CN203349432U - 一种数据中心空调器的能效控制设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数据中心空调器的能效控制设备，其包括：控制器、输入输出模块、送风温度传感器、回风温度传感器、工频接触器、变频接触器及变频器，所述控制器分别与输入输出模块及变频器进行通信数据连接，所述输入输出模块分别与工频接触器、变频接触器、空调器启停控制设备、送风温度传感器及回风温度传感器进行硬接点连接。本实用新型采用上述技术方案，用以解决数据机房空调器压缩机频繁启停，压缩机与风机运行不协调，室内温度控制波动大等问题，以及解决压缩机频繁启停效率低能耗高、风机运行能耗高、空调器压缩机维护成本高等问题。

Description

一种数据中心空调器的能效控制设备

技术领域

本实用新型涉及对环境要求较高的数据中心空调领域，特别涉及一种数据中心空调器的能效控制设备。 

背景技术

数据中心空调器广泛应用于电信交换机房、银行中心机房、移动基站、实验室、博物馆、档案馆等数据中心。典型的数据中心空调器通过开启和关闭一个或多个压缩机来维持室温在设定上限温度与设定温度下限范围。系统低负荷或者房间温度介于上限温度与设定温度下限之间时，只启动第一组压缩机。系统高负荷或者高于房间温度预设温度上限值时，启动第一组压缩机，一段时间后，若房间温度仍然高于设定上限值，再启动第二组压缩机，以此类推，直至压缩机全部启动。系统负荷很低或者低于下限温度，停止一组压缩机，一段时间后，若房间温度仍然低于设定下限值，再停止一组压缩机，以此类推直至压缩机全部停止。典型的数据中心空调器由1～3台压缩机、送风机、冷凝器、回风温度传感器和控制面板组成。依据控制面板设定房间温度的上限温度及下限温度，只要数据中心空调器开启，不管压缩机是否运行，送风机均保持全速运行。 

多年来，工程师一直致力于改善压缩机的能效比、蒸发器的传热效率。主要的发明的重点是数据中心空调器各组成设备的单体效率的研究。然而这些发明都不能解决室内温度波动大、噪声大、能耗高、压缩机更换成本高以及制冷系统维护成本高等问题。 

通过对数据中心空调器的理论及实验研究，压缩机在运行过程中的效率提升空间有限，蒸发器的利用系数不高，送风机在压缩机停止后为保证机房热量散发仍然持续运行，能耗浪费巨大，室内温度随着压缩机的启停波动较大。 

通过对数据中心空调器的进一步的研究，又开发出送风机变流量控制系 统，该系统通过压缩机的启停信号及室内温度情况控制。在一定程度上解决了送风机能耗过高的问题，但对压缩机的效率及气流组织上带来一定的不利影响及不能改善压缩机频繁启停等问题，因而难以得到广泛应用。 

实用新型内容

本实用新型提供了一种数据中心空调器的能效控制设备，以解决压缩机频繁启停、空置率高，温度波动幅度大、气流组织不合理等问题，以及解决数据中心空调器存在能耗高、压缩机更换成本高、制冷系统运行维护成本高等问题。 

为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案： 

一种数据中心空调器的能效控制设备，包括：控制器、输入输出模块、送风温度传感器、回风温度传感器、工频接触器、变频接触器及变频器，所述控制器分别与输入输出模块及变频器进行通信数据连接，所述输入输出模块分别与工频接触器、变频接触器、空调器启停控制设备、送风温度传感器及回风温度传感器进行硬接点连接，所述送风温度传感器安装于送风出口，所述回风温度传感器安装于回风入口。 

