專利名稱：一種用于機房的空調器及其控制方法
技術領域：
本發明涉及一種用于機房的空調器及其控制方法。
背景技術：
一般機房用空調不分地域全年都要工作，為機房做降溫處理，完全靠壓縮機制冷 的方法降溫的機房空調已不適應節能減排的要求。目前有些機房空調已有換新風的功能， 通過感知室內外溫濕度環境直接引入冷風降溫同時排出熱風。一般有兩個通道通向室外， 一個吸入冷風，一個排出熱風。在進行換新風時，常見的做法是引入的冷風在從室內出風口送入室內之前與室內 熱空氣完全隔絕，不進行混合，但這種簡單處理的方法有兩個弊端，一是由于機房內的設備 常年發熱，空氣又不流通，超低溫冷風直接吹入室內極易產生冷凝水，冷凝水會引起電源短 路，造成災害或設備故障。二是室內空氣對流程度不夠導致降溫效果不好。而當開通熱風 通道使超低溫冷風與熱空氣混合時，如果排風通道與引入的熱風有通道相通，會導致室內 循環風機直接從排風口吸入室外冷風，室外冷風與室內熱風不能正常交換會導致室內溫度 分布不均，引起局部過熱。
發明內容
本發明的目的旨在提供一種能夠引進室外空氣進行降溫，同時在室外冷風溫度很 低時提供一個冷熱風混合后，再將適宜溫度的冷風送入室內降溫的用于機房的空調器及其 控制方法，以克服現有技術中的不足之處。按此目的設計的一種用于機房的空調器，包括壓縮機、控制器、分別設置在機房墻 體內外側的室內機和室外機，墻體上設置有排風窗和進風窗；室外機包括冷凝器和室外風 機；室內機包括設置有進風口和出風口的箱體，箱體內部設置有連通進出風口的進風通道； 進風通道內設置有蒸發器，以及對應進風口設置有自動控制門，其結構特征是排風窗設置 有排風通道，排風通道中設置有排風風機和排風自動門；進風窗設置有與進風通道連通的 吸冷風通道，吸冷風通道中設置有進風自動門；室內機還包括用于室內循環風和引進室外 空氣共同使用的室內風機，室內風機設置在進風通道中。所述排風通道一端與排風窗連接，另一端與室內空間連通，排風通道表面對應排 風風機設置有側面開孔。當排風自動門和自動控制門都打開時，室內風機不會從排風自動 門吸入冷風。所述自動控制門、排風自動門和進風自動門分別通過驅動機構與控制器電連接。 其中，各個門的開度均可通過驅動機構控制。所述壓縮機設置在室內機箱體中，進風口附近設置有室內溫度傳感器，室外機表 面或附近設置有室外溫濕度傳感器。所述進風口處和/或吸冷風通道中設置有過濾網。一種用于機房的空調器的控制方法，其特征是設定室外設定溫度值為T4、室外濕
4度設定最小值a 1、室外濕度設定最大值a 2;控制器讀取室外設定溫度值T4、室外濕度 設定最小值a 1、濕度設定最大值a 2及室外溫濕度傳感器檢測的室外溫度值和室外濕度 值；當室外溫度值<T4、al<室外濕度值< a 2時，控制器關閉空調器壓縮機和室外風 機，開啟進風自動門、排風自動門、室內風機和排風風機；當室外濕度值< a 1、室外濕度值 ^ a 2，或者室外溫度> T4時，關閉排風風機、排風自動門和進風自動門，開啟壓縮機、室外 風機和室內風機。設定凝露溫度值為T1、比T1稍高一點的凝露保護溫度為T1+0 ；控制器讀取凝露 溫度值為T1及室內溫度傳感器檢測的室內溫度值；當a 1 <室外濕度值< a2、室外溫度 值< T4、室內溫度值≤T1+0時，進風自動門開度減小，自動控制門開度加大；當進風自動 門的開度減至極限仍不能使室內升溫，則關閉進風自動門、排風自動門和自動控制門，開啟 室內風機，使室內空氣自循環，提升室內溫度。1°C≤β≤2°C。設定室內設定溫度值Ts、室內最高允許溫度Ts+ y ；控制器讀取室內設定溫度值 Ts及室內溫度傳感器檢測的室內溫度值；當T1+0 <室內溫度值<Ts+Y時，進風自動門 和自動控制門的開度保持不變維持室內溫度；當室內溫度值時，進風自動門的開 度加大，自動控制門的開度減小，使室內降溫；當進風自動門的開度達到極限仍不能使室 內降溫，則關閉進風自動門、排風自動門和排風風機，打開自動控制門，啟動壓縮機制冷。
