CN205783476U - 一种蓄冷空调系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种蓄冷空调系统，包括换风子系统、热交换子系统和控制子系统，其中，所述换风子系统包括风机(A)、换风管道(B)和安装在换风管道(B)内的电动风阀(C)；热交换子系统包括蓄冷液(D)、蓄冷液容器(E)和设置在蓄冷液容器(E)内部的、用于实现空气与蓄冷液(D)进行热量交换的换热组件(F)；控制子系统包括用于控制电动风阀(C)的控制单元和用于测量环境参数并将测量结果传递至控制单元的环境传感器。该系统利用了自然环境温差进行蓄冷，继而进行能量转换，不受地域、资源等限制；环境效益显著，无污染、无废弃物，且不用远距离输送热量；维护费用低，而且自动化程度高。
Description
技术领域
本实用新型涉及建筑物室内空气调节领域，尤其涉及一种应用于通信基站的蓄冷空调系统。
背景技术
近年来，能源与环境已成为各国共同关注的话题，节能减排也越来越成为国家发展中的一项重要任务。
基站一般安置在密封的房间内，通过空调常年运行来维持温度和湿度。由于处于密封环境，基站热源主要来自内部设备，基站外部环境对其影响较小。故基站空调一年四季24小时都处于运行状态，耗能巨大。随着通信技术的不断发展，特别是近几年第四代通讯技术(4G)的逐渐应用，通信基站机房的建设逐年增加，据有关部门统计全国通信基站站址超过200万个，全年耗电超过360亿度，据统计基站耗电中用于保持运行环境的耗电占54％以上，年耗电可达194亿度。
由于通信基站对环境要求严格，所以如何能够有效降低通信基站机房保持运行环境的能耗是绿色节能的主要方向，由此针对通信基站的各类节能设备也得到广泛的应用。
目前比较常见的通信基站制冷的方法主要包括以下几种：
第一种是以空调+加热器形式，该方法为传统的通信基站制冷的方法，优点是输出稳定、效果显著；缺点是能耗高，维护成本高。
第二种是换风系统+空调，该方法在第一种方法的基础上增加了换风系统，利用自然环境为基站制冷，减少了空调的使用，其优点是降低了能耗，据统计通信基站机房安装换风系统能耗可降低30％以上；缺点是此方法降低能耗有限，缺少智能控制，无法同其他保持运行环境设备形成联动，另外防尘效果差无法满足通信设备的环境要求，同时仍需依赖基站原有的保持运行环境的设备。
第三种是其他节能设备，如热管、空调节温器等，都是辅助空调工作，减少空调的使用，但均未达到有效降低能耗的作用，并且投入成本高，仍需依赖原有的保持运行环境系统。
综上所述，现有通信基站机房的保持运行环境设备，普遍存在能耗高，无法独立使用等问题。基于上述问题，本实用新型人设计了一种能够独立工作、自动化程度高、同时兼备制冷制热的通信基站蓄冷空调系统，该系统能够有效地降低能耗，降低投入成本。
实用新型内容
为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种高效节能的通信基站蓄冷空调系统，该系统利用蓄冷液、导热棒的高效的导温性能对室内空气进行热交换，将热量存储和释放到蓄冷液、土壤中，相对传统的建筑物内保持运行环境的方式，能耗降低80％以上，尤其适用于昼夜温差大，全年平均气温较低的地域。
具体来说，本实用新型的目的在于提供以下方面：
(1)、一种蓄冷空调系统，其特征在于，该系统包括换风子系统、热交换子系统和控制子系统，
其中，所述换风子系统包括风机A、换风管道B和安装在换风管道B内的电动风阀C；
所述热交换子系统包括蓄冷液D、蓄冷液容器E和设置在蓄冷液容器E内部的、用于实现空气与蓄冷液D进行热量交换的换热组件F；
所述控制子系统包括用于控制电动风阀C的控制单元和用于测量环境参数并将测量结果传递至控制单元的环境传感器。
(2)、根据(1)所述的蓄冷空调系统，其特征在于，所述换风管道B的排风口G与室外空气接通，所述换风管道B包括若干个吸风口H，所述吸风口H均与室内空气连通，
所述电动风阀C包括反馈模块，其用于将电动风阀C的状态传递至控制子系统，其安装在换风管道B内接近排风口G一端。
(3)、根据(2)所述的蓄冷空调系统，其特征在于，所述蓄冷液容器E设置在建筑物背阴面或者埋入浅层地面，
所述换热组件F一端通过进气管道I与室外空气连通，另一端通过连接管道J与室内空气连通，
所述换热组件F为列管式冷凝器。
(4)、根据(3)所述的蓄冷空调系统，其特征在于，所述环境传感器包括温度传感器和湿度传感器，所述控制单元包括单片机。
