可變冷量空調(diào)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明關于一種可變冷量空調(diào)器，用于調(diào)整機柜的溫度，其包括控制系統(tǒng)、壓縮制冷系統(tǒng)及新風制冷/有害氣體排出系統(tǒng)。壓縮制冷系統(tǒng)包括壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、蒸發(fā)風機、冷凝風機。新風/有害氣體排出系統(tǒng)包括風門組件、蒸發(fā)風機、冷凝風機。風門組件包括風門電機及可被風門電機驅動并于第一狀態(tài)及第二狀態(tài)之間切換的風門。所述壓縮機、冷凝風機、蒸發(fā)風機均為轉速可調(diào)，控制系統(tǒng)根據(jù)機柜內(nèi)的熱量值以正比關系和/或季節(jié)不同來調(diào)整壓縮機、冷凝風機及蒸發(fā)風機以不同轉速運行，以提供不同的冷量。本發(fā)明可變冷量空調(diào)器通過可調(diào)速的壓縮機及蒸發(fā)風機、冷凝風機，提供不同的冷量選擇，滿足不同的制冷需求。
【專利說明】可變冷量空調(diào)器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種空調(diào)設備，尤其涉及一種可提供多種冷量選擇的空調(diào)設備，屬于制冷設備【技術領域】。
【背景技術】
[0002]對于一類用于電氣設備的環(huán)境，特別是具有大功率器件的設備的環(huán)境，如電力、通信機房，設備局部散熱量很高，局部環(huán)境溫度急劇升高，需要使用空調(diào)裝置進行制冷。一種雙向換風的整體式空調(diào)裝置，其制冷系統(tǒng)布置在一個箱體內(nèi)，沒有活動連接管路，具有結構緊湊、安裝方便、成本低和可靠性高的優(yōu)點。
[0003]通常，客戶在選擇空調(diào)裝置的時候，會考慮并計算機柜內(nèi)的熱量值，據(jù)此進行空調(diào)裝置的零部件的選型，比如壓縮機及風機等，以滿足客戶的機柜的制冷需求。由于客戶的需求是多種多樣的，因此空調(diào)裝置的供應商需要對不同型號的不同零部件進行備貨，以供客戶選擇。然而，這會造成供應商的工作量比較大，而且?guī)齑孑^多，占用資金，甚至資金鏈收緊等問題。
[0004]因此，如果能夠提供一種多種制冷量需求的空調(diào)裝置，則會解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種可變冷量空調(diào)器，其同時滿足不同的制冷需求。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是關于一種可變冷量空調(diào)器，用于調(diào)整機柜的溫度，其包括控制系統(tǒng)、壓縮制冷系統(tǒng)及新風制冷/有害氣體排出系統(tǒng)。壓縮制冷系統(tǒng)包括壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、蒸發(fā)風機、冷凝風 機、柜內(nèi)進風口、柜內(nèi)出風口、柜外進風口及柜外出風口。新風/有害氣體排出系統(tǒng)包括風門組件、蒸發(fā)風機、冷凝風機、柜內(nèi)進風口、柜內(nèi)出風口、柜外進風口及柜外出風口。風門組件包括風門電機及可被風門電機驅動并于第一狀態(tài)及第二狀態(tài)之間切換的風門。所述壓縮機、冷凝風機、蒸發(fā)風機均為轉速可調(diào)，控制系統(tǒng)根據(jù)機柜內(nèi)的熱量值以正比關系和/或季節(jié)不同來調(diào)整壓縮機、冷凝風機及蒸發(fā)風機以不同轉速運行，以提供不同的冷量。
