CN203385137U - 一种通信机房下送风空调用节能通风系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种通信机房下送风空调用节能通风系统，包括混合风箱、空调机组、新风管道以及排风管道，混合风箱水平方向的一侧为新风管道、混合风箱水平方向的另一侧为回风口，空调机组位于混合风箱下方，空调机组下方设置导流管或者下沉式风机，新风管道和排风管道均固定在通信机房墙体上；所述回风口上设置电动百叶风口；所述新风管道内由室外向室内依次设置新风电动调节风阀和新风过滤装置；所述排风管道上由室外向室内依次设置排风电动调节风阀和和自垂百叶。

Description

一种通信机房下送风空调用节能通风系统

技术领域

本实用新型涉及一种空调系统，特别是一种通信机房下送风空调用节能通风系统。

背景技术

通信机房中空调用电占机房总用电量的约40%左右，能耗占比高。通信机房一般为全封闭机房，机房内设备散热量大，且热源相对稳定，全年需要空调制冷。在我国大部分地区室外温度低于机房设置温度24℃的时间较长，室外低温有利于机房散热降温。这部分室外冷源没有被通信机房充分利用，造成资源浪费，机房运营成本高。为响应节能减排的号召，机房智能通风系统应运而生，普遍用于空调能耗较高的机房。

机房智能通风系统通过新增机房新风设备和排风设备，在室外温度低于机房控制温度时，将室外新风直接引入室内，通过热湿交换，将机房热量排出，达到降温目的。该方式能降低机房空调能耗，缺点是需要新增进风单元和排风单元，增加投资成本，且新风设备一般需要达到10度温差才开启使用，启用时间受温度限制，无法根据室外温湿度情况，调节风阀开度，当室外温度过低时，直接引入室外新风有可能引起机房内结露，无法保证机房内的温湿度要求。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种通信机房下送风空调用节能通风系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种通信机房下送风空调用节能通风系统，包括混合风箱、空调机组、新风管道、排风管道以及节能控制系统，混合风箱水平方向的一侧为新风管道、混合风箱水平方向的另一侧为回风口，空调机组位于混合风箱下方，空调机组下方设置导流管或者下沉式风机，新风管道和排风管道均固定在通信机房墙体上；所述回风口上设置电动百叶风口；所述新风管道内由室外向室内依次设置新风电动调节风阀和新风过滤装置；所述排风管道上由室外向室内依次设置排风电动调节风阀和和自垂百叶。

本实用新型中，所述节能控制系统包括MCU主控单元，MCU主控单元外围分别连接传感器组、控制新风电动调节风阀的新风电动调节风阀控制模块、控制排风电动调节风阀的排风电动调节风阀控制模块、控制电动百叶风口的百叶风口控制模块、选择开关以及显示模块；所述传感器组分别包括室内温湿度传感器模块、室外温湿度传感器模块以及压差传感器模块；所述室内温湿度传感器模块设置在回风口上用于采集室内温湿度并发送给MCU主控单元；所述室外温湿度传感器模块用于采集室外温湿度并发送给MCU主控单元；所述压差传感器模块4分别设置在新风过滤装置的内侧和外侧，用于采集通信机房空调过滤网内外两侧的空气压差值并发送给MCU主控单元；所述选择开关用于进行手动切换并将选择信号发给MCU主控单元；所述显示模块用于显示当前选择开关选择的运行模式、室内外温度；所述新风电动调节风阀控制模块、排风电动调节风阀控制模块以及百叶风口控制模块根据MCU主控单元发出的信号来控制对应电机工作状态，从而控制百叶风口的开合来调节通信机房空调的运行模式。

本实用新型中，所述MCU主控单元的型号为AT89C51。

本实用新型中，所述室内温湿度传感器模块和室外温湿度传感器模块各自包含一块型号为DS18B20的芯片。

本实用新型中，所述新风电动调节风阀控制模块、排风电动调节风阀控制模块以及百叶风口控制模块各自包括一块型号为ULN2003A的芯片以及对应的步进电机。

本实用新型中，所述新风管道和排风管道的最外口各设有一个防雨百叶。

本实用新型中下沉式风机具体可以为下沉式EC（Embedded Controller,嵌入式控制器）风机。

本实用新型解决一些机房因空间受限制，无法安装新风设备，不能利用自然冷源的问题，同时满足通信机房对温湿度的要求，降低投资成本。根据检测到回风温度与新风温度，自动调节新风阀、回风阀的开度比例，使机房温度保持在所需的温度，同时减少压缩机工作。当检测到新风温度低于设置温度时关闭压缩机，直接引进室外新风与室内回风混合，节省能量消耗。

