CN216522042U - 一种多电源一体化变频空调及设备机柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种多电源一体化变频空调及设备机柜，多电源一体化变频空调包括压缩制冷系统，压缩制冷系统包括压缩机和冷凝器，压缩制冷系统还包括多条并联设置在冷凝器输出端和压缩机输入端之间的换热支路，换热支路包括通过管路连接的节流装置和蒸发器，每条换热支路分别为一个间室换热，空调至少包括主供电电源和备用电源两路电源输入，常态下空调由主供电电源供电，主供电电源故障时，空调可切换成由备用电源供电。本实用新型提供的一种多电源一体化变频空调及设备机柜，可以保证空调持续不间断工作的同时，实现一台空调对多个使用空间进行独立散热的效果，提高了空调的利用率，达到节能增效的目的。

Description

一种多电源一体化变频空调及设备机柜

技术领域

本实用新型涉及电器领域，尤其是一种多电源一体化变频空调及设备机柜。

背景技术

随着计算机通信行业的快速发展，很多机房设备需要24小时不间断运行，越来越多的机房采用带有备用电源供电的设备机柜来确保机房设备不会因为供电故障而停止运行，这种设备机柜将机房设备和备用电源放置在两个不同的仓室内，设备仓和动力仓，为保证机房设备在不同的供电电源下都可以正常工作，设备机柜的降温散热处理就显得尤为重要，现有技术是在每个仓配备一台独立的空调分别给设备和备用电源进行降温散热，这样虽然可以达到降温散热的目的，但是两台独立空调的安装空间大，成本高，并且动力仓空调的利用率低，会造成资源的浪费，也不节能。

因此，如何针对现有的上述不足和缺陷进行改进，以便更加适应使用需要，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种可以同时为多个使用空间独立降温、在主供电电源失电时自动切换备用电源的多电源一体化变频空调，本实用新型进一步提供了一种设备机柜。

为实现上述目的，本实用新型首先提供了一种多电源一体化变频空调，其技术方案是：

一种多电源一体化变频空调，包括压缩制冷系统，所述压缩制冷系统包括压缩机和冷凝器，所述压缩制冷系统还包括多条并联设置在所述冷凝器输出端和压缩机输入端之间的换热支路，所述换热支路包括通过管路连接的节流装置和蒸发器，每条所述换热支路分别为一个间室换热，所述空调至少包括主供电电源和备用电源两路电源输入，常态下所述空调由所述主供电电源供电，所述主供电电源故障时，所述空调可切换成由所述备用电源供电。

进一步的，还包括机箱，所述机箱壳体设置有一个室外侧冷凝出风口和多个室内侧蒸发出风口，所述室内侧蒸发出风口出风位置分别位于不同的间室内。

进一步的，还包括控制空调风机和压缩机运转的主控制板，所述主控制板的一个输入端接所述主供电电源，另一输入端接所述备用电源，主控制板的输出端分别与压缩机、冷凝风机及多个蒸发风机连接。

进一步的，所述主供电电源为交流电源，所述备用电源为备用直流电源。

进一步的，还包括双电源切换系统，所述双电源切换系统包括压缩机驱动模块和用于不同电源供电状态下输出压缩机驱动电压的电源模块，所述交流电源输出端和所述备用直流电源输出端分别依次通过所述电源模块和压缩机驱动模块与所述压缩机连接。

进一步的，所述电源模块包括升压电路、滤波电路、整流电路和逆变电路；所述交流电源输出端依次连接所述滤波电路、所述整流电路和所述逆变电路，所述备用直流电源输出端依次连接所述升压电路和所述逆变电路，所述逆变电路的输出端通过所述压缩机驱动模块和所述压缩机相连。

进一步的，所述双电源切换系统还包括用于检测电源是否正常工作的信号检测模块以及用于交流电源和备用直流电源切换的切换开关。

进一步的，所述节流装置为电子膨胀阀。

本实用新型进一步提供了一种设备机柜，其技术方案是：

一种设备机柜，所述设备机柜设置有所述多电源一体化变频空调，所述设备机柜包括安装机柜设备的设备仓和安装备用直流电源的动力仓，所述空调包括两路分别为所述设备仓和动力仓降温的换热支路。