[0007]作為本發(fā)明的進一步改進，其中機柜內(nèi)的熱量值越高，壓縮機、蒸發(fā)風機和冷凝風機的轉速比例越高，直至全速運行。
[0008]作為本發(fā)明的進一步改進，其中夏季為全速運行，冬季為低于20%的轉速比例運行，春季/秋季以20%~80%的轉速比例運行。
[0009]作為本發(fā)明的進一步改進，其為直流電源供電，控制系統(tǒng)在直流電源的驅動下，調(diào)整壓縮機、蒸發(fā)風機及冷凝風機的轉速。
[0010]作為本發(fā)明的進一步改進，其為交流電源供電，控制系統(tǒng)在交流電源的驅動下，通過變頻控制壓縮機、蒸發(fā)風機和冷凝風機的轉速。
[0011]作為本發(fā)明的進一步改進，其為交流電源和直流電源供電，其中壓縮機為交流電源供電，蒸發(fā)風機和冷凝風機為直流電源供電，控制系統(tǒng)通過變頻控制壓縮機的轉速，并直接控制蒸發(fā)風機和冷凝風機的轉速。
[0012]作為本發(fā)明的進一步改進，控制系統(tǒng)還控制壓縮制冷系統(tǒng)及新風制冷/有害氣體排出系統(tǒng)以壓縮制冷模式或新風制冷模式或有害氣體排出模式交替運行:新風制冷模式或有害氣體排出模式時，壓縮機停止運行，蒸發(fā)風機及風門電機開啟，風門電機驅動風門轉動至第一狀態(tài)，使柜內(nèi)進風口與柜外出風口連通，柜外進風口與柜內(nèi)出風口連通；壓縮制冷模式時，壓縮機、蒸發(fā)風機、冷凝風機及風門電機開啟，風門電機驅動風門轉動至第二狀態(tài)，使柜內(nèi)進風口與柜內(nèi)出風口連通，柜外進風口與柜外出風口連通。
[0013]作為本發(fā)明的進一步改進，當柜內(nèi)溫度大于等于制冷設定溫度，且環(huán)境溫度比柜內(nèi)溫度低，其差值大于等于新風優(yōu)先溫差值時，啟動新風制冷系統(tǒng)以降低柜內(nèi)溫度；當柜內(nèi)溫度降低到內(nèi)外溫差值小于新風優(yōu)先溫差值與新風優(yōu)先值偏差的差值時，關閉新風系統(tǒng)。
[0014]作為本發(fā)明的進一步改進，當新風制冷系統(tǒng)連續(xù)運行時間大于新風優(yōu)先最大運行時間，則關閉新風制冷系統(tǒng)并啟動壓縮制冷系統(tǒng)，直到柜內(nèi)溫度小于制冷設定溫度與制冷設定溫度偏差的差值時，關閉壓縮制冷系統(tǒng)。
[0015]作為本發(fā)明的進一步改進，有害氣體排出模式優(yōu)先于新風制冷模式和壓縮制冷模式。
[0016]作為本發(fā)明的進一步改進，還包括加熱器，當柜內(nèi)溫度低于加熱設定溫度時啟動加熱器，當柜內(nèi)溫度高于加熱設定溫度與加熱溫度偏差的差值時，停止運行加熱器。
[0017]作為本發(fā)明的進一步改進，待機狀態(tài)下，蒸發(fā)風機以10-50%轉速休眠運轉。
[0018]作為本發(fā)明的進一步改進，蒸發(fā)風機與冷凝風機為壓縮制冷系統(tǒng)和新風制冷/有害氣體排出系統(tǒng)共用。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:通過可調(diào)速的壓縮機及蒸發(fā)風機、冷凝風機，提供不同的冷量選擇，滿足不同的制冷需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明可變冷量空調(diào)器的立體視圖；
圖2是本發(fā)明可變冷量空調(diào)器的另一角度的立體視圖；
