專利名稱：整體式節(jié)能環(huán)保型基站空調(diào)機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及一種整體式節(jié)能環(huán)保型基站空調(diào)機，具體是一種能夠通過變頻控
制、新風(fēng)冷卻調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的節(jié)能型環(huán)保整體式基站空調(diào)機。
背景技術(shù)：
為了保證一些特殊場合下(如通訊基站、程控機房等)設(shè)備的正常運行，通常需要空調(diào)機來滿足室內(nèi)所要求的溫度、潔凈度。目前，市場上常規(guī)的空調(diào)機為了滿足室內(nèi)恒溫的要求，通常是通過壓縮機的啟停、加熱器加熱量的變化、室內(nèi)風(fēng)機分檔變速等措施來實現(xiàn)的。雖然常規(guī)的空調(diào)機通過壓縮機的啟停和加熱器的調(diào)節(jié)能夠?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)恒溫的要求，但也存在以下一系列問題 1.負(fù)荷適應(yīng)性較差。當(dāng)外界環(huán)境或室內(nèi)負(fù)荷發(fā)生變化時，常規(guī)的空調(diào)機通過壓縮
機的啟停及加熱器的不斷調(diào)節(jié)，使室內(nèi)溫度穩(wěn)定到新的平衡點所需的時間較長，耗能很大。
2.無新風(fēng)冷卻功能，常規(guī)空調(diào)機組的室內(nèi)機組安裝于室內(nèi)環(huán)境中，與外界新風(fēng)隔
絕，無論新風(fēng)溫度高低，控制器只能檢測室內(nèi)溫，控制壓縮機的制冷或加熱對室內(nèi)循環(huán)空氣
進行調(diào)節(jié)，以達到室內(nèi)溫度的要求，這造成自然冷源無法利用且浪費大量的電能。 3.控制精度較低。常規(guī)系統(tǒng)主要是通過雙位調(diào)節(jié)來實現(xiàn)對室內(nèi)溫度的控制，因此，
其控制精度相對較低些。 一般來說，對于溫度的控制精度為±rc ±2°C。 4.能量浪費比較嚴(yán)重。由于依靠壓縮機的啟停及加熱器加熱量的變化，來實現(xiàn)制
冷量的調(diào)節(jié)，故系統(tǒng)的冷熱量抵消比較大。 5.季節(jié)能效比低。通常，在大部分時間內(nèi)，恒溫空調(diào)機容量是要大于室內(nèi)負(fù)荷的，這勢必會造成"大馬拉小車"的現(xiàn)象，系統(tǒng)的運行效率降低，加之冷熱量的抵消，故常規(guī)系統(tǒng)的季節(jié)能效比低。 6.壓縮機壽命不高。由于壓縮機的頻繁啟動，必然要造成其運行壽命的縮短。
7.對電網(wǎng)的沖擊很大。由于壓縮機的啟動電流通常是額定電流的5 7倍，而壓縮機的頻繁啟動，勢必會造成對室外電網(wǎng)較大的沖擊。 8.常規(guī)空調(diào)只提供一種電源制式，在外部斷電或停電時，空調(diào)機組無法正常工作，嚴(yán)重影響基站內(nèi)設(shè)備的正常運行甚至使設(shè)備損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對于常規(guī)恒溫空調(diào)機運行存在的弊端，利用壓縮機變頻控制技術(shù)、電子調(diào)速高效無渦殼循環(huán)風(fēng)機以及新風(fēng)節(jié)能控制技術(shù)，并將這些技術(shù)融合到整體式節(jié)能環(huán)保型基站空調(diào)機中，提出一種環(huán)保、節(jié)能、季節(jié)能效比高、對電網(wǎng)沖擊小、噪聲低、適用范圍較廣的整體式節(jié)能環(huán)保型基站空調(diào)機。 本發(fā)明，包括控制裝置，和由依次連接的壓縮機、低壓儲液器、室內(nèi)蒸發(fā)器、膨脹閥和冷凝器構(gòu)成的制冷循環(huán)回路，蒸發(fā)器配置室內(nèi)循環(huán)高效無渦殼風(fēng)機，冷凝器配置冷凝器風(fēng)機電機和冷凝器風(fēng)機，其特征在于設(shè)置新風(fēng)冷卻裝置，所述新風(fēng)冷卻裝置由比例新風(fēng)閥
