CN202692285U - 精密恒温热管空调装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了精密恒温热管空调装置，包括空调系统、热管换热系统和控制系统，所述控制系统包括，控制器、压缩机功率调节装置、热管风机功率调节装置，所述压缩机功率调节装置分别与所述空调系统的压缩机、所述控制器连接；所述热管风机功率调节装置分别与所述热管换热系统的热管风机连接，所述控制器用于，向所述压缩机功率调节装置和所述热管风机功率调节装置传送控制信号。本精密恒温热管空调装置采用精密软切换方式配置恒温热管空调系统，避免热管与空调切换过程中的供冷量突变引起的温度波动，在节能的基础上，为机房基站内部的电信设备提供稳定的温度环境。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种空调装置，尤其涉及一种精确控制空调系统和热管系统之间切换，减少室内温度波动的精密恒温热管空调装置，属于空调制冷技术领域。
背景技术
热管换热机组(以下简称“热管”)是近年来应用于电信机房基站、用于缩短空调运行时间、节省机房基站电耗的节能设备。其基本原理是构造一个“封闭两相传热系统”，即在一个封闭的体系内，依靠制冷剂的相态变化来传递热量。热管由室外换热器和室内换热器组成。室内换热器所处环境温度要高一些。制冷剂在室内换热器内由液态变为气态，同时吸收机房基站房间的热量，气态的制冷剂经由气管自然上升到位置较高的室外换热器，并在较低的室外温度作用下开始凝结成液体，再在自重作用下从液管返回到室内换热器，完成一次将室内的热量“搬运”到室外的制冷循环。
由于热管只能在室内温度高于室外温度的条件下发挥作用，所以通常与常规的空调联合使用，构成热管空调系统。具体方法是：当室内与室外的温差高于某一预定数值时，通过电气切换元件启动热管，同时关闭空调。由于热管中耗电部件仅为风机，与空调相比，节省了功率更大的制冷压缩机的电耗，因此达到了节能效果。但是，当室内外温差小于该预定数值时，要关闭热管同时启动空调。
这种常规的热管与空调配置与操作方法虽然能够在一定条件下节约空调电耗，但是在实际使用会造成机房基站内温度波动过大的问题，严重影响电气电子元件的性能和寿命，甚至导致通讯障碍。主要原因有两方面。一是热管与空调切换前后供冷量的突变会导致机房基站内的温度大幅度变化；二是即使热管或空调在稳定运行阶段，其供冷量也随着室内外温差变化而变化。以热管为例，当室内外温差较小时，其供冷量较低，室内温度降低缓慢，温度较平稳；而当室内外温差较大时，其供冷量迅速增大，使室内温度大幅度降低，直至热管和空调全部停机，这又将引起室内温度较快地升高。这种较大的温度起伏对电信设备的正常运行极为不利。
发明内容
针对现有技术所存在的不足，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种精密恒温热管空调装置。该装置能够使热管和空调切换的过程中，室内温度变化较平稳，对电气电子元件的性能和寿命损耗小；尤其适合机房基站内温度调节。
为实现上述的目的，本实用新型采用下述的技术方案：
一种精密恒温热管空调装置，包括压缩式制冷空调系统、热管换热系统和控制系统；
所述压缩式制冷空调系统安装有压缩机，所述热管换热系统安装有热管风机；
所述控制系统包括，控制器、压缩机功率调节装置、热管风机功率调节装置；
用于调节所述压缩机功率的所述压缩机功率调节装置与所述压缩机信号连接；
用于调节所述热管风机功率的所述热管风机功率调节装置与所述热管风机信号连接；
用于向所述压缩机功率调节装置和所述热管风机功率调节装置传送控制信号的所述控制器分别与所述压缩机功率调节装置和所述热管风机功率调节装置信号连接。
其中较优地所述控制系统还包括，室内温度传感器和室外温度传感器，所述室内温度传感器和室外温度传感器分别与所述控制器连接。
其中较优地所述控制器配置有预设温度、第一阈值和第二阈值，且第一阈值小于第二阈值。
其中较优地所述控制器被配置成在室内温度比预设温度低时不启动所述空调系统和所述热管换热系统。
其中较优地所述控制器被配置成在室内温度比预设温度高且室内外温度差低于第一阈值的情况下启动所述空调系统；关闭所述热管换热系统。
其中较优地所述控制器被配置成在室内温度比预设温度高且室内外温度差高于第二阈值且第一阈值小于第二阈值的情况下，关闭所述空调系统；启动所述热管换热系统。