圖3是本發(fā)明可變冷量空調(diào)器的風門處于第一狀態(tài)下的側視圖；
圖4是本發(fā)明可變冷量空調(diào)器的風門處于第二狀態(tài)下的側視圖；
圖5是本發(fā)明可變冷量空調(diào)器的第一實施方式的電氣控制圖；
圖6是本發(fā)明可變冷量空調(diào)器的第二實施方式的電氣控制圖；
圖7是本發(fā)明可變冷量空調(diào)器的第三實施方式的電氣控制圖。
【具體實施方式】
[0021]請參閱圖1至圖4，本發(fā)明提供一種安裝于機柜/控制柜內(nèi)為其進行空氣調(diào)節(jié)的可變冷量空調(diào)器100，其包括殼體1、控 制系統(tǒng)2、壓縮制冷系統(tǒng)及新風/有害氣體排出系統(tǒng)。本發(fā)明可變冷量空調(diào)器100還可以具有加熱器13，實現(xiàn)柜內(nèi)溫度較低時的加熱功能。
[0022]殼體I具有前面板11及相對的后面板12。前面板11開設有面對機柜外部(即外部環(huán)境)的位于上部的柜外出風口 112及位于下部的柜外進風口 110。后面板12開設有面對機柜內(nèi)部的位于上部的柜內(nèi)進風口 120及位于下部的柜內(nèi)出風口 122。[0023]壓縮制冷系統(tǒng)包括壓縮機3、與柜外出風口相對的冷凝器4、節(jié)流元件、與柜內(nèi)出風口 122相對的蒸發(fā)器6和輔助管路7組成。
[0024]新風/有害氣體排出系統(tǒng)由柜內(nèi)進風口 120、柜內(nèi)出風口 122、柜外進風口 110、柜外出風口 112、與柜內(nèi)進風口 120相對的蒸發(fā)風機8、與柜外進風口 110相對的冷凝風機9、風門組件10組成。
[0025]可變冷量空調(diào)器100還具有位于其內(nèi)部將其分隔成相互隔絕的內(nèi)循環(huán)換熱系統(tǒng)及外循環(huán)換熱系統(tǒng)的隔板14。
[0026]需要說明的是，上述柜內(nèi)側即為本發(fā)明可變冷量空調(diào)器100的蒸發(fā)側，柜外側即為本發(fā)明可變冷量空調(diào)器100的冷凝側，以下說明中的柜內(nèi)側及柜外側均與此處具有相同定義。
[0027]請參閱圖5至圖7，本發(fā)明可變冷量空調(diào)器100可以具有直流電源輸入、交流電源輸入或交直流雙路電源輸入。交流電源是220V單相電或380V三相電，直流電源是由UPS或蓄電池提供的33V12V直流電。
[0028]本發(fā)明優(yōu)選實施方式中，風門組件10至少包括風門101及驅動風門101于第一狀態(tài)及第二狀態(tài)之間切換的風門電機102。
[0029]于本發(fā)明第一實施方式中，請參閱圖5，本發(fā)明可變冷量空調(diào)器100為直流電源供電，控制系統(tǒng)2、壓縮機3、風門電機102、加熱器13、蒸發(fā)風機8和冷凝風機9均由直流電源驅動。壓縮機3具有直流 電機，蒸發(fā)風機8及冷凝風機9均為直流風機。
[0030]控制系統(tǒng)2由直流電源驅動，其接收環(huán)境溫度傳感器(未圖示)、冷凝器出口溫度傳感器、蒸發(fā)器出口溫度傳感器、柜內(nèi)溫度傳感器、柜內(nèi)熱量傳感器等的信號以對應啟動壓縮制冷系統(tǒng)或新風/有害氣體排出系統(tǒng)或加熱器13。根據(jù)不同的季節(jié)或者機柜內(nèi)熱量值，控制系統(tǒng)2控制壓縮機3、冷凝風機9和蒸發(fā)風機8的電壓進而控制其轉速，以實現(xiàn)不同的冷量調(diào)節(jié)?？刂颇Ｊ饺缦?