2°C≤y ≤3°C。每隔T分鐘對室內外溫濕度做一次檢測，進風自動門和自動控制門的開度要根據 室內外溫度的變化情況做調整。3min ≤T≤5min。本發明能夠引進室外空氣進行降溫，能避免室外超低溫冷風直接吹入室內對機房 設備可能造成的損壞或故障，能防止從排風口吸入冷風，保障室內外空氣正常交換，能使用 自動控制方式在壓縮機制冷和換新風制冷兩種方式之間切換。具體是結合自動控制系統， 借助三個門的不同開度組合可以保證機房設備不致產生凝露而引起短路或故障。另外在結 構上隔絕冷熱風道，保證換新風功能在各種情況下能正常進行。該結構簡單合理、成本低、 安全有效、控制方法可靠性高。
圖1為本發明一實施例結構示意圖。圖2為本發明剖視結構示意圖。圖3為室內外空氣正常交換的工作狀態示意圖。圖4為室外空氣濕度值與換新風功能邏輯關系示意圖。圖5-圖8為本發明多個工作狀態結構示意圖。圖9為本發明控制流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述。參見圖1和圖2，一種用于機房的空調器，包括壓縮機20、控制器、分別設置在機房 墻體2內外側的室內機6和室外機4，墻體上設置有排風窗3和進風窗1 ；室外機包括冷凝 器和室外風機；室內機包括設置有進風口 13和出風口 21的箱體，箱體內部設置有連通進出
5風口的進風通道16 ；進風通道內設置有蒸發器18，以及對應室內進風口設置有自動控制門 15。排風窗3設置有排風通道11，排風通道中設置有排風風機12和排風自動門10 ；進風 窗1設置有與進風通道16連通的吸冷風通道7，吸冷風通道中設置有進風自動門8 ；室內機 還包括用于室內循環風和引進室外空氣共同使用的室內風機19，室內風機設置在進風通道 中。排風通道11 一端與排風窗3連接，另一端與室內空間連通，排風通道表面對應排 風風機12設置有側面開孔。自動控制門15、排風自動門10和進風自動門8分別通過驅動 機構與控制器電連接。壓縮機20設置在室內機6箱體內下部，進風口 13設置在箱體頂部， 其附近設置有室內溫度傳感器31，出風口 21設置在箱體下部前側，室外機4表面設置有室 外溫濕度傳感器30。進風口 13處和吸冷風通道7中分別設置有第一過濾網14和第二過濾 網9。參見圖3，為室內外空氣正常交換的工作狀態示意圖，此狀態壓縮機關閉，室內風 機19開啟，自動控制門15、排風自動門10和進風自動門8全部打開。參見圖4，為換新風濕度控制邏輯關系圖，圖中，室外濕度設定最小值a 1、室外濕 度設定最大值a 2。當室外濕度值彡a 1時，換新風功能關閉(即關閉排風風機、排風自動 門和進風自動門)，開啟壓縮機，見圖5;當al<室外濕度值< a2時，關閉壓縮機，換新風 功能開啟(即開啟進風自動門、排風自動門、室內風機和排風風機)，見圖7 ；當室外濕度值 彡a 2時，同樣換新風功能關閉，開啟壓縮機，見圖5。本發明考慮機房室內的設備對濕度是有要求的，當濕度太高(比如90% )時容易 產生冷凝水，冷凝水會造成電路短路損壞設備或造成故障，當濕度太低(比如10%以下)時 容易產生靜電，機房設備也不安全。所以換新風時應設置室外濕度值在某一合適的范圍。比 如20%到80%之間比較合理。參見圖5，此時壓縮機打開，室內風機工作，通向室外的排風通道內的排風自動門 和吸冷風通道內的進風自動門關閉，室內機內部的進風通道內的自動控制門打開，室內熱 空氣經進風口、自動控制門進入蒸發器(熱交換器)降溫后由室內風機從出風口吹出。參見圖6，此時室外空氣溫度接近換新風的開啟溫度，冷風進入室內制冷的效果不 佳，為保證吸入最大量的室外冷風制冷，將自動控制門關閉，進風自動門開到最大，排風自 動門打開，同時打開排風風機排出室內熱風。參見圖7，這時第二過濾網9有風阻作用，進風自動門方向和自動控制門方向的風 量不可同等比較，冷風和熱風混合，混合后的溫度適中，再吹入室內降溫在此情況下進風自動門、自動控制門的開度變化趨勢有三種情況(1)當室外溫度很低(比如-10°C或-10°C以下)室內溫度也很低(<Tl+3即 接近凝露點溫度)時，換新風很少的冷風進入室內就能達到制冷效果，這時要加大自動控 制門的開度，減小進風自動門的開度，使室內溫度升高，這樣可使室溫不致降到凝露點溫度 以下。如果進風自動門開度減到關閉室內溫度仍有下降趨勢，則關閉進風自動門、排風自動 門，打開自動控制門使室內空氣內循環(見圖8)，使室溫遠離凝露點溫度。(2)當室外溫度接近換新風的啟動溫度T4(比如15°C左右)，室內溫度較高，接近 Ts+Y，這時減小自動控制門的開度，增大進風自動門的開度，使室內溫度降低。遠離室內最 高允許溫度Ts+ y。