其中较优地所述控制器被配置成在室内温度比预设温度高时，室内外温度差高于第一阈值且低于第二阈值的情况下同时启动所述空调系统和所述热管换热系统，其中第二阈值大于第一阈值。
其中较优地所述预设温度为24℃。
其中较优地所述第一阈值为4℃。
其中较优地所述第二阈值为10℃。
本实用新型的有益效果：
本实用新型所提供的精密恒温热管空调装置，根据室内外温度、温差以及温度变化趋势，通过使用功率调节装置调节压缩机和热管风机的转速，实现热管换热系统与压缩式制冷空调系统的软切换以及供冷量连续调节，避免了热管换热系统与压缩式制冷空调系统切换供冷量突变引起的温度波动，又能够防止由于室内外温差变化导致的机房基站内部温度起伏，在节约电耗的同时实现了恒温调控。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
图1是本实用新型所提供的精密恒温热管空调装置的配置示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型提供的精密恒温热管空调装置，主要包括压缩式制冷空调系统1、热管换热系统3及控制系统。压缩式制冷空调系统1中安装有压缩机2；热管换热系统3中安装有热管风机4。控制系统包括：控制器7、压缩机功率调节装置5、热管风机功率调节装置6。压缩机功率调节装置5的信号输出端与压缩式制冷空调系统1的压缩机2的信号输入端连接、压缩机功率调节装置5的信号输入端与控制器7的输出端连接。热管风机功率调节装置6的信号输出端与热管换热系统3的热管风机4的信号输入端连接、热管风机功率调节装置6的信号输入端与控制器7的信号输出端连接。控制器7向所述压缩机功率调节装置5和热管风机功率调节装置6传送控制信号，压缩机功率调节装置5调节压缩式制冷空调系统1的压缩机2功率，热管风机功率调节装置6调节热管换热系统3的热管风机4功率。控制系统还包括：室内温度传感器8和室外温度传感器9，室内温度传感器8的信号输出端和室外温度传感器9的信号输出端与控制器7的信号输入端连接。
精密恒温热管空调装置上电后，控制器7根据室内温度传感器8传回的室内温度数据和室外温度传感器9传回的室外温度计算出室内外温度差，控制器7根据热管空调装置的室内温度设定值及室内外温差计算出压缩机2和热管风机4的功率控制量。控制器7向压缩机功率调节装置5和热管风机功率调节装置6发出控制信号，压缩机功率调节装置5根据接收到的控制信号驱动压缩机2以适当的功率运转，实现空调制冷量的连续调节；热管风机功率调节装置6根据接收到的控制信号驱动热管风机4以适当的功率运转，实现热管制冷量的连续调节。最终由控制器驱动压缩机功率调节装置5和热管风机功率调节装置6联合动作，根据不同的室内温度和室外温度同时调节压缩机2和热管风机4的制冷量和转速，实现热管换热系统3与压缩式制冷空调系统1软切换。以达到机房基站节能温控的目的。
本实用新型提供的精密恒温热管空调装置具体调节过程是这样实现的：为了保证机房基站内部的电信设备在稳定的温度环境下运行，将精密恒温热管空调装置的恒定温度设置为T1。
当控制器7接收到室内温度传感器8传来的室内温度低于设定值T1时，室内温度较低，控制器7分别向压缩机功率调节装置5和热管风机功率调节装置6发出控制信号，压缩机功率调节装置5和热管风机功率调节装置6输出均置零。
当控制器7接收到室内温度传感器8传来的室内温度达到或超过设定值T1时，按照以下方法进行调节：
当控制器7根据到室内温度传感器8和室外温度传感器9传来的温度计算出的室内外温差(室内温度-室外温度)低于Δt1时，控制器7分别向压缩机功率调节装置5和热管风机功率调节装置6发出控制信号，热管风机功率调节装置6输出置零，压缩机功率调节装置5输出根据室内温度进行调节，温度高或者温度升高，则压缩机功率调节装置5输出加大，有利于在较为炎热的气候下降低室内温度或保证室内温度不再升高；室内温度低或温度降低，则压缩机功率调节装置5输出减小，维持室内温度恒定。
当控制器7根据室内温度传感器8和室外温度传感器9传来的温度计算出的室内外温差(室内温度-室外温度)高于Δt1，低于Δt2时，控制器7分别向压缩机功率调节装置5和热管风机功率调节装置6发出控制信号，压缩机功率调节装置5和热管风机功率调节装置6同时启动。由于压缩式制冷空调系统1的制冷能力通常比热管换热系统3强，控制器7分别向压缩机功率调节装置5和热管风机功率调节装置6发出控制信号也各有不同，温差越小，压缩机功率调节装置5输出越高，热管风机功率调节装置6输出越低；温差越大，压缩机功率调节装置5输出越低，热管风机功率调节装置6输出越高。在外界环境温度相对较高时，维持机房基站室内恒温需要压缩式制冷空调系统1的压缩机2发挥更多的作用，而外界环境温度相对较低时，则可以减小压缩式制冷空调系统1的压缩机2的转速和功率，较多地利用热管换热系统即可维持室内恒温，同时节约压缩式制冷空调系统电耗。