(5)、根据(2)所述的蓄冷空调系统，其特征在于，所述吸风口H上设置有喇叭口型装置。
(6)、根据(3)所述的蓄冷空调系统，其特征在于，所述热交换子系统还包括与换热组件F相连的蓄冷风路K，其用于对蓄冷液D进行降温。
(7)、根据(3)所述的蓄冷空调系统，其特征在于，所述进气管道I包括进气口L和出气口M，
在进气口L处设置有防雨帽，
在出气口M处设置有防尘过滤器。
(8)、根据(4)所述的蓄冷空调系统，其特征在于，所述控制子系统还包括执行电路、用于输入系统参数的输入单元和用于显示环境传感器测量结果的显示单元，
所述执行电路包括电源模块、交流接触器和电动风阀执行器，
所述输入单元包括键盘，
所述显示单元包括显示屏。
(9)、根据(6)所述的蓄冷空调系统，其特征在于，所述控制单元还包括：
判断室内温度是否高于告警温度的第一判断模块；
判断室内温度是否高于温度上限的第二判断模块；
判断室内温度是否低于温度下限的第三判断模块。
本实用新型所具有的有益效果包括：
(1)该系统利用自然环境温差进行蓄冷，继而进行能量转换，不受地域、资源等限制；
(2)环境效益显著，无污染、无废弃物，且不用远距离输送热量；
(3)该系统可应用于楼房和地面基站机房，特别适用于昼夜温差大，全年平均气温较低的地域；
(4)自动化程度高。
附图说明
图1示出根据本实用新型一种优选实施方式的蓄冷空调系统的结构示意图。
附图标号说明：
A-风机
B-换风管道
C-电动风阀
D-蓄冷液
E-蓄冷液容器
F-换热组件
G-排风口
H-吸风口
I-进气管道
J-连接管道
K-蓄冷风路
L-进气口
M-出气口
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。通过这些说明，本实用新型的特点和优点将变得更为清楚明确。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
根据本实用新型提供的一种蓄冷空调系统，该系统包括换风子系统、热交换子系统和控制子系统，
其中，所述换风子系统包括风机A、换风管道B和安装在换风管道B内的电动风阀C；
所述热交换子系统包括蓄冷液D、蓄冷液容器E和设置在蓄冷液容器E内部的、用于实现空气与蓄冷液D进行热量交换的换热组件F；
所述控制子系统包括用于控制电动风阀C的控制单元和用于测量环境参数并将测量结果传递至控制单元的环境传感器。
在一个优选的实施方式中，所述换风管道B的排风口G与室外空气接通，所述换风管道B包括若干个吸风口H，所述吸风口H均与室内空气连通，
所述电动风阀C包括反馈模块，其用于将电动风阀C的状态传递至控制子系统，其安装在换风管道B内接近排风口G一端。
在一个优选的实施方式中，所述换风管道B的直径为200mm。
在一个优选的实施方式中，在所述排风口G上设置有风帽，其能够避免蚊虫或雨水进入室内，在所述吸风口H上设置有喇叭口型装置，其能够增加排风速度。
在一个优选的实施方式中，所述电动风阀C能够自动调节风量和风向。
在一个更为优选的实施方式中，安装在换风管道B内的风机为口径200mm，风量大于1800M3高压风机。
当该蓄冷空调系统工作时，由控制子系统通过控制电动风阀向室外或者向热交换子系统排风，通过空气交换实现制冷。
在一个优选的实施方式中，所述热交换子系统的蓄冷液容器E设置在建筑物背阴面或者埋入浅层地面，
所述热交换子系统的换热组件F一端通过进气管道I与室外空气连通，另一端通过连接管道J与室内空气连通，
具体地，所述蓄冷液容器E由环保隔温材料制成，并进行外层保温。所述蓄冷液容器E的容积不少于1000L，容器大小可以根据需求功率进行调整，而且蓄冷液容器E的使用年限应大于8年；和
所述蓄冷液D具备热交换性能，能够快速实现热量交换，室内热源通过换热组件将热能交换到蓄冷液D中，并暂时储存，最终缓慢释放到周围环境中，所述蓄冷液的工作温度范围在-10～40℃，更进一步地，所述蓄冷液D为乙二醇。
所述换热组件F由高导热材料制作，优选为列管式冷凝器，直列列管总长度应大于1.2米，保证空气与蓄冷液D能够充分地进行热交换，可根据制冷功率要求增加或减少列管数量，改变制冷能力。
在一个优选的实施方式中，所述进气管道I包括进气口L和出气口M，
在进气口L处设置有防雨帽，避免进入蚊虫或者雨水，
在出气口M处设置有防尘过滤器，过滤掉空气中的灰尘，更优选地，防尘过滤器由多组过滤网组成。