3和室內(nèi)循環(huán)高效無渦殼風(fēng)機構(gòu)成，室內(nèi)循環(huán)高效無渦殼風(fēng)機既是蒸發(fā)器風(fēng)機，又是新風(fēng)引入風(fēng)機。當(dāng)新風(fēng)溫度較低時機組通過控制裝置控制停止壓縮機運行或降低運行功率，打開新風(fēng)閥，通過室內(nèi)無渦殼高效循環(huán)風(fēng)機引入新風(fēng)，并調(diào)節(jié)新風(fēng)開度以達到控制室內(nèi)溫度和節(jié)能的目的。機組充分利用自然冷源(低溫新風(fēng))，并通過調(diào)節(jié)風(fēng)閥的開度，通過機組內(nèi)置的PID控制技術(shù)，達到室內(nèi)溫度的要求，從而達到節(jié)能的目的。因為此時壓縮機和冷凝風(fēng)機處于停機狀態(tài)，節(jié)能效果更為明顯。 本發(fā)明，所述室外冷凝器風(fēng)機電機為分檔控制電機，室內(nèi)循環(huán)高效無渦殼風(fēng)機為電子調(diào)速無渦殼風(fēng)機；當(dāng)采用純新風(fēng)冷卻裝置時，室內(nèi)循環(huán)高效無渦殼風(fēng)機和比例新風(fēng)閥的控制為同步控制。由于冷凝器風(fēng)機電機和蒸發(fā)器風(fēng)機電機采用分檔調(diào)節(jié)或電子調(diào)速，依據(jù)負(fù)荷的變化，風(fēng)機可以在適合的檔位或轉(zhuǎn)速下運行。 本發(fā)明，所述壓縮機采用環(huán)保型R407C制冷劑，并設(shè)置變頻器，變頻器由噪聲濾波器、電流傳感器、整流濾波器和逆變換器組成。變頻器也可以采用直流變頻技術(shù)，其節(jié)能更為顯著。 本發(fā)明，由于壓縮機采用變頻控制，在兩器風(fēng)機電機上設(shè)置分檔或調(diào)速調(diào)節(jié)裝置，對所述變頻控制的壓縮機和膨脹閥的控制為同步控制，較常規(guī)空調(diào)機具有控制精度高和節(jié)能等優(yōu)點。 相對于傳統(tǒng)的恒溫空調(diào)機，本發(fā)明在室內(nèi)負(fù)荷較小時，壓縮機的功率減少，風(fēng)機的功率減少，這樣可減少或不用頻繁開停壓縮機，故而系統(tǒng)不僅節(jié)約了能量，而且延長了機組的使用壽命，可謂是一舉兩得。 本發(fā)明，所述溫度控制裝置包括單片機控制器，單片機控制器的復(fù)數(shù)輸入控制端分別連接室內(nèi)溫度敏感元件、室外溫度敏感元件、蒸發(fā)器出口溫度敏感元件和冷凝器出口溫度敏感元件；單片機控制器的復(fù)數(shù)輸出控制端分別與壓縮機、膨脹閥、室內(nèi)循環(huán)高效無渦殼風(fēng)機、冷凝器風(fēng)機電機、電流傳感器和逆變換器連接。 本發(fā)明，所述室內(nèi)循環(huán)高效無渦殼風(fēng)機采用DC48V電源，在通訊基站外部電源斷電的情況下，通過基站內(nèi)部DC48V電源能引進新風(fēng)對基站內(nèi)部設(shè)備進行冷卻。
本發(fā)明，因采用如上的技術(shù)方案，具有如下明顯的積極效果 1、負(fù)荷適應(yīng)性較強。當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷發(fā)生變化時，可以控制壓縮機的運轉(zhuǎn)頻率，膨脹閥的開度，兩器風(fēng)機的檔位或轉(zhuǎn)速，使系統(tǒng)出力盡量與負(fù)荷相適應(yīng)。
2、控制精度高。 一般來說，對于溫度的控制精度可以達到士o. 5°c ±rc。 3、節(jié)能，經(jīng)濟性好。由于機組采用壓縮機變頻控制，送風(fēng)機采用電子調(diào)速方式，冷凝風(fēng)機采用分檔控制，并引入新風(fēng)冷卻功能，機組的節(jié)能措施全面、多樣化，通過先進的控制程序節(jié)能明顯，通過與常規(guī)恒溫空調(diào)機組對比節(jié)能達到30%以上。 4、綜合能效比高。整體式節(jié)能環(huán)保型空調(diào)機由于引入新風(fēng)冷卻功能，機組在常年運行時具有明顯的節(jié)能優(yōu)勢，因此，整個系統(tǒng)的綜合能效比較常規(guī)系統(tǒng)高， 一般要高25%以上。