如果自動控制門的開度減到關閉，進風自動門開到最大，室內溫度仍有上升趨勢， 則關閉進風自動門、排風自動門打開自動控制門啟動壓縮機制冷(見圖5)。(3)當T1+0 <室內溫度值<Ts+Y時，維持進風自動門、自動控制門的開度不變。當冷熱氣流混合時必須保證排風窗處的氣流與從室內進風口進入室內機內部的 氣流互不相通，否則，由于第二過濾網9的風阻作用，室內風機將有可能從排風通道吸入冷 風，導致室內熱風出不去。參見圖8，當換新風制冷使室內溫度很低，低至接近凝露點溫度T1并且由檢測數 據可知進風自動門的開度已最小，自動控制門的開度已最大但仍不能使室內溫度升溫，此 時關閉進風自動門、排風自動門，關閉排風風機，完全打開自動控制門使室內空氣內循環， 讓室內空氣升溫遠離凝露點溫度。參見圖9，其控制方法是設定室外設定溫度值為T4、室外濕度設定最小值a 1、室 外濕度設定最大值a 2、凝露溫度值為T1、比T1稍高一點的凝露保護溫度為T1+0、室內設 定溫度值Ts、室內最高允許溫度Ts+Y ；檢測的室外溫度值、室外濕度值和室內溫度值。空調器開始運行，讀取室外設定溫度值T4(當室外溫度值達到T4或低于T4時啟 動換新風，T4取24°C以下的環境溫度中的某一值，優選22°C )，室內設定溫度值Ts，室內保 護溫度值可取2°C或;TC)，室外濕度設定最小值a 1、室外濕度設定最大值a 2、 凝露溫度值T1 (濕冷空氣遇熱時易產生冷凝水，機房環境下冷凝溫度一般可在15°C或15°C 以下取值)，室內凝露保護溫度值T1+3 可取1°C或2°C)，檢測室外溫度值，檢測室外濕 度值。當室外濕度值彡a 1，或者，室外濕度值> a 2時，關閉進風自動門、排風自動門， 打開自動控制門打開壓縮機制冷，此時不宜送入冷風進入室內，空氣太干燥容易產生靜電， 太潮濕容易形成凝露水。室外溫度值> T4時，關閉進風自動門、排風自動門打開自動控制門打開壓縮機制 冷。當al<室外濕度值< a 2，室外溫度值<T4時，關閉壓縮機，進入換新風制冷 狀態，根據T4的具體值進風自動門和自動控制門有一個初始開度值。比如，當室外溫度 為-25°C或更低時進風自動門的開度為1/6，而當室外溫度在-25°C至-10°C范圍時，進風自 動門的開度為1/5等等，相應地，根據制冷功率的要求和室內風機的工作狀態要求來計算， 自動控制門也有一個相對應的合適的開度。此后，每隔T分鐘(T可取3至5分鐘)對室內 外溫濕度做一次檢測，進風自動門和自動控制門的開度要根據室內外溫度的變化情況做調 整，程序會做如下處理當室內溫度值彡T1+0時，室內溫度太低時容易產生冷凝水，關閉進風自動門、排 風自動門，打開自動控制門進行室內空氣循環升溫，不使室內溫度太低。當室內溫度值>Tl+3時，此時分兩種情況(1)當室內溫度值彡Ts+Y時，室內溫度很高，加大進風自動門開度吸冷風，同時 減小自動控制門開度，使室內溫度盡快降溫。當增大進風自動門的開度到極限仍不能使溫度降下來時，關閉進風自動門、排風 自動門，打開自動控制門轉壓縮機制冷。只要進風自動門的開度沒有到達極限，而室內溫度 仍在這一區間就會加大進風自動門的開度，同時降低自動控制門的開度使室內降溫。
(2)當Tl+0 <室內溫度值<Ts+Y時，室內溫度不高不低很適宜，此時保持進風 自動門、自動控制門的開度不變，只要室內溫度在此范圍內就保持開度不變。
權利要求
一種用于機房的空調器，包括壓縮機(20)、控制器、分別設置在機房墻體(2)內外側的室內機(6)和室外機(4)，墻體上設置有排風窗(3)和進風窗(1)；室外機包括冷凝器和室外風機；室內機包括設置有進風口(13)和出風口(21)的箱體，箱體內部設置有連通進出風口的進風通道(16)；進風通道內設置有蒸發器(18)，以及對應進風口設置有自動控制門(15)，其特征是排風窗設置有排風通道(11)，排風通道中設置有排風風機(12)和排風自動門(10)；進風窗設置有與進風通道連通的吸冷風通道(7)，吸冷風通道中設置有進風自動門(8)；室內機還包括用于室內循環風和引進室外空氣共同使用的室內風機(19)，室內風機設置在進風通道中。
