CN202442425U - 冷却水干式空调箱及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种采用冷却水冷却室内空气的冷却水干式空调箱及其控制系统。本实用新型包括空调箱机壳、及设于机壳内的风机，在机壳内由隔板将机壳分割成隔为正负压腔两部分，风机的出风口位于正压腔内，风机的进风口位于负压腔内，在正压腔内还设有室内送风口和室内送风阀，及接往空调的风口和接往空调的风阀；在所述的负压腔内逆气流方向装设有管翅换热器和机柜热回风口。本实用新型能最大限度利用室外水蒸发降温的冷却水系统，制取接近湿球温度的冷却水后通过水管送入室内干式空调箱，冷却室内空气。此冷却水干式空调箱系统将适用于所有地区，与其他机房降温节能技术相比，具有最高的全年综合节能效果。

Description

冷却水干式空调箱及其控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种采用冷却水冷却室内空气的干式空调箱，它非常适宜在热负荷大，全年运行时间长的通信机房、电房、计算机房等场所，能够在一年中室外湿球温度约低于22℃时，免开空调而独自承担室内热负荷，在湿球温度约高于22℃时，用于承担机柜顶部热排风的部分负荷。全年节电效果非常显著。

背景技术

目前，大量通信机房由于热负荷大，空调耗电超过了机房总耗电的50％以上，并且即使在冬季，机房空调仍需开启。对压缩式空调能效的改进措施如针对机柜内部制冷的机柜空调、精确送风、冷凝翅片喷雾、冷媒添加剂等诸多措施对提高空调能效比较有限，除此之外尚有以下一些非压缩式的节能技术：

采用室外自然冷源的热管换热器、乙二醇换热器由于是在室外干球温度工况下换热，加之室内换热器没有能对机柜热排风进行预冷却的设计及控制技术，所以综合节能率较小；

而采用井水降温技术又存在水源的不确定性。

智能纯新风系统由于引入了大量新风(新风换气次数一般达30次/小时以上)，所以存在新风过滤、新风中可能有的有害气体等问题，不能满足一二类通信机房的洁净度要求，只能用于一些三类机房基站。

新风水帘设备(水蒸发式冷气机)由于对新风进行等焓降温，所以节能率远高于纯通风系统，但同样由于新风过滤及可能的有害气体等原因，导致无法满足一二类机房的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了节能效果好的冷却水干式空调箱及其控制系统。

本实用新型的技术方案是这样构成的，它包括空调箱机壳、及设于机壳内的风机，在机壳内由隔板将机壳分割成隔为正负压腔两部分，风机的出风口位于正压腔内，风机的进风口位于负压腔内，在正压腔内还设有室内送风口和室内送风阀，及接往空调的风口和接往空调的风阀；在所述的负压腔内逆气流方向装设有管翅换热器和机柜热回风口。

本实用新型能最大限度利用室外水蒸发降温的冷却水系统(包括冷却塔，过滤装置、水泵等)，制取接近湿球温度的冷却水后通过水管送入室内干式空调箱，冷却室内空气。本实用新型的这种干式空调箱还具备相应的结构和自动控制技术，在无法单独满足室内降温要求时，能与空调同时使用，干式空调箱用于冷却来自于机柜顶部的排风(一般会达32-35℃)，所以承担了一部分热负荷，再将预冷后的空气送入机房空调的回风口，经过机房空调进一步降温。由此空调的热负荷大大减小而实现明显节能。

当室外湿球温度进一步降低时，干式空调箱可以独自承担机房的全部热负荷时，关闭空调，此时节能率会高达80％。

此冷却水干式空调箱系统将适用于所有地区，与其他机房降温节能技术相比，具有最高的全年综合节能效果。

本实用新型的工作原理如下：

1)冷却水停用状态。当联动控制器检测到室外湿球温度值高于设定的高限值时，控制器判断当前气候下制取的冷却水即使对机柜热排风冷却效率也会低于冷却系统的耗电时，冷却系统将不会工作。此时室内回风阀及送风阀关闭，通往空调的风阀打开，风机处于低速工况，其抽风量大于所连接的所有机柜排风量，将机柜热排风直接送至空调回风口，这样做也是节能的，它能提高空调的回风温度及蒸发温度，从而提高空调能效，减少空调压缩机工作时间。

2)冷却水系统与空调同时工作。当联动控制器检测到室外湿球温度值低于设定，此时冷却水系统工作。冷却水进入干式空调箱，将机柜的热排风预冷却，送入空调回风口，经空调吸入进一步冷却。从而负担了部分热负荷减小了空调负荷而使节能明显。

3)冷却水干式空调箱单独工作，空调停开。当室外湿球温度进一步降低，干式空调箱出风温度低于设定值时，控制器判断干式空调箱能够单独负担室内负荷，此时室内回风阀及送风阀开启，通往空调的风阀关闭，风机高速工作，以较大换气次数及较低的出风温度给室内降温。