圖1是整體式節(jié)能環(huán)保型基站空調(diào)機的系統(tǒng)原理圖。
圖2是整體式節(jié)能環(huán)保型基站空調(diào)機的構(gòu)造原理。
圖中，1、壓縮機，2、低壓儲液器，3、蒸發(fā)器，4、膨脹閥，5、冷凝器，6、單片機控制器，7、室內(nèi)溫度敏感元件，8、室內(nèi)高效無渦殼循環(huán)風(fēng)機，9、冷凝器風(fēng)機電機，10、冷凝器風(fēng)機，11、室外溫度敏感元件，12、新風(fēng)閥，13、噪聲濾波器，14、電流傳感器，15、整流濾波器，16、逆變換器，17、蒸發(fā)器出口溫度敏感元件，18、冷凝器出口溫度敏感元件，19、過濾器，20、電磁閥，A、進風(fēng)，B、送風(fēng)，C、回風(fēng)，D、新風(fēng)。
具體實施例方式
參照圖1、圖2，本整體式節(jié)能環(huán)保型基站空調(diào)機包括一個完整的封閉制冷循環(huán)回路；新風(fēng)冷卻裝置；一套完整的控制裝置。 制冷循環(huán)回路是由壓縮機1、低壓儲液器2、室內(nèi)蒸發(fā)器3、膨脹閥4和冷凝器5構(gòu)成，室內(nèi)蒸發(fā)器3配置室內(nèi)高效無渦殼循環(huán)風(fēng)機8，冷凝器5配置冷凝器風(fēng)機電機9和冷凝器風(fēng)機IO，室內(nèi)高效無渦殼循環(huán)風(fēng)機8和冷凝器風(fēng)機電機9均采用分檔調(diào)節(jié)或電子調(diào)速調(diào)節(jié)。壓縮機采用環(huán)保型R407C制冷劑。壓縮機1配置交流變頻器，變頻器由噪聲濾波器13、電流傳感器14、整流濾波器15、逆變換器16構(gòu)成。 控制裝置采用PID控制技術(shù)，主要包括控制系統(tǒng)的核心單片機控制器6，單片機控制器6的復(fù)數(shù)輸入控制端分別連接室內(nèi)溫度敏感元件7、室外溫度敏感元件11、蒸發(fā)器出口溫度敏感元件17和冷凝器出口溫度敏感元件18 ;單片機控制器6的復(fù)數(shù)輸出控制端分別與壓縮機1、膨脹閥4、室內(nèi)高效無渦殼循環(huán)風(fēng)機8、冷凝器風(fēng)機電機9、電流傳感器14和逆變換器16連接。 本實施例，室內(nèi)溫度敏感元件7安裝在回風(fēng)口處，用于檢測室內(nèi)的溫度；室外溫度敏感元件11安裝在新風(fēng)入口處，用于檢測室外的溫度；在風(fēng)冷冷凝器出口處設(shè)置了一個溫度敏感元件18以及在室內(nèi)蒸發(fā)器出口處設(shè)置了一個溫度敏感元件17，用于檢測系統(tǒng)的過冷度和過熱度。所述溫度敏感元件均與單片機控制器的輸入控制端連接。整個系統(tǒng)各種控制的實現(xiàn)，都是通過一個單片機控制器統(tǒng)一完成。系統(tǒng)在運行時，當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷減小時，由室內(nèi)溫度敏感元件、蒸發(fā)器出口溫度敏感元件發(fā)出信號給控制器，然后控制器發(fā)出信號給壓縮機的變頻器、膨脹閥、蒸發(fā)器或/和冷凝器風(fēng)機電機，變頻器將壓縮機運轉(zhuǎn)頻率降低，膨脹閥的開度也減小，蒸發(fā)器和冷凝器的風(fēng)機轉(zhuǎn)速或檔位相應(yīng)降低。 所述新風(fēng)冷卻裝置由新風(fēng)閥12和室內(nèi)循環(huán)高效無渦殼風(fēng)機8構(gòu)成，室內(nèi)循環(huán)高效無渦殼風(fēng)機8既是蒸發(fā)器3風(fēng)機，又是新風(fēng)引入風(fēng)機。