进一步的，所述空调和所述设备仓共用同一个交流电源，所述交流电源失电的情况下，所述空调和所述机柜设备共用设置在动力仓的备用直流电源。

综上所述，本实用新型提供的一种多电源一体化变频空调及设备机柜，与现有技术相比，空调采用压缩机和冷凝器之间并联设置多条换热支路的结构，压缩机启动工作时，多条换热支路的蒸发器同时开始工作，与蒸发器对应设置的蒸发风机将热交换后空气通过设置在机箱壳体上的多个室内侧蒸发出风口排出，为不同的间室进行降温散热，解决了现有技术中不同使用空间降温散热需要设置多台独立空调的问题，提高了空调的利用率，达到节能增效的目的；空调采用一体化设计，结构紧凑，降低了生产成本；本实用新型提供的多电源一体化变频空调同时具有两路电源输入，在任一电源输入的情况下，压缩机、冷凝风机、第一蒸发风机和第二蒸发风机都可以正常工作，保证了空调的使用效果；通过信号检测模块对交流电源实时检测，当交流电源失电时，信号检测模块下发指令，通过切换开关切换至备用直流电源给空调供电，有效的解决了交流电不能正常供电时使用空间的不能降温散热的问题，满足使用空间对环境温度的需求。

附图说明：

图1：本实用新型提供的双电源一体化变频空调中压缩制冷系统示意图；

图2：本实用新型提供的设备机柜的空调布局示意图；

图3：本实用新型双电源切换系统的电气原理图；

其中，压缩机1，冷凝器2，第一节流装置3，第一蒸发器4，第二节流装置5，第二蒸发器6，冷凝风机7，第一蒸发风机8，第二蒸发风机9，主控制板10，隔板11，交流电源12，备用直流电源13，升压电路14，滤波电路15，整流电路16，逆变电路17。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型提供了一种多电源一体化变频空调，包括压缩制冷系统，压缩制冷系统包括压缩机1和冷凝器2，压缩制冷系统还包括多条并联设置在冷凝器2输出端和压缩机1输入端之间的换热支路，换热支路包括通过管路连接的节流装置和蒸发器，每条换热支路分别为一个间室换热，空调至少包括主供电电源和备用电源两路电源输入，常态下空调由主供电电源供电，主供电电源故障时，空调可切换成由备用电源供电。

本实施例以双电源供电、同时为两个间室换热为例，介绍本实用新型提供的多电源一体化变频空调包括压缩制冷系统，如图1所示，压缩制冷系统包括压缩机1、冷凝器2、第一蒸发器4、第二蒸发器6、第一节流装置3和第二节流装置5，其中，压缩机1的输出端和冷凝器2的输入端相连，第一节流装置3和第一蒸发器4通过管路连接构成第一换热支路，第二节流装置5和第二蒸发器6通过管路连接构成第二换热支路，两条换热支路并联在冷凝器2输出端和压缩机1输入端中间。压缩制冷系统还包括冷凝风机7、第一蒸发风机8和第二蒸发风机9，分别用于在冷凝器2、第一蒸发器4和第二蒸发器6工作时的加速空气热交换，并将热交换后的空气通过对应的出风口排出，实现降温散热。作为优选的，第一节流装置3和第二节流装置5为电子膨胀阀，第一蒸发风机8为交流通风机，第二蒸发风机9为直流通风机；电子膨胀阀可以根据当前制冷需求来控制阀门的开度，从而调节进入所在换热支路的蒸发器的冷媒流量，使冷媒流量和当前制冷需求相匹配，精确调节控制间室内所需温度。

在本实施例中，变频空调还包括主控制板10和双电源切换系统，供电电源包括主供电的交流电源和备用直流电源两路电源输入，如图3所示，主控制板10的一个输入端接交流电源12，另一输入端接备用直流电源13，主控制板10的输出端分别与压缩机1、冷凝风机7、第一蒸发风机8以及第二蒸发风机9连接，可以在不同电源供电状态下控制上述空调风机和压缩机1的运转，进一步的，主控制板10可以通过双电源切换系统中的压缩机驱动模块(图中未示出)控制压缩机1的运转，交流电源12和备用直流电源13的输出端分别依次通过电源模块和压缩机驱动模块与压缩机1连接，用以驱动压缩机1的工作。双电源切换系统还包括信号检测模块和切换开关，信号检测模块实时检测交流电源12的工作状态，当信号检测模块检测到交流电源12出现故障时会告知主控制板10，主控制板10控制切换开关切换至备用直流电源13工作，此时备用直流电源13给整个空调系统进行供电，当信号检测模块检测到交流电源12恢复正常时同样会将此信息发送至主控板14，主控制板10控制切换开关切换至交流电源12工作，恢复交流电源供电。

进一步的，电源模块包括升压电路14、滤波电路15、整流电路16和逆变电路17，交流电源12依次连接滤波电路15、整流电路16和逆变电路17，逆变电路17的输出端通过压缩机驱动模块和压缩机1相连，驱动压缩机1工作；备用直流电源13输出端与升压电路14的输入端相连，升压电路14输出端和逆变电路17输入端相连，逆变电路17的输出端通过压缩机驱动模块和压缩机1相连，备用直流电源13经过升压电路14进行升压后，再经过逆变电路17将直流电压输出为交流电压驱动压缩机1工作。