较之目前的机房节能技术而言，本实用新型的优点如下：

(1)确保了机房的密封性，以使机房洁净度得以保证。

(2)充分利用室外自然冷源，采用水蒸发降温原理制取冷却水，全部或部分负担机房热负荷。

(3)充分考虑到通信机房热排风的特点，以使更多时段冷却水能够对热排风进行预冷却，带走部分热负荷。

(4)即使少部分湿球温度特别高的气候，冷却水系统不能节能，此时干式空调箱也能够集中机柜热排风送至空调回风口，以提高空调蒸发温度，既提高空调能效，又减少压缩机工作时间，从而实现节能。

(5)全年综合节能率非常明显。

附图说明：

图1是本实用新型冷却水干式空调箱的一种实施例的结构示意图。

图2是实施例干式空调箱与机房空调连接及气流示意图。

图3是实施例干式空调箱单独工作时气流示意图。

图4是本实用新型冷却水干式空调箱的实施例A-A剖面图

图5是控制方法实施例控制原理图

标号说明：1机壳、2正压负压腔隔板、3风机、4第一道管翅换热器、5进水接口进水接口、6室内回风温度传感器、7室内回风口、8室内回风阀、9第二道管翅换热器、10机柜热回风温度传感器、11机柜热回风口、12冷却水出水接口、13底盘排水接口、14进水温度传感器、15室内出风口、16室内送风阀、17出风温度传感器、18接往空调风口、19接往空调风阀、20空调风管、21机房空调、22机房空调回风口、23回风罩、24冷却水回水管、25冷却水供水管、26冷却水泵、27冷却塔、28联动控制器显示屏、29联动控制器、30室外温湿度传感器及防护盒、31通信机房室内空间。

具体实施方式：

下面结合说明书附图和实施例对本实用新型内容进行详细说明：

如图1、图2、图3、图4所示为本实用新型提供的一种冷却水干式空调箱的实施例示意图。

一种冷却水干式空调箱，它包括空调箱机壳1、及设于机壳1内的风机3，在机壳内由隔板2将机壳1分割成隔为正负压腔两部分，风机3的出风口位于正压腔内，风机3的进风口位于负压腔内，在正压腔内还设有室内送风口15和室内送风阀16，及接往空调的风口18和接往空调的风阀19；在所述的负压腔内逆气流方向装设有管翅换热器和机柜热回风口。

在正压腔内设有室内送风口15和室内送风阀16，及接往空调风口18和接往空调风阀19，通过风管20，将气流送至机房空调21的回风口22处，并加装回风罩23，以使该气流全部被机房空调吸入。

所述的管翅换热器由的第一道管翅换热器4和第二道管翅换热器9构成，在第一道管翅换热器4上设有冷却水进水接口5，在第一道管翅换热器4与第二道管翅换热器9之间的机壳壁面上设有室内回风口7和室内回风阀8，在第二道管翅换热器9的进风处的机壳壁面上设有机柜热回风口11。

在干式空调箱负压腔内逆气流方向装设有第一道管翅换热器4及冷却水进水接口5，室内回风经过室内回风口7和室内回风阀8，通信机柜热排风通过风管接至干式空调箱上的机柜热回风口11进入负压腔，经第二道管翅换热器9预冷后再经第一道管翅换热器4冷却，冷却水经第二道管翅换热器9上的冷却水出水接口12流出至冷却系统、为防特殊情况下可能的冷凝水及便于清洗时积水的流出，机壳底部有积水盘通过底盘排水接口13排走积水。

为便于干式空调箱的自动控制，正压腔装设有出风温度传感器17，负压腔的室内回风口7附近装设有室内回风温度传感器6，机柜热回风口11处装设有机柜热回风温度传感器10，冷却水进水处装设有进水温度传感器14。

所述干式空调箱可以是立柜式或者卧式吊装式。

所述风机3可以是各种类型风机，但通常是可调速，也可以采用两台或者以上并联运行，以满足与机房空调同时工作时的小风量和干式空调箱单独工作时的大风量要求。

所述室内送风口15可以是手动百叶风口，也可以是电动百叶风口，室内送风阀16及接往空调风阀19及室内回风阀8通常是电动风阀或阀板，以满足自动控制要求。

所述室内回风口及机柜热回风口11可以是各种类型风口，也可以装配相应等级过滤器。

所述管翅换热器可以分成第一道4和第二道9分隔布置，也可以一体式不必分隔，此时可将机柜热回风口11和室内回风口7合为一个回风口或者保持分开布置。

所述室内送风口11和接往空调风口18位置只要在正压腔内即可，具体位置可以根据需要设置。

如图5所示，本实用新型的冷却水干式空调箱的控制系统，还包括联动控制器29；所述的联动控制器29由显示屏和能够检测室外温湿度、湿球温度、冷却水进水温度、冷却水回水温度的检测装置及可以设定启动冷却水系统的湿球温度值的装置构成，所述的显示屏与所述的检测室外温湿度、湿球温度、冷却水进水温度、冷却水回水温度的检测装置及可以设定启动冷却水系统的湿球温度值的装置连接。