当控制器7根据室内温度传感器8和室外温度传感器9传来的温度计算出的室内外温差(室内温度-室外温度)高于Δt2，控制器7分别向压缩机功率调节装置5和热管风机功率调节装置6发出控制信号，压缩机功率调节装置5输出置零，完全采用热管换热系统3即可控制住室内温度。控制器7根据室内温度和室内外温差向热管风机功率调节装置6输出信号对热管风机4进行调节，室内温度低，室内外温差大，则热管风机功率调节装置6输出减小；室内温度高，室内外温差小，则热管风机功率调节装置6输出加大，从而维持室内温度恒定。
以上温度T1和温差Δt1、Δt2的设定值根据实际情况进行修改，其中Δt1＜Δt2。按照普通基站的设置默认值如表1所示。
表1默认温度设定值
| 变量名 | 默认值 |
| T1 | 24℃ |
| Δt1 | 4℃ |
| Δt2 | 10℃ |
本实用新型能够根据室内外温度、温差以及温度变化趋势，通过使用功率调节装置调节压缩机2和热管风机4的转速实现热管换热系统3与压缩式制冷空调系统1的软切换以及供冷量连续调节，切换以及温度变化导致的基站机房室内温度较大的变化，在节约电耗的同时实现了恒温调控。保证恒温热管空调装置的总体制冷量能够连续调节，从而为实现机房基站温度精密调控提供基本条件。本实用新型除了适用于通信基站外，同样适用于机房、交换中心或房间内具有耐高温能力较弱的其他类似需求场合。
上面对本实用新型所提供的精密恒温热管空调装置进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本实用新型实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本实用新型专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。
Claims (10)
1.一种精密恒温热管空调装置，包括压缩式制冷空调系统、热管换热系统和控制系统，其特征在于：
所述压缩式制冷空调系统安装有压缩机，所述热管换热系统安装有热管风机；
所述控制系统包括，控制器、压缩机功率调节装置、热管风机功率调节装置；
用于调节所述压缩机功率的所述压缩机功率调节装置与所述压缩机信号连接；
用于调节所述热管风机功率的所述热管风机功率调节装置与所述热管风机信号连接；
用于向所述压缩机功率调节装置和所述热管风机功率调节装置传送控制信号的所述控制器分别与所述压缩机功率调节装置和所述热管风机功率调节装置信号连接。
2.根据权利要求1所述的精密恒温热管空调装置，其特征在于，所述控制系统还包括，室内温度传感器和室外温度传感器，所述室内温度传感器和室外温度传感器分别与所述控制器连接。
3.根据权利要求2所述的精密恒温热管空调装置，其特征在于，所述控制器配置有预设温度、第一阈值和第二阈值，且第一阈值小于第二阈值。
4.根据权利要求3所述的精密恒温热管空调装置，其特征在于，所述控制器被配置成在室内温度比预设温度低时不启动所述空调系统和所述热管换热系统。
5.根据权利要求3所述的精密恒温热管空调装置，其特征在于，所述控制器被配置成在室内温度比预设温度高且室内外温度差低于第一阈值的情况下启动所述空调系统；关闭所述热管换热系统。
6.根据权利要求3所述的精密恒温热管空调装置，其特征在于，所述控制器被配置成在室内温度比预设温度高且室内外温度差高于第二阈值且第一阈值小于第二阈值的情况下，关闭所述空调系统；启动所述热管换热系统。
7.根据权利要求3所述的精密恒温热管空调装置，其特征在于，所述控制器被配置成在室内温度比预设温度高时，室内外温度差高于第一阈值且低于第二阈值的情况下启动所述空调系统；启动所述热管换热系统。
8.根据权利要求3至7任意一项所述的精密恒温热管空调装置，其特征在于，所述预设温度为24℃。
9.根据权利要求3至7任意一项所述的精密恒温热管空调装置，其特征在于，所述第一阈值为4℃。
10.根据权利要求3至7任意一项所述的精密恒温热管空调装置，其特征在于，所述第二阈值为10℃。
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