优选地，所述变频器为矢量控制变频器。 

优选地，所述输入输出模块包含6路数字量输出，8路数字／模拟量输入，2路模拟量输出信号。 

通过实施以上技术方案，具有以下技术效果：本实用新型提供的数据中心空调器的能效控制设备，(1)、不仅可以避免压缩机的频繁启停影响压缩机寿命，还可以避免室内温度的波动幅度及频度。(2)、压缩机保持变频低负荷运行，效率大幅提高。(3)、送风机与压缩机同步调频，能耗大幅下降。(4)、由于控制器会诊断和报告系统故障，使压缩机和风机的故障率、开关故障率以及维修与管理成本得到有效降低。(5)、由于数据中心空调负荷主要为电子元器件的散热，维护结构对负荷影响小，约占5％，所以全年负荷受外界影响小，相对稳定，节能效果也比较稳定，一般可实现整机节能30％～40％。 

附图说明

图1为本实用新型实施例提供一种数据中心空调器的能效控制设备的结构示意图； 

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图详细描述本实用新型提供的实施例。 

这里先对空调器设备组成原理进行说明，室内回风经过回风过滤器11，然后经由蒸发器12降温，由送风机13带入室内。制冷剂经过蒸发器把空气冷却，制冷剂温度提高，流入压缩机15，压缩机16或压缩机17进行压缩，压缩后的高温高压制冷剂由风冷冷凝器18进行冷却，在经由膨胀阀14后进入蒸发器12蒸发吸热。 

本实用新型实施例提供一种数据中心空调器的能效控制设备，如图1所示，该节能效控制设备包括：控制器6、输入输出模块7、送风温度传感器10、回风温度传感器9、工频接触器2、变频接触器3及变频器1，所述控制器6分别信号连接所述变频器1和信号连接所述输入输出模块7，所述输入输出模块分别信号连接所述送风温度传感器10、回风温度传感器9、工频接触器2、变频接触器3以及空调器启停控制设备8。回风温度传感器9安装于空调器回风过滤器11及蒸发器12之间，用来采集回风温度信息并能将这些信息发送到输入输出模块7，并传达到控制器6。控制器6根据采集到的设备运行模式、压缩机运行台数以及回风温度值等信息判断的系统工作模式，并将调节速度的指令发送到变频器1。用于调节压缩机15、压缩机16及压缩机17的速度和送风机13的速度。 

该能效控制设备还提供了原模式与优化模式的转换，当输入输出模块7接收来自控制面板上的模式转换指令时，控制器6把动作指令传递给输入输出模块7，由输入输出模块7的数字输出信号控制工频接触器2或变频接触器3的通断。 

该能效控制设备的启停信号来自空调器启停控制设备，当输入输出模块7接收来自空调器启停控制设备8的空调器启停信号时，控制器6接收输入输出模块7对应的数字输入反馈，控制器6触发频率调节程序，实现控制器6 对变频器1的频率调节控制。 

该能效控制设备在报警信号产生时能实现自动切换，当输入输出模块7接收来自空调器启停控制设备8的故障信号或控制器接收变频器1的故障信号时，实现变频模式向原模式的自动切换，具体为：变频接触器3断开，工频接触器2吸合，故障指示灯亮。 

所述变频器为矢量控制变频器。 

所述输入输出模块包含6路数字量输出，8路数字／模拟量输入，2路模拟量输出信号。 

所述变频器的数据通信协议为modbus协议。 

所述输入输出模块的数据通信协议为modbus协议。 

Claims (3)

1.一种数据中心空调器的能效控制设备，其特征在于，包括：控制器、输入输出模块、送风温度传感器、回风温度传感器、工频接触器、变频接触器及变频器，所述控制器分别与输入输出模块及变频器进行通信数据连接，所述输入输出模块分别与工频接触器、变频接触器、空调器启停控制设备、送风温度传感器及回风温度传感器进行硬接点连接，所述送风温度传感器安装于送风出口，所述回风温度传感器安装于回风入口。 

2.如权利要求1所述数据中心空调器的能效控制设备，其特征在于，所述变频器为矢量控制变频器。 

3.如权利要求1所述数据中心空调器的能效控制设备，其特征在于，所述输入输出模块包含6路数字量输出，8路数字／模拟量输入，2路模拟量输出信号。