1、根據(jù)機柜內(nèi)熱量值調(diào)速:從表1可以看出機柜內(nèi)熱量值與壓縮機3、蒸發(fā)風機8及冷凝風機9的轉速比例成正比關系，即機柜內(nèi)熱量值越高，壓縮機3、蒸發(fā)風機8及冷凝風機9的轉速比例越高。
[0031]表1
機柜內(nèi)熱量值I壓縮機轉速比例I蒸發(fā)風機/冷凝風機轉速比例—
1.0Kff_20%_20%_
l~5Kff— 40%10%
~0Kff- 50%50%~
2~5Kff— 80%80%~
~0Kff1100%1100%
2、根據(jù)季節(jié)調(diào)速
表2
機柜內(nèi)熱量值I壓縮機轉速比例I蒸發(fā)風機/冷凝風機轉速比例—
夏季_100%_100%_
￥~季 / 秋季 _ 20%~80%2WT80%
季I <20%I <20%
3、模式I及模式2并存，即同時根據(jù)季節(jié)和機柜內(nèi)熱量值進行調(diào)速。
[0032]控制系統(tǒng)2還控制風門組件10以發(fā)出信號給風門電機102以驅動風門101在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間轉動。[0033]本發(fā)明可變冷量空調(diào)器100可以實現(xiàn)如下功能:
1、有害氣體排出
除故障處理程序外有害氣體排出程序總是優(yōu)先的，當需要排出有害氣體時停止當前工作，有害氣體排出完成后再繼續(xù)之前的程序。
[0034]有害氣體主要包括氫氣、酸氣等，其排出共有三種模式:主動排出、被動排出及手動排出。主動排出和被動排出二選一，默認為被動排出模式，和手動排出模式同時存在。
[0035]有害氣體排出時風門電機102及蒸發(fā)風機8開啟。風門電機102驅動風門101轉動至圖3所示的第一狀態(tài)下，此時柜內(nèi)進風口 120與柜外出風口 112連通，柜外進風口 110與柜內(nèi)出風口 122連通，如此，柜內(nèi)的有害氣體可以由柜內(nèi)進風口 120經(jīng)柜外出風口 112而排至外部，柜外的新鮮空氣可以由柜外進風口 110經(jīng)柜內(nèi)出風口 122進入機柜內(nèi)部。由于本發(fā)明的交直流電源空調(diào)器100的蒸發(fā)風機8和冷凝風機9均為可調(diào)速風機，即不同條件下蒸發(fā)風機8或冷凝風機9以不同轉速運行，以節(jié)約能源。
[0036]2、新風制冷
新風制冷系統(tǒng)的啟動條件如下:當柜內(nèi)溫度傳感器測定的柜內(nèi)溫度TO大于等于制冷設定溫度Tl，且環(huán)境溫度傳感器測定的環(huán)境溫度比柜內(nèi)溫度TO低，二者的差值Λ TO大于等于新風優(yōu)先溫差值Λ Tl時，啟動新風制冷系統(tǒng)降低柜內(nèi)溫度。
[0037]此時控制系統(tǒng)2發(fā)出信號控制風門電機102，進而驅動風門101開啟并位于第一狀態(tài)，即柜內(nèi)進風口 120與柜外出風口 112連通，柜外進風口 110與柜內(nèi)出風口 122連通，蒸發(fā)風機8開始運行，并數(shù)秒內(nèi)達到全速。當柜內(nèi)溫度TO降低到內(nèi)外溫差值Λ TO小于新風優(yōu)先溫差值Λ Tl與新風優(yōu)先值偏差值Λ Τ2的差值時，關閉新風制冷系統(tǒng)。當新風制冷系統(tǒng)連續(xù)運行時間大于新風優(yōu)先最大運行時間D1，則關閉新風制冷系統(tǒng)并啟動壓縮機制冷系統(tǒng)，直到柜內(nèi)溫度TO小于制冷設定溫度Tl與制冷設定溫度偏差值Λ Τ3的差值，此時關閉壓縮機制冷系統(tǒng)。