2.根據權利要求1所述用于機房的空調器，其特征是所述排風通道(11)一端與排風窗 (3)連接，另一端與室內空間連通。
3.根據權利要求1所述用于機房的空調器，其特征是所述自動控制門(15)、排風自動 門(10)和進風自動門(8)分別通過驅動機構與控制器電連接。
4.根據權利要求1所述用于機房的空調器，其特征是所述壓縮機(20)設置在室內機 (6)箱體中，進風口(13)附近設置有室內溫度傳感器(31)，室外機(4)表面或附近設置有 室外溫濕度傳感器(30)。
5.根據權利要求1至4任一項所述用于機房的空調器，其特征是所述進風口(13)處和 /或吸冷風通道(7)設置有過濾網。
6.一種根據權利要求4所述用于機房的空調器的控制方法，其特征是設定室外設定溫 度值為T4、室外濕度設定最小值a 1、室外濕度設定最大值a 2 ；控制器讀取室外設定溫度 值T4、室外濕度設定最小值a 1、濕度設定最大值a 2及室外溫濕度傳感器(30)檢測的室 外溫度值和室外濕度值；當室外溫度值< T4、a 1 <室外濕度值< a 2時，控制器關閉空調器壓縮機(20)和室 外風機，開啟進風自動門(8)、排風自動門(10)、室內風機(19)和排風風機(12)；當室外濕度值彡a 1、室外濕度值彡a 2，或者室外溫度彡T4時，關閉排風風機(12)、排 風自動門(10)和進風自動門(8)，開啟壓縮機(20)、室外風機和室內風機(19)。
7.根據權利要求6所述用于機房的空調器的控制方法，其特征是設定凝露溫度值為 T1、比T1稍高一點的凝露保護溫度為T1+0 ；控制器讀取凝露溫度值為T1及室內溫度傳感 器(31)檢測的室內溫度值；當al<室外濕度值< 0 2、室外溫度值<14、室內溫度值彡11+0時，進風自動門(8) 開度減小，自動控制門(15)開度加大；當進風自動門(8)的開度減至極限仍不能使室內升溫，則關閉進風自動門、排風自動 門(10)和自動控制門(15)，開啟室內風機(19)，使室內空氣自循環，提升室內溫度。
8.根據權利要求7所述用于機房的空調器的控制方法，其特征是設定室內設定溫度值 Ts、室內最高允許溫度Ts+Y ；控制器讀取室內設定溫度值Ts及室內溫度傳感器(31)檢測 的室內溫度值；當T1+3 <室內溫度值<Ts+Y時，進風自動門⑶和自動控制門(15)的開度保持不 變維持室內溫度；當室內溫度值時，進風自動門⑶的開度加大，自動控制門(15)的開度減小， 使室內降溫；當進風自動門(8)的開度達到極限仍不能使室內降溫，則關閉進風自動門、排風自動 門(10)和排風風機(12)，打開自動控制門(15)，啟動壓縮機(20)制冷。
9.根據權利要求8所述用于機房的空調器的控制方法，其特征是每隔T分鐘對室內外 溫濕度做一次檢測，進風自動門(10)和自動控制門(15)的開度要根據室內外溫度的變化 情況做調整。
10.根據權利要求9所述用于機房的空調器的控制方法，其特征是2°C≤y ≤ 3°C,3min ≤ T ≤ 5min。
全文摘要
一種用于機房的空調器及其控制方法，包括壓縮機、控制器、分別設置在機房墻體內外側的室內機和室外機，墻體上設置有排風窗和進風窗；室外機包括冷凝器和室外風機；室內機包括設置有進風口和出風口的箱體，箱體內部設置有連通進出風口的進風通道；進風通道內設置有蒸發器，以及對應進風口設置有自動控制門，其排風窗設置有排風通道，排風通道中設置有排風風機和排風自動門；進風窗設置有與進風通道連通的吸冷風通道，吸冷風通道中設置有進風自動門；室內機還包括用于室內循環風和引進室外空氣共同使用的室內風機，室內風機設置在進風通道中。本發明能夠引進室外空氣進行降溫，能避免室外超低溫冷風直接吹入室內對機房設備可能造成的損壞或故障。
文檔編號F24F7/007GK101846361SQ201010186468
公開日2010年9月29日 申請日期2010年5月21日 優先權日2010年5月21日
發明者李向陽, 程竑理, 謝里達, 韓建偉 申請人:廣東美的電器股份有限公司