有益效果：本实用新型的优点是：利用空调风机作为新风机，降低了成本；结构简单，节省机房空间；引入新风量可调，最大限度利用自然冷源；新风与回风混合后送风，避免直接引入室外低温空气引起机房结露；在一定程度上能满足机房温度、湿度、洁净度要求。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做更进一步的具体说明，本实用新型的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1为本实用新型中节能控制系统总体模块连接示意图。

图2为本实用新型节能控制系统总体电路示意图。

图3为图2中晶振电路示意图。

图4为图2中温湿度传感器电路示意图。

图5为图2中风阀控制电路示意图。

图6为图2中LCD状态显示模块示意图。

图7为图2中选择开关电路示意图。

图8为本实用新型通信机房下送风空调用节能通风系统的总体结构示意图。

具体实施方式

如图8所示，本实用新型公开了通信机房下送风空调用节能通风系统，可应用于通信机房内的温湿度控制。节能通风系统主要包括混合风箱81、空调机组82、新风管道83、排风管道84以及节能控制系统85，混合风箱81水平方向的一侧为新风管道83、混合风箱水平方向的另一侧为回风口86，空调机组82位于混合风箱81下方，空调机组下方设置导流管87（当然也可以改为下沉式风机），新风管道和排风管道均固定在通信机房墙体上；所述回风口86上设置电动百叶风口；所述新风管道83内由室外向室内依次设置新风电动调节风阀83a和新风过滤装置83b；所述排风管道84上由室外向室内依次设置排风电动调节风阀84a和和自垂百叶84b。

室外新风和室内回风在混合箱体内混合后经空调处理送入机房，混合风箱直接安置在空调顶部。进风单元不设置风机，利用机房空调风机作为进风风机；排风单元不设置风机，利用机房正压将热风排出机房。控制器具备过滤网堵塞和风压过低报警功能。控制器设置通信接口，可提供本地和远端两种控制模式。控制器与电动风阀为一体化设计。通过采集室内回风和室外新风的温湿度值，与设定值进行比较，对新风阀和回风阀开度进行连续调节，使机房温湿度始终无限趋近设定值。

节能控制系统能最大限度节能运行，当室外温度低于室内温度2℃时，即可采用新风模式，智能控制系统不控制空调压缩机启停，由空调根据机房温湿度判断运行，空调自带的温湿度传感器移至混合风箱回风口处。当室外气温低于室内露点温度时，新风可与回风混合后送入机房，防止机房内结露。

如图1所示，所述节能控制系统85包括MCU主控单元1，所述MCU主控单元外围连接有温湿度传感器模块（室内）2、温湿度传感器模块（室外）3、压差传感器模块4、模式强制选择开关5、LCD状态显示模块6、电动调节风阀控制模块（新风）7、电动调节风阀控制模块（排风）8、电动百叶风口控制模块9。

所述温湿度传感器模块（室内）2设置在回风口86上用于采集室内温湿度并发送给MCU主控单元1处理，所述温湿度传感器（室外）3设置在通信机房外墙上用于采集室外温湿度并发送给MCU主控单元1处理，所述压差传感器模块4分别设置在新风过滤装置83b的内侧和外侧，用于采集过滤网内外两侧的空气压差值并发送给MCU主控单元1处理。所述模式强制选择开关5用于进行手动模式切换并将选择信号发给MCU主控单元1处理。所述LCD状态显示模块6用于显示当前运行模式、室内外温度、过滤网通塞状态。所述电动调节风阀控制模块（新风）7、电动调节风阀控制模块（排风）8和电动百叶风口控制模块9根据MCU主控单元1发出的信号来控制电机转动，从而控制风口的开合来调节通信机房下送风空调用节能通风系统的运行模式。