在控制裝置的監(jiān)測及控制下，當(dāng)室外新風(fēng)溫度低于室內(nèi)溫度設(shè)定值達到或超過5°C (其數(shù)值根據(jù)室內(nèi)負(fù)荷的實際可增減調(diào)節(jié)，下同。例如，室內(nèi)溫度設(shè)定值2(TC，新風(fēng)溫度《15°C)時，壓縮機1和冷凝風(fēng)機電機9停止運行，新風(fēng)閥12轉(zhuǎn)向引入室外新風(fēng)，室內(nèi)高效無渦殼循環(huán)風(fēng)機8對基站內(nèi)設(shè)備進行通風(fēng)冷卻降溫；當(dāng)室外新風(fēng)溫度比室內(nèi)溫度高時，新風(fēng)閥12轉(zhuǎn)向關(guān)閉新風(fēng)，同時啟動冷凝風(fēng)機電機9和壓縮機1 ，通過室內(nèi)高效無渦殼循環(huán)風(fēng)機8對基站內(nèi)設(shè)備進行通風(fēng)冷卻降溫；當(dāng)室外新風(fēng)溫度低于室內(nèi)溫度，但低于設(shè)定值不足5°C (例如室內(nèi)溫度設(shè)定值為20°C ，新風(fēng)溫度為15-2(TC )時，自動調(diào)節(jié)新風(fēng)閥12的開度，在引入部分新風(fēng)的同時，自動調(diào)節(jié)冷凝風(fēng)機電機9和壓縮機1的功率，其制冷量用于補充新風(fēng)引入冷源的不足，從而，滿足室內(nèi)負(fù)荷的要求。
另外，本整體式節(jié)能環(huán)保型基站空調(diào)機，采用雙電源制式，雙電源制式為外部電源和基站內(nèi)部電源。外部電源為常規(guī)應(yīng)用，內(nèi)部電源為外部供電斷電時的應(yīng)用，這是一項普通機型無法實現(xiàn)的功能；控制系統(tǒng)結(jié)合機房內(nèi)DC48V工作電源，引入控制盤內(nèi)，將控制元件和執(zhí)行元件采用DC48V供電(壓縮機采用AC 380V除外)，一旦外線斷電，自動切換至機房供電，電控系統(tǒng)繼續(xù)工作，當(dāng)機房溫度高于室外溫度，新風(fēng)閥打開進行自然冷卻，緩解機房溫升，與此同時控制器提供報警信息，便于用戶及時處理。 制冷循環(huán)回路的功能是對系統(tǒng)進行制冷和冷凍除濕；新風(fēng)冷卻功能利用自然冷源(低溫新風(fēng))對室內(nèi)進行降溫，起到節(jié)能作用；控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)溫度的檢測和控制信號的傳輸，控制整個系統(tǒng)運行在合理的范圍內(nèi)。由于機組配置了壓縮機變頻控制、室內(nèi)循環(huán)高效無渦殼風(fēng)機、冷凝風(fēng)機采用電子調(diào)速方式或分檔控制方式，本發(fā)明較常規(guī)系統(tǒng)具有節(jié)能明顯和控制精度高等優(yōu)點，將具有很好的市場前景。 安裝時，將整體式節(jié)能環(huán)保型基站空調(diào)機置于室外，分別將回風(fēng)口 C和送風(fēng)口 B通過管道引入室內(nèi)即可，安裝方便。
權(quán)利要求
一種整體式節(jié)能環(huán)保型基站空調(diào)機，包括控制裝置和由依次連接的壓縮機(1)、低壓儲液器(2)、室內(nèi)蒸發(fā)器(3)、膨脹閥(4)和冷凝器(5)構(gòu)成的制冷循環(huán)回路，蒸發(fā)器(3)配置室內(nèi)循環(huán)高效無渦殼風(fēng)機(8)，冷凝器(5)配置冷凝器風(fēng)機電機(9)和冷凝器風(fēng)機(10)，其特征在于設(shè)置新風(fēng)冷卻裝置，所述新風(fēng)冷卻裝置由比例新風(fēng)閥(12)和室內(nèi)循環(huán)高效無渦殼風(fēng)機(8)構(gòu)成，室內(nèi)循環(huán)高效無渦殼風(fēng)機(8)既是蒸發(fā)器(3)風(fēng)機，又是新風(fēng)引入風(fēng)機，當(dāng)室外新風(fēng)溫度低于室內(nèi)溫度設(shè)定值時通過控制裝置控制停止壓縮機運行或降低運行功率，通過室內(nèi)無渦殼高效循環(huán)風(fēng)機引入新風(fēng)，打開新風(fēng)閥，并調(diào)節(jié)新風(fēng)閥開度以控制調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)機，其特征在于所述室外冷凝器風(fēng)機電機(9)為分檔控制電機，室內(nèi)循環(huán)高效無渦殼風(fēng)機(8)為電子調(diào)速無渦殼風(fēng)機。