒸发器6中采用四流路布置，有效降低蒸发器6中的压力损失，提高系统的平均蒸发温度。室外冷凝器风机16采用轴流风扇，所述轴流风扇的电机采用铁壳抽头电机；室内风机采用离心风扇和铁壳抽头电机组成的风道系统实现对室内降温，采用大风量小焓差技术，风量达到1600立方米/小时，在变频的基础上进一步提高空调的能效比，达到节能降噪的目的。

本实施例的工作过程如下：

结合图1和图2，本实施例的节能空调第一次上电启动时，变频压缩机按30hz频率运行，从低压侧吸入低温低压的冷媒蒸汽，进行压缩，使其变成高温高压的蒸气，在压力的推动下进入冷凝器3冷凝成高温高压的液体，同时在风扇系统的作用下，向环境放出冷凝热，冷凝后的高温高压液体冷媒在初始开度的电子膨胀阀4中节流为低温低压的液态冷媒，进入蒸发器6蒸发，在室内风机的作用下，从室内环境中吸取热量，冷媒变成低温低压的蒸汽，进入变频压缩机进行下一个循环（参看图1，图中箭头为冷媒R410A流动方向）。

控制电路板根据设定温度Ts与室内环境温度T1的差值，以及蒸发器6的温度T2确定变频压缩机1的运行频率和电子膨胀阀4的开度，调节节能空调的制冷量，通过PFC模块驱动压缩机在规定频率运行制冷循环。

控制电路板检测室外环境温度T3和冷凝器3的温度T4确定室外冷凝器风机的开停；同时通过检测各处的压力、温度及电参数，例如排气温度T5、回气温度T6，设置多种保护措施，保证系统高效稳定运行。

通过控制电路板的模块设计，本实施例的节能空调有遥控运行和线控控制运行两种工作状态：控制方式有只送风、制冷、抽湿、自动。设定温度范围为17℃～35℃。室内机送风叶片自动摇摆设定功能，制冷模式下防冻结功能，制冷模式下冷凝器高温保护功能，掉电记忆功能，均衡使用且互为备用功能，远程监控功能，室外机总电流保护功能，室外压缩机顶部温度保护功能，压缩机再启动保护功能，压缩机预热功能，24小时定时开关机功能，快检功能，故障自我诊断功能，运行状态指示灯功能，变频器模块保护功能 ，室内外机通信功能，交流输入电压过高或过低保护功能，显示功能等。

两台双工况通信专用节能空调一起工作，可实现双机备份。

本实施例具有以下优点：

一、    高可靠性：压缩机及元器件满足365天*24小时连续工作。双机互为备份，功能完善。环境温度低至-15℃，仍可靠工作。远程监控功能；故障自动告警信息及时全面。停电恢复后自动再启，并回到记忆状态。

二、    高能效选型与设计：更先进的180°直流调速技术。选配直流永磁电机。480步电子膨胀阀实现精确节流。

三、    系统设计的优化：(1)提高室内机的显热比；高湿度时才进行除湿；(2)低温环境下可靠运行并达到更好的节能效果。

四、低温环境下的特殊处理：在低至-15 ℃的室外环境下既要可靠运行又要保证更高的能效比，需要专门设计、选型与试验测试。比如:冷凝压力的合理、精确控制；热负荷与冷媒循环量、压缩机转速、膨胀阀开度及蒸发压力、冷凝压力的匹配与优化控制。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.双工况通信专用节能空调，包括压缩机、四通阀、冷凝器、高压阀、蒸发器、低压阀、控制电路板，其特征在于，该双工况通信专用节能空调还包括电子膨胀阀、室内环境温度传感器、蒸发器温度传感器，蒸发器温度传感器设于蒸发器上，室内环境温度传感器设于蒸发器外侧的室内环境空间，所述压缩机为变频压缩机，冷凝器通过电子膨胀阀与高压阀连接，变频压缩机、电子膨胀阀、室内环境温度传感器、蒸发器温度传感器分别与控制电路板电性连接。

2.如权利要求1所述的双工况通信专用节能空调，其特征在于，该双工况通信专用节能空调还包括室外冷凝器风机调速控制器、室外冷凝器风机，所述室外冷凝器风机设于冷凝器上，控制电路板、室外冷凝器风机分别与室外冷凝器风机调速控制器电性连接。

3.如权利要求1所述的双工况通信专用节能空调，其特征在于，该双工况通信专用节能空调还包括室外环境温度传感器、冷凝器温度传感器，冷凝器温度传感器设于冷凝器上，室外环境温度传感器设于冷凝器外侧的室外环境空间；室外环境温度传感器、冷凝器温度传感器分别与控制电路板电性连接。

4.如权利要求1所述的双工况通信专用节能空调，其特征在于，变频压缩机的排气口通过高压开关与四通阀连接，变频压缩机的吸气口通过低压开关与四通阀连接。

5.如权利要求1所述的双工况通信专用节能空调，其特征在于，变频压缩机的排气口的管道上设有排气温度传感器；变频压缩机的吸气口的管道上设有回气温度传感器；排气温度传感器、回气温度传感器分别与控制电路板电性连接。

6.如权利要求1所述的双工况通信专用节能空调，其特征在于，所述电子膨胀阀为480步电子膨胀阀。

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