为了满足空调的使用需求和对空间的利用率，本实施例结合设备机柜提供一种上述空调的设备布局，设备机柜包括安装机柜设备的设备仓和安装备用直流电源13的动力仓。如图2所示，通过隔板11将空调机箱内部分为上、下两个安装空间，压缩制冷系统的设备分别安装在这两个空间内，机箱上部嵌装在设备机柜的设备仓对应位置的柜门上，机箱下部嵌装在设备机柜的动力仓对应位置的柜门上。机箱上部设置有压缩机1、冷凝器2、冷凝风机7、第一蒸发器4、第一蒸发风机8、第一节流装置3和第二节流装置5，机箱下部设置有第二蒸发器6和第二蒸发风机9；压缩机1固定安装在隔板11上，压缩机1的输出端和冷凝器2的输入端通过管路连接，冷凝器2的输出端通过管路分为两路，一路依次连接第一节流装置3和第一蒸发器4，另外一路通过第二节流装置5连接设置在机箱下部的第二蒸发器6，为了获得更好的制冷效果，冷凝器2和冷凝风机7相邻安装，第一蒸发器4和第一蒸发风机8相邻安装，第二蒸发器6和第二蒸发风机9相邻安装，在空调安装时，机箱设置有第一蒸发器4和第一蒸发风机8的一侧嵌装在设备仓对应位置的柜门内侧，设置有第二蒸发器6和第二蒸发风机9的一侧嵌装在动力仓对应位置的柜门内侧。空调机箱壳体上设置有一个室外侧冷凝进风口、一个室外侧冷凝出风口、两个室内侧蒸发进风口和两个室内侧蒸发出风口，其中一组室内侧蒸发进风口和室内侧蒸发出风口位于设备仓内侧，另外一组位于动力仓内侧，图2中箭头方向即为空调工作时的空气流通方向。需要说明的是：图2只是给出了本实用新型结合设备机柜提供的一种空调布局方式，在不同的使用场景下，空调的布局方式可根据使用场景需求做适应性调整。

空调在开始使用时，交流电源12为空调进行供电，驱动压缩制冷系统各设备开始工作，经过冷凝器2出来的冷媒通过管路分为两路，一路经过第一节流装置3流向第一蒸发器4，另一路经过第二节流装置5流向第二蒸发器6，根据空调制冷状态下蒸发器的工作原理，此时蒸发器吸收周围空气的热量进行热交换，第一蒸发风机8和第二蒸发风机9通过设置在设备仓和动力仓的室内侧蒸发进风口和室内侧蒸发出风口对间室内的空气进行热交换，从而可以达到同时为设备仓和动力仓降温散热的目的。在空调工作状态下，信号检测模块实时检测交流电源12的工作状态，当交流电源12出现故障时，主控制板10控制切换开关切换至备用直流电源13工作，此时备用直流电源13给整个空调系统进行供电，在驱动压缩机1不间断工作的同时主控制板10控制冷凝风机7、第一蒸发风机8和第二蒸发风机9继续运转，保证在交流电源12出现故障的情况下空调继续保持工作状态。当信号检测模块检测到交流电源12恢复正常时，主控制板10控制切换开关切换至交流电源12工作，恢复交流电源供电，满足空调持续不间断的同时为两个不同的使用空间进行降温散热的需求，提高了空调的利用率。

本实用新型还提供了一种设备机柜，设备机柜上安装有如前文所述的空调，进一步的，该设备机柜包括安装机柜设备的设备仓和安装备用直流电源13的动力仓，在交流电源12有效的情况下，空调和安装在设备仓中的机柜设备共用同一个交流电源12，作为优选的，该交流电源12可以为市电，在交流电源12失电的情况下，空调和机柜设备共用设置在动力仓的备用直流电源13，用以保证空调和机柜设备的正常工作。上述空调机箱设置有第一蒸发器4和第一蒸发风机8一侧嵌装在设备仓对应位置的柜门内侧，设置有第二蒸发器6和第二蒸发风机9的一侧嵌装在动力仓对应位置的柜门内侧，两个室内侧蒸发出风口分别在设备仓和动力仓的内侧，无论是何种制式电源供电的情况下，第一蒸发器4和第二蒸发器6同时工作，第一蒸发风机8和第二蒸发风机9通过两个室内侧蒸发出风口将热交换后的温度较低的空气送至设备仓和动力仓，同时为设备仓和动力仓分别进行降温，实现现有技术中在设备仓和动力仓分别设置一台空调降温效果的同时提高了空调利用率，达到了节能增效的目的。