所述的冷却水干式空调箱的控制系统，还包括冷却塔27、冷却水泵26、冷却水回水管24、冷却水供水管25，所述的冷却水进水接口5通过冷却水供水管25及冷却水泵26与冷却塔27连接；所述的冷却水出水接口12通过冷却水回水管24与冷却塔27连接；由冷却塔27、冷却水泵26、冷却水回水管24和冷却水供水管25构成冷却水系统。

如图5所示，一种冷却水干式空调箱的控制方法，通过一个独立分开设置的联动控制器29，自动检测及通过显示屏显示室外温湿度、湿球温度、冷却水进水温度、冷却水回水温度，并可以设定启动冷却水系统的湿球温度值。

(1)当室外湿球温度低于设定值时，室外的冷却水系统(含冷却塔、冷却泵)启动，如图2所示，此时风机3处于低速工作状态，干式空调箱内部的控制器将室内送风阀16及室内回风阀8关闭，打开接往空调风阀19，将机柜热回风预冷，带走部分热负荷后送往机房空调21的回风口22，经机房空调进一步冷却。

(2)当室外的湿球温度高于设定值(含幅差)时，室内送风阀(16)、接往空调风阀(19)、室内回风阀(8)的状态保持不变，风机3保持低速工作，但联动控制器29会停止室外冷却水系统，使冷却塔、冷却泵不工作，机柜的热排风经过干式空调箱的风机3抽引送入机房空调21的回风口22，以提高机房空调21的蒸发温度从而提高机房空调的能效。

(3)当室外的湿球温度达到某更低值，干式空调箱内部控制器通过干式空调箱内正压腔中的出风温度传感器17检测到的温度低于设定值时，控制器打开室内送风阀16和室内回风阀8，关闭接往空调风阀19，提高风机3的转速，直至风量最大时如果送风温度仍低于设定值，控制器将输出空调关闭信号给联动控制器，由联动控制器输出信号关闭机房空调，此时由干式空调箱独自负担机房内热负荷。

为防止冬季冷却水系统冻结及机房温度过低，联动控制器29将根据冷却水供水温度，调整和冷却系统中冷却塔和水泵的转速，以确保在当地即使最低温气侯下冷却水系统不冻结。

所述的一套联动控制器可以控制机房内所有冷却水干式空调箱与所有空调的联动运行。

所述的干式空调箱内部控制器同时具有控制干式空调箱独自运行于温度要求不高的场所，及干式空调箱不接机柜热回风同时不接风管至空调回风口但仍能够与空调联动切换使用的功能选择。

Claims (2)

1.一种冷却水干式空调箱，其特征在于：它包括空调箱机壳（1）、及设于机壳（1）内的风机（3），在机壳内由隔板（2）将机壳（1）分割成隔为正负压腔两部分，风机（3）的出风口位于正压腔内，风机（3）的进风口位于负压腔内,在正压腔内还设有室内送风口（15）和室内送风阀（16），及接往空调的风口（18）和接往空调的风阀（19）；在所述的负压腔内逆气流方向装设有管翅换热器和机柜热回风口。

2.根据权利要求1所述的冷却水干式空调箱，其特征在于：所述的管翅换热器由的第一道管翅换热器（4）和第二道管翅换热器（9）构成，在第一道管翅换热器（4）上设有冷却水进水接口（5），在第一道管翅换热器（4）与第二道管翅换热器（9）之间的机壳壁面上设有室内回风口（7）和室内回风阀（8），在第二道管翅换热器（9）的进风处的机壳壁面上设有机柜热回风口（11）。

3.根据权利要求2所述的冷却水干式空调箱，其特征在于：在第二道管翅换热器（9）的中部位置处设有冷却水出水接口（12），在机壳底部设有排水接口（13）。

4.根据权利要求3所述的冷却水干式空调箱，其特征在于：在所述第一道管翅换热器（4）上设有冷却水进水处装设有进水温度传感器（14）。

5.根据权利要求1所述的冷却水干式空调箱，其特征在于：在所述的正压腔的机壳上装设有出风温度传感器（17），在所述的负压腔的室内回风口（7）附近装设有室内回风温度传感器（6），机柜热回风口（11）处装设有机柜热回风温度传感器（10）。

6.一种对权利要求1-5所述的冷却水干式空调箱进行控制的控制系统，其特征在于：它还包括联动控制器（29）；所述的联动控制器（29）由显示屏和能够检测室外温湿度、湿球温度、冷却水进水温度、冷却水回水温度的检测装置及可以设定启动冷却水系统的湿球温度值的装置构成，所述的显示屏与所述的检测室外温湿度、湿球温度、冷却水进水温度、冷却水回水温度的检测装置及可以设定启动冷却水系统的湿球温度值的装置连接。

7.根据权利要求6所述的冷却水干式空调箱的控制系统，其特征在于：它还包括冷却塔（27）、冷却水泵（26）、冷却水回水管（24）、冷却水供水管（25），所述的冷却水进水接口（5）通过冷却水供水管（25）及冷却水泵（26）与冷却塔（27）连接；所述的冷却水出水接口（12）通过冷却水回水管（24）与冷却塔（27）连接；由冷却塔（27）、冷却水泵（26）、冷却水回水管（24）和冷却水供水管（25）构成冷却水系统。

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