[0038]3、壓縮機制冷
壓縮機制冷系統(tǒng)的啟動條件是:當柜內(nèi)溫度TO大于等于制冷設定溫度Tl，且新風制冷系統(tǒng)未啟動則啟動壓縮機制冷系統(tǒng)。壓縮機3制冷時，冷凝風機9及蒸發(fā)風機8均比壓縮機3延時啟動，且二者比壓縮機3延時啟動時間可以相同或不同。直到柜內(nèi)溫度TO小于制冷設定溫度Tl與制冷設定溫度偏差Λ Τ3的差值時關閉壓縮機制冷系統(tǒng)。
[0039]4、加熱
柜內(nèi)溫度TO低于加熱設定溫度Τ3時啟動加熱系統(tǒng)。加熱時啟動蒸發(fā)風機8，蒸發(fā)風機8比加熱器13延時停止運行。
[0040]柜內(nèi)溫度TO高于加熱設定溫度Τ3與加熱溫度偏差值Λ Τ4之和時停止運行加熱器13。
[0041]請參閱圖6，本發(fā)明可變冷量空調(diào)器100的第二實施方式中，可變冷量空調(diào)器100為交流電源供電，通過變頻控制方式實現(xiàn)壓縮機3、蒸發(fā)風機8及冷凝風機9的轉速實現(xiàn)不同機柜內(nèi)熱量值及不同季節(jié)下的不同冷量。
[0042]請參閱圖7，本發(fā)明可變冷量空調(diào)器100的第三實施方式中，可變冷量空調(diào)器100為交直流雙電源供電，其中壓縮機3為交流電源供電并具有交流電機，蒸發(fā)風機8、風門電機102、冷凝風機9為直流電源供電，加熱器13為雙電源供電。即，蒸發(fā)風機8與冷凝風機9為直流風機?？刂葡到y(tǒng)2通過變頻方式實現(xiàn)壓縮機3的轉速調(diào)整，并直接控制蒸發(fā)風機
8、冷凝風機9的轉速，實現(xiàn)在不同機柜內(nèi)熱量值及不同季節(jié)下提供不同冷量。
[0043]于本發(fā)明可變冷量空調(diào)器100的第三實施方式中，當交流電源正常時，其為交直流雙電源供電，其壓縮制冷系統(tǒng)、新風或有害氣體排出系統(tǒng)、加熱器13均可正常工作；當交流電不能正常工作時，如斷電或者電壓過低時，直流電源仍可控制新風或有害氣體排出系統(tǒng)、加熱器13實現(xiàn)新風制冷/有害氣體排出或加熱功能。
[0044]特別需要指出的是，本發(fā)明【具體實施方式】中僅以該可變冷量空調(diào)器100作為示例，在實際應用中其他類型的可變冷量空調(diào)器均適用本發(fā)明揭示的原理。對于本領域的普通技術人員來說，在本發(fā)明的教導下所作的針對本發(fā)明的等效變化，仍應包含在本發(fā)明權利要求所主張的范圍中。
【權利要求】
1.一種可變冷量空調(diào)器，用于調(diào)整機柜的溫度，其包括控制系統(tǒng)、壓縮制冷系統(tǒng)及新風制冷/有害氣體排出系統(tǒng)；壓縮制冷系統(tǒng)包括壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、蒸發(fā)風機、冷凝風機、柜內(nèi)進風口、柜內(nèi)出風口、柜外進風口及柜外出風口 ；新風/有害氣體排出系統(tǒng)包括風門組件、蒸發(fā)風機、冷凝風機、柜內(nèi)進風口、柜內(nèi)出風口、柜外進風口及柜外出風口 ；風門組件包括風門電機及可被風門電機驅動并于第一狀態(tài)及第二狀態(tài)之間切換的風門；其特征在于: 所述壓縮機、冷凝風機、蒸發(fā)風機均為轉速可調(diào)，控制系統(tǒng)根據(jù)機柜內(nèi)的熱量值以正比關系和/或季節(jié)不同來調(diào)整壓縮機、冷凝風機及蒸發(fā)風機以不同轉速運行，以提供不同的冷量。