需要说明的是：本实用新型提供的多电源一体化变频空调可以广泛应用在各种需要一台空调同时为不同的间室进行散热降温的场景下，并且在交流电源故障的情况下空调可以自动切换为备用直流电源供电，保证空调持续不间断的工作，在不同场景下使用时，空调的布局安装方式可以根据使用空间的需求做适应性调整。在实际应用中，空调的供电电源可为多路，包括主供电电源和多个备用电源，备用电源数量不限，主供电电源和备用电源的电源模式不限，交流或直流均可，如主供电电源可为交流电，各备用电源为直流电，或备用电源也可为交流电，不做要求和限制。

综上所述，本实用新型提供的一种多电源一体化变频空调及设备机柜，与现有技术相比，空调采用压缩机和冷凝器之间并联设置多条换热支路的结构，压缩机启动工作时，多条换热支路的蒸发器同时开始工作，与蒸发器对应设置的蒸发风机将热交换后空气通过设置在机箱壳体上的多个室内侧蒸发出风口排出，为不同的间室进行降温散热，解决了现有技术中不同使用空间降温散热需要设置多台独立空调的问题，提高了空调的利用率，达到节能增效的目的；空调采用一体化设计，结构紧凑，降低了生产成本；本实用新型提供的多电源一体化变频空调同时具有两路电源输入，在任一电源输入的情况下，压缩机、冷凝风机、第一蒸发风机和第二蒸发风机都可以正常工作，保证了空调的使用效果；通过信号检测模块对交流电源实时检测，当交流电源失电时，信号检测模块下发指令，通过切换开关切换至备用直流电源给空调供电，有效的解决了交流电不能正常供电时使用空间的不能降温散热的问题，满足使用空间对环境温度的需求。

如上所述，结合所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种多电源一体化变频空调，包括压缩制冷系统，所述压缩制冷系统包括压缩机和冷凝器，其特征在于：所述压缩制冷系统还包括多条并联设置在所述冷凝器输出端和压缩机输入端之间的换热支路，所述换热支路包括通过管路连接的节流装置和蒸发器，每条所述换热支路分别为一个间室换热，所述空调至少包括主供电电源和备用电源两路电源输入，常态下所述空调由所述主供电电源供电，所述主供电电源故障时，所述空调可切换成由所述备用电源供电。

2.如权利要求1所述的一种多电源一体化变频空调，其特征在于：还包括机箱，所述机箱壳体设置有一个室外侧冷凝出风口和多个室内侧蒸发出风口，所述室内侧蒸发出风口出风位置分别位于不同的间室内。

3.如权利要求1所述的一种多电源一体化变频空调，其特征在于：还包括控制空调风机和压缩机运转的主控制板，所述主控制板的一个输入端接所述主供电电源，另一输入端接所述备用电源，主控制板的输出端分别与压缩机、冷凝风机及多个蒸发风机连接。

4.如权利要求1所述的一种多电源一体化变频空调，其特征在于：所述主供电电源为交流电源，所述备用电源为备用直流电源。

5.如权利要求4所述的一种多电源一体化变频空调，其特征在于：还包括双电源切换系统，所述双电源切换系统包括压缩机驱动模块和用于不同电源供电状态下输出压缩机驱动电压的电源模块，所述交流电源输出端和所述备用直流电源输出端分别依次通过所述电源模块和压缩机驱动模块与所述压缩机连接。

6.如权利要求5所述的一种多电源一体化变频空调，其特征在于：所述电源模块包括升压电路、滤波电路、整流电路和逆变电路；所述交流电源输出端依次连接所述滤波电路、所述整流电路和所述逆变电路，所述备用直流电源输出端依次连接所述升压电路和所述逆变电路，所述逆变电路的输出端通过所述压缩机驱动模块和所述压缩机相连。

7.如权利要求5所述的一种多电源一体化变频空调，其特征在于：所述双电源切换系统还包括用于检测电源是否正常工作的信号检测模块以及用于交流电源和备用直流电源切换的切换开关。

8.如权利要求1所述的一种多电源一体化变频空调，其特征在于：所述节流装置为电子膨胀阀。

9.一种设备机柜，其特征在于：所述设备机柜设置有如权利要求1至8任一项所述的多电源一体化变频空调，所述设备机柜包括安装机柜设备的设备仓和安装备用直流电源的动力仓，所述空调包括两路分别为所述设备仓和动力仓降温的换热支路。

10.如权利要求9所述的一种设备机柜，其特征在于：所述空调和所述设备仓共用同一个交流电源，所述交流电源失电的情况下，所述空调和所述机柜设备共用设置在动力仓的备用直流电源。

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