室外空气通过进气管道I经过防尘过滤器进入换热组件F内，在换热组件F内与蓄冷液D进行自然换热后进入室内。为保证进气量，进气管道I选择直径200mm的管道。
在一个优选的实施方式中，在进气管道内安装电动风阀，在进气口安装风机，所述风机应选择200mm口径，风量不小于800，风压全压大于500Pa。
在一个优选的实施方式中，所述连接管道J一端与换热组件F相连，另一端与室内空气连通，在本实用新型中，连接管道与室内空气连通的一端称之为进风口，优选的，进风口采用百叶窗式风帘，防止空气倒流，在进气口安装风机，所述风机应选择250mm口径，风量大于2200，优选为外置轴流风机。
在一个优选的实施方式中，所述热交换子系统还包括与换热组件F相连的蓄冷风路K，其用于对蓄冷液D进行降温。
所述蓄冷风路K根据热交换子系统的工作情况以及蓄冷液的温度情况，利用昼夜温差大的特性，在夜间系统工作闲时开启风路，辅助蓄冷液降温，比便增加蓄冷液次日的工作能力，提高制冷效率。
在一个优选的实施方式中，在进风口和蓄冷风路内分别安装一个电动风阀。
该蓄冷空调系统以控制子系统为核心，通过测量、分析环境参数并根据用户输入的系统参数，控制换风子系统和热交换子系统进行制冷。
所述控制子系统包括用于控制电动风阀C的控制单元和用于测量环境参数并将测量结果传递至控制单元的环境传感器。
在一个优选的实施方式中，所述环境传感器包括温度传感器和湿度传感器，所述控制单元包括单片机。
在一个优选的实施方式中，在室内、室外和蓄冷液容器内分别安装一个温度传感器。
在一个优选的实施方式中，所述控制子系统还包括执行电路、用于输入系统参数的输入单元和用于显示环境传感器测量结果的显示单元，具体地，所述系统参数包括温度上限、温度下限和告警温度，所述告警温度高于温度上限高于温度下限。
在一个优选的实施方式中，所述输入单元和显示单元集成在一个控制面板上，所述控制面板位于室内。更优选的，所述输入单元包括键盘，所述显示单元包括显示屏。
所述执行电路包括电源模块、交流接触器和电动风阀执行器，具体地，所述电动阀门执行器为现有技术中本领域技术人员使用的常规装置，例如，西门子型号为GCA326.1E。
在一个优选的实施方式中，所述控制单元还包括：
判断室内温度是否高于告警温度的第一判断模块；
判断室内温度是否高于温度上限的第二判断模块；
判断室内温度是否低于温度下限的第三判断模块。
更优选地，所述控制单元还包括第四判断模块和第五判断模块，所述第四判断模块用于判断室内温度是否高于室外温度，所述第五判断模块用于判断室内温度是否高于蓄冷液温度。
更优选地，所述控制单元还包括第六判断模块，其用于判断蓄冷液温度是否高于室外温度。
在一个优选的实施方式中，所述控制子系统还包括空调设备和暖气设备，当第一判断模块判断出室内温度高于告警温度时，该控制子系统启动空调设备进行制冷，当第一判断模块判断出室内温度等于温度上限时，空调停止；当第三判断模块判断出室内温度低于温度下限，该控制子系统启动暖气设备进行制热，当第三判断模块判断出室内温度等于温度下限时，暖气停止。
在一个优选的实施方式中，所述控制子系统包括两种工作模式：制冷模式和加热模式。当第二判断模块判断出室内温度高于或等于温度上限时，该控制子系统进入制冷模式；
当第三判断模块判断出室内温度低于或等于温度下限时，该控制子系统进入加热模式；
当室内温度低于温度上限并且高于温度下限时，所述控制系统停止。
所述制冷模式：当第四判断模块判断出室内温度高于室外温度时，打开换风子系统的换风管道内电动风阀，并且关闭连接管道内的电动风阀，并且同时第六判断模块判断蓄冷液温度与室外温度的高低，当蓄冷液温度低于室外温度时，打开蓄冷风路电动阀门直到蓄冷液温度高于或等于室外温度；当第四判断模块判断出室内温度低于室外温度时，则由第五判断模块判断室内温度与蓄冷液温度的高低，当第五判断模块判断出室内温度高于蓄冷液温度时，关闭换风管道内电动风阀，并且打开连接管道内的电动风阀，当第五判断模块判断出室内温度低于蓄冷液温度时，所述控制子系统停止。