2.如權利要求1所述的可變冷量空調(diào)器，其特征在于:其中機柜內(nèi)的熱量值越高，壓縮機、蒸發(fā)風機和冷凝風機的轉速比例越高，直至全速運行。
3.如權利要求1所述的可變冷量空調(diào)器，其特征在于:其中夏季為全速運行，冬季為低于20%的轉速比例運行，春季/秋季以20%~80%的轉速比例運行。
4.如權利要求2至3任一項所述的可變冷量空調(diào)器，其特征在于:其為直流電源供電，控制系統(tǒng)在直流電源的驅動下，調(diào)整壓縮機、蒸發(fā)風機及冷凝風機的轉速。
5.如權利要求2至3任一項所述的可變冷量空調(diào)器，其特征在于:其為交流電源供電，控制系統(tǒng)在交流電源的驅動下，通過變頻控制壓縮機、蒸發(fā)風機和冷凝風機的轉速。
6.如權利要求2至3任一項所述的可變冷量空調(diào)器，其特征在于:其為交流電源和直流電源供電，其中壓縮機為交流電源供電，蒸發(fā)風機和冷凝風機為直流電源供電，控制系統(tǒng)通過變頻控制壓縮機的轉速，并直接控制蒸發(fā)風機和冷凝風機的轉速。
7.如權利要求1 所述的可變冷量空調(diào)器，其特征在于:控制系統(tǒng)還控制壓縮制冷系統(tǒng)及新風制冷/有害氣體排出系統(tǒng)以壓縮制冷模式或新風制冷模式或有害氣體排出模式交替運行:新風制冷模式或有害氣體排出模式時，壓縮機停止運行，蒸發(fā)風機及風門電機開啟，風門電機驅動風門轉動至第一狀態(tài)，使柜內(nèi)進風口與柜外出風口連通，柜外進風口與柜內(nèi)出風口連通；壓縮制冷模式時，壓縮機、蒸發(fā)風機、冷凝風機及風門電機開啟，風門電機驅動風門轉動至第二狀態(tài)，使柜內(nèi)進風口與柜內(nèi)出風口連通，柜外進風口與柜外出風口連通。
8.如權利要求7所述的可變冷量空調(diào)器，其特征在于:當柜內(nèi)溫度大于等于制冷設定溫度，且環(huán)境溫度比柜內(nèi)溫度低，其差值大于等于新風優(yōu)先溫差值時，啟動新風制冷系統(tǒng)以降低柜內(nèi)溫度；當柜內(nèi)溫度降低到內(nèi)外溫差值小于新風優(yōu)先溫差值與新風優(yōu)先值偏差的差值時，關閉新風系統(tǒng)。
9.如權利要求7所述的可變冷量空調(diào)器，其特征在于:當新風制冷系統(tǒng)連續(xù)運行時間大于新風優(yōu)先最大運行時間，則關閉新風制冷系統(tǒng)并啟動壓縮制冷系統(tǒng)，直到柜內(nèi)溫度小于制冷設定溫度與制冷設定溫度偏差的差值時，關閉壓縮制冷系統(tǒng)。
10.如權利要求7所述的可變冷量空調(diào)器，其特征在于:有害氣體排出模式優(yōu)先于新風制冷模式和壓縮制冷模式。
11.如權利要求1所述的可變冷量空調(diào)器，其特征在于:還包括加熱器，當柜內(nèi)溫度低于加熱設定溫度時啟動加熱器，當柜內(nèi)溫度高于加熱設定溫度與加熱溫度偏差的差值時，停止運行加熱器。
12.如權利要求1所述的可變冷量空調(diào)器，其特征在于:待機狀態(tài)下，蒸發(fā)風機以10~50%轉速休眠運轉。
13.如權利要求1所述的可變冷量空調(diào)器，其特征在于:蒸發(fā)風機與冷凝風機為壓縮制冷系統(tǒng)和新風制冷 /有害氣體排出系統(tǒng)共用。
【文檔編號】F24F11/02GK103471211SQ201210186130
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2012年6月7日 優(yōu)先權日:2012年6月7日
【發(fā)明者】沈成寶, 朱衛(wèi)寧 申請人:蘇州昆拓熱控系統(tǒng)股份有限公司