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的空調(diào)機，其特征在于當(dāng)采用全新風(fēng)冷卻時，室內(nèi)循環(huán)高效無渦殼風(fēng)機(8)和比例新風(fēng)閥(12)的控制為同步控制。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的空調(diào)機，其特征在于所述壓縮機(1)采用環(huán)保型R407C制冷劑，并配置變頻器，變頻器由依次連接的噪聲濾波器(13)、電流傳感器(14)、整流濾波器(15)和逆變換器(16)組成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的空調(diào)機，其特征在于所述控制裝置包括單片機控制器(6)，單片機控制器(6)的復(fù)數(shù)輸入控制端分別連接室內(nèi)溫度敏感元件(7)、室外溫度敏感元件(11) 、蒸發(fā)器出口溫度敏感元件(17)和冷凝器出口溫度敏感元件(18);單片機控制器(6)的復(fù)數(shù)輸出控制端分別與壓縮機(1)、膨脹閥(4)、室內(nèi)循環(huán)高效無渦殼風(fēng)機(8)、冷凝器風(fēng)機電機(9)、電流傳感器(14)和逆變換器(16)連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的空調(diào)機，其特征在于所述室內(nèi)循環(huán)高效無渦殼風(fēng)機(8)采用DC48V電源，在通訊基站外部電源斷電的情況下，通過基站內(nèi)部DC48V電源能引進新風(fēng)對基站內(nèi)部設(shè)備進行冷卻。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種整體式節(jié)能環(huán)保型基站空調(diào)機。包括控制裝置和由依次連接的壓縮機、低壓儲液器、室內(nèi)蒸發(fā)器、膨脹閥和冷凝器構(gòu)成的制冷循環(huán)回路，其特征在于設(shè)置新風(fēng)冷卻裝置，所述新風(fēng)冷卻裝置由比例新風(fēng)閥和室內(nèi)循環(huán)高效無渦殼風(fēng)機構(gòu)成，室內(nèi)循環(huán)高效無渦殼風(fēng)機既是蒸發(fā)器風(fēng)機，又是新風(fēng)引入風(fēng)機。當(dāng)室外新風(fēng)溫度低于室內(nèi)溫度設(shè)定值時，通過控制裝置控制停止壓縮機運行或降低運行功率，通過室內(nèi)無渦殼高效循環(huán)風(fēng)機引入新風(fēng)，打開新風(fēng)閥，并調(diào)節(jié)新風(fēng)開度以達到控制室內(nèi)溫度和節(jié)能的目的，同時，壓縮機采用環(huán)保型R407C制冷劑及變頻器技術(shù)。較常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)具有節(jié)能明顯、控制精度高、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點，有較好的市場前景。
文檔編號F24F11/00GK101769576SQ201010115070
公開日2010年7月7日 申請日期2010年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者劉隆川, 林標(biāo)新, 江輝民, 許明松, 鄭澤順, 陳政文, 陳煜佳 申請人:廣東吉榮空調(diào)有限公司