如图2所示，实施例中所述的MCU主控芯片U1型号为AT89C51，其引脚19-XTAL1、引脚18-XTAL2为外接时钟引脚；其引脚9-RST为复位引脚；其P1.0～P1.2口为准双向I/O口，内带上拉电阻，用于连接传感器U2、U5、U7的引脚2数据端口DQ；其引脚P1.4～P1.7、P2.0～P2.7为准双向I/O口，内带上拉电阻，用于连接风阀控制模块的驱动芯片U3、U4、U6的信号输入端1B～4B；其引脚P3.0～P3.3、P3.6为准双向I/O口，内带上拉电阻，用于连接模式强制选择的各个选择端；其引脚P0.0～P0.7为双向I/O口，内无上拉电阻，外接10kΩ上拉电阻，用于连接显示模块LCD1602的8位数据端口D0～D7。

如图2和图3所示，所述晶振X1采用12MHz，用于产生主控芯片U1的时钟周期。所述电容C1、C2为30pF振荡电容，一端接主控芯片的时钟引脚XTAL1、XTAL2，一端接电源负极，用于帮助晶振起振。所述电阻R1一端接电源正极，一端通过按键接主控芯片U1的复位引脚RST。所述电阻R2一端接电源负极，一端接主控芯片U1的复位引脚RST。所述电解电容C3一端接电源正极，一端接主控芯片U1的复位引脚RST。当按键按下时，复位引脚RST通过电阻R1与电源正极相连，为高电平形成复位，同时电解电容C3被短路放电；按键松开时，电解电容C3相当于开路，复位引脚RST为低电平，主控芯片U1正常工作。

如图2和图4所示，所述室内温湿度传感器模块包括室内温湿度传感器U2，室内温湿度传感器U2型号为DS18B20，其引脚1为接地脚GND，接电源负极，其引脚2为数据端口DQ，接主控芯片U1的I/O口P1.2，并通过上拉电阻R3接电源正极，其引脚3VCC接电源正极。温湿度传感器将采集到的温湿度数据通过传感器内部算法转换成脉冲电平信号，通过引脚2传输给主控芯片。室外温湿度传感器模块的电路与室内温湿度传感器模块相同。

如图2和图5所示，所述新风电动调节风阀控制模块包括风阀控制步进电机M3和步进电机驱动芯片U4，步进电机驱动芯片型号为ULN2003A。电机M3的四条励磁信号引线分别接芯片U4的信号输出端1C～4C，电机M3的两根公共引线接电源正极。芯片U4的信号输入端口1B～4B接主控芯片U1的I/O口P1.4～P1.7，接收主控芯片U1发出的脉冲控制信号。芯片U4的COM口接电源正极。排风电动调节风阀控制模块以及百叶风口控制模块的电路与新风电动调节风阀控制模块电路相同。

如图2和图6所示，所述显示器LCD1为LM160L液晶。其引脚1-VSS接电源地；其引脚2-VDD接电源正极；其引脚3-VEE为液晶显示对比度调节端，通过滑动变阻器RV1接电源地，调节滑动变阻器RV1可调节液晶显示对比度；其引脚4-RS为数据命令选择端，接主控芯片U1的I/O口P3.5，用于控制主控芯片U1和显示器LCD1之间传输状态指令或数据；其引脚5-RW为读写选择端，用于控制主控芯片U1向显示器LCD1读取或写入信号，接电源地设置为写入信号模式。其引脚6-E为使能信号端，接主控芯片U1的I/O口P3.4，用于将数据送入液晶控制器。其引脚7～14-D0～D7为数据口，接主控芯片U1的I/O口P0.0～P0.7，并接上拉电阻RN1。

如图2和图7所示，所述选择开关SW1为五选一开关，其五个档位分别接主控芯片的I/O口P3.0～P3.4，对应模式分别为自动模式、强制空调制冷模式1、部分冷却模式2、自然冷却模式3、混合送风模式4，当选择开关拨至相应档位，相应I/O口由高电平变为低电平，触发主控芯片内程序，控制风阀控制模块调整为相应模式。