所述加热模式：当第五判断模块判断出室内温度高于或低于蓄冷液温度时，暖气启动直到室内温度等于温度下限时暖气停止；当第五判断模块判断出室内温度低于蓄冷液温度时，关闭换风管道内电动风阀，并且打开连接管道内电动风阀。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前”“后”等指示的方位或位置关系为基于本实用新型工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上结合了优选的实施方式对本实用新型进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本实用新型进行多种替换和改进，这些均落入本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种蓄冷空调系统，其特征在于，该系统包括换风子系统、热交换子系统和控制子系统，
其中，所述换风子系统包括风机(A)、换风管道(B)和安装在换风管道(B)内的电动风阀(C)；
所述热交换子系统包括蓄冷液(D)、蓄冷液容器(E)和设置在蓄冷液容器(E)内部的、用于实现空气与蓄冷液(D)进行热量交换的换热组件(F)；
所述控制子系统包括用于控制电动风阀(C)的控制单元和用于测量环境参数并将测量结果传递至控制单元的环境传感器。
2.根据权利要求1所述的蓄冷空调系统，其特征在于，所述换风管道(B)的排风口(G)与室外空气接通，所述换风管道(B)包括若干个吸风口(H)，所述吸风口(H)均与室内空气连通，
所述电动风阀(C)包括反馈模块，其用于将电动风阀(C)的状态传递至控制子系统，其安装在换风管道(B)内接近排风口(G)一端。
3.根据权利要求2所述的蓄冷空调系统，其特征在于，所述蓄冷液容器(E)设置在建筑物背阴面或者埋入浅层地面，
所述换热组件(F)一端通过进气管道(I)与室外空气连通，另一端通过连接管道(J)与室内空气连通，
所述换热组件(F)为列管式冷凝器。
4.根据权利要求3所述的蓄冷空调系统，其特征在于，所述环境传感器包括温度传感器和湿度传感器，所述控制单元包括单片机。
5.根据权利要求2所述的蓄冷空调系统，其特征在于，所述吸风口(H)上设置有喇叭口型装置。
6.根据权利要求3所述的蓄冷空调系统，其特征在于，所述热交换子系统还包括与换热组件(F)相连的蓄冷风路(K)，其用于对蓄冷液(D)进行降温。
7.根据权利要求3所述的蓄冷空调系统，其特征在于，所述进气管道(I)包括进气口(L)和出气口(M)，
在进气口(L)处设置有防雨帽，
在出气口(M)处设置有防尘过滤器。
8.根据权利要求4所述的蓄冷空调系统，其特征在于，所述控制子系统还包括执行电路、用于输入系统参数的输入单元和用于显示环境传感器测量结果的显示单元，
所述执行电路包括电源模块、交流接触器和电动风阀执行器，
所述输入单元包括键盘，
所述显示单元包括显示屏。
9.根据权利要求6所述的蓄冷空调系统，其特征在于，所述控制单元还包括：
判断室内温度是否高于告警温度的第一判断模块；
判断室内温度是否高于温度上限的第二判断模块；
判断室内温度是否低于温度下限的第三判断模块。
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| CN201620499529.7U CN205783476U (zh) | 2016-05-27 | 2016-05-27 | 一种蓄冷空调系统 |
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| CN201620499529.7U CN205783476U (zh) | 2016-05-27 | 2016-05-27 | 一种蓄冷空调系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112325401A (zh) * | 2020-11-02 | 2021-02-05 | 江苏凤凰数据有限公司 | 数据机房用逆流空气换热自然冷却系统及其控制方法 |
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2016
- 2016-05-27 CN CN201620499529.7U patent/CN205783476U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN112325401A (zh) * | 2020-11-02 | 2021-02-05 | 江苏凤凰数据有限公司 | 数据机房用逆流空气换热自然冷却系统及其控制方法 |
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