下面按全年运行四种模式对本实用新型做进一步说明。

模式1，空调制冷模式：当室外温度高于t3，或湿度大于60%，打开电动百叶风口7，关闭电动风阀6，机房采取空调制冷模式。

模式2，部分冷却模式：当室外温度高于t2且低于t3，湿度介于40%～55％的条件下，打开电动百叶风口7和电动风阀6，室外新风直接引入，机房空调在此时不需要加湿或除湿，机房回风与室外新风混合后温度降低，空调压缩机所需处理的回风量温度降低，压缩机功耗减少。

模式3，自然冷却模式：当室外温度高于t1且低于t2，打开电动风阀6，关闭电动百叶风口7，室外新风直接引入，机房采取自然冷却模式。

模式4，混合送风模式：当室外温度低于t1，打开电动风阀6，打开电动百叶风口7，风阀的开度根据室外温度进行比例开度调节，新风和回风在混合风箱内混合，防止室内温度过低结露，机房此时为混合送风模式。

实用新型适用于下送风的机房空调。本实用新型节能通风系统可降低机房空调运行费用，延长空调使用寿命。本实用新型节充分利用自然冷源，控制机房温湿度保持在设定的温湿度范围。当达室外气候条件达到节能运行条件时，自动切换运行节能模式。本实用新型装置设计简单，结构紧凑，占用机房空间少，装拆方便，初投资少，可大幅降低机房空调运行费用。

本实用新型提供了一种通信机房下送风空调用节能通风系统的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (6)

1.一种通信机房下送风空调用节能通风系统，其特征在于，包括混合风箱、空调机组、新风管道、排风管道以及节能控制系统，混合风箱水平方向的一侧为新风管道、混合风箱水平方向的另一侧为回风口，空调机组位于混合风箱下方，空调机组下方设置导流管或者下沉式风机，新风管道和排风管道均固定在通信机房墙体上； 

所述回风口上设置电动百叶风口； 

所述新风管道内由室外向室内依次设置新风电动调节风阀和新风过滤装置； 

所述排风管道上由室外向室内依次设置排风电动调节风阀和和自垂百叶。 

2.根据权利要求1所述的一种通信机房下送风空调用节能通风系统，其特征在于，所述节能控制系统包括MCU主控单元，MCU主控单元外围分别连接传感器组、控制新风电动调节风阀的新风电动调节风阀控制模块、控制排风电动调节风阀的排风电动调节风阀控制模块、控制电动百叶风口的百叶风口控制模块、选择开关以及显示模块； 

所述传感器组分别包括室内温湿度传感器模块、室外温湿度传感器模块以及压差传感器模块； 

所述室内温湿度传感器模块设置在回风口上用于采集室内温湿度并发送给MCU主控单元； 

所述室外温湿度传感器模块用于采集室外温湿度并发送给MCU主控单元； 

所述压差传感器模块（4）分别设置在新风过滤装置的内侧和外侧，用于采集通信机房空调过滤网内外两侧的空气压差值并发送给MCU主控单元； 

所述选择开关用于进行手动切换并将选择信号发给MCU主控单元； 

所述显示模块用于显示当前选择开关选择的运行模式、室内外温度； 

所述新风电动调节风阀控制模块、排风电动调节风阀控制模块以及百叶风口控制模块根据MCU主控单元发出的信号来控制对应电机工作状态，从而控制百叶风口的开合来调节通信机房空调的运行模式。 

3.根据权利要求2所述的一种通信机房下送风空调用节能通风系统，其特征在于，所述MCU主控单元的型号为AT89C51。 

4.根据权利要求2或3所述的一种通信机房下送风空调用节能通风系统，其特征在于，所述室内温湿度传感器模块和室外温湿度传感器模块各自包含一块型号为DS18B20的芯片。 

5.根据权利要求4所述的一种通信机房下送风空调用节能通风系统，其特征在于，所述新风电动调节风阀控制模块、排风电动调节风阀控制模块以及百叶风口控制模块各自包括一块型号为ULN2003A的芯片以及对应的步进电机。 

6.根据权利要求1所述的一种通信机房下送风空调用节能通风系统，其特征在于，所述新风管道和排风管道的最外口各设有一个防雨百叶。 

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