CN102573404A - 机柜专用空调器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种机柜专用空调器及其控制方法，机柜专用空调器包括空调柜体及电气控制***。空调柜体包括由蒸发器、冷凝器、压缩机及隔板组件组成的内循环换热***及外循环换热***。隔板组件包括可翻转开启的风门及驱动风门翻转开启的风门驱动电机。风门处于翻转开启状态下将机柜内与外界连通以排出有害气体。风门处于闭合状态下，形成上述内循环换热***及外循环换热***进行制冷。有害气体的排出具有手动工作模式和/或自动工作模式，当手动工作模式和/或自动工作模式被激活，则电气控制***驱动风门驱动电机进而驱动风门翻转开启以排出有害气体。本发明通过不同的有害气体排出的工作模式及可翻转风门实现有害气体的及时排出，保证机柜的正常可靠运行。

Description

机柜专用空调器及其控制方法

技术领域

 本发明涉及一种空调器，尤其涉及一种机柜专用空调器及其控制方法。

背景技术

随着我国电信业务的不断发展，电信网络覆盖和容量不断增加，为了保证通讯基站在市电停电时还能正常稳定地运行，就必须配备蓄电池进行供电。蓄电池在25℃的温度条件下，最长使用寿命可达10～15年，环境温度每升高10℃，寿命将缩减一半。因此，为了延长蓄电池的使用寿命，确保通讯基站内各电子设备的稳定工作，就必须对蓄电池进行降温冷却。蓄电池保温柜专用空调器是一种有效的控温解决方案。然而蓄电池在存放及工作中会有氢气及酸气等不安全气体产生，如果不能及时将氢气及酸气排出，则容易引起危险。

目前，广泛应用在蓄电池降温方面的控温设备不具备定时排放有害气体的功能，仅是通过在机柜上安装风扇及通风孔进行定时通风排气的。这种方式一方面很容易将柜外空气中的灰尘及杂质带入到机内，时间长了一些灰尘杂质就会附着在机内仪器设备的表面影响其使用寿命，对整个通讯网络的稳定运行产生极为不利的影响；另一方面，由于在机柜上开有通风孔则漏热较大，不利于保温。此外，不只是蓄电池保温柜应用的时候会产生有害气体，其他类型的机柜同样会有这样的问题产生，都是需要考虑改善的。

因此，有必要对现有机柜专用空调器进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机柜专用空调器，其能够及时排出有害气体，保证运行安全。

本发明又一目的在于提供一种机柜专用空调器控制方法，其能够及时有效排出有害气体，保证运行安全。

为实现上述目的，本发明是关于一种机柜专用空调器，其包括一种机柜专用空调器，其可排出机柜内的有害气体，其包括空调柜体及电气控制***；空调柜体包括由蒸发器、冷凝器、压缩机及隔板组件组成的内循环换热***及外循环换热***；其特征在于：隔板组件包括可翻转开启的风门及驱动风门翻转开启的风门驱动电机；风门处于翻转开启状态下将机柜内与外界连通以排出有害气体；风门处于闭合状态下，形成上述内循环换热***及外循环换热***进行制冷；有害气体的排出具有手动工作模式和/或自动工作模式，当手动工作模式和/或自动工作模式被激活，则电气控制***驱动风门驱动电机进而驱动风门翻转开启以排出有害气体。

作为本发明的进一步改进，所述有害气体排出的手动工作模式为人工设定每次排气时间或者触发一键式排气模式进行排气。

作为本发明的进一步改进，所述自动工作模式包括主动排气模式、被动排气模式及主动排气和被动排气混合模式，其中，三种模式择一运行。

作为本发明的进一步改进，所述电气控制***还具有气氛传感器以感测机柜内的有害气体浓度，其中主动排气模式为有害气体浓度高于第一设定值后驱动风门驱动电机及风门翻转开启进行排气，有害气体浓度低于第二设定值后关闭风门及风门驱动电机停止排气。

作为本发明的进一步改进，所述被动排气模式为在根据设定的排气间隔时间和每次排气时间，实现周期性排气。

作为本发明的进一步改进，所述混合排气模式为在同时设定激活主动排气模式的第一设定值、第二设定值及被动排气模式的排气间隔时间及排气时间。

作为本发明的进一步改进，所述风门于前后方向间隔设置于蒸发器与冷凝器之间，其旋转开启后分别抵设于蒸发器上部及冷凝器下部。

作为本发明的进一步改进，还具有风门限位开关安装于风门驱动电机及风门之间，其可以调节风门位置防止风门开启及关闭时旋转过位。

作为本发明的进一步改进，所述电气控制***包括人机界面、至少包括通讯接口的连接器组件及电性连接人机界面及连接器组件的电路板，其中工作模式的设定可以通过人机界面进行现场设定或者通过通讯接口由上位机远程设定。

为实现本发明又一发明目的，本发明是关于一种机柜专用空调器控制方法用以排出机柜内的有害气体。机柜专用空调器包括空调柜体及电气控制***。空调柜体包括由蒸发器、冷凝器、压缩机及隔板组件组成的内循环换热***及外循环换热***。隔板组件包括可翻转开启的风门及驱动风门翻转开启的风门驱动电机。风门处于翻转开启状态下将机柜内与外界连通以排出有害气体。风门处于闭合状态下，形成上述内循环换热***及外循环换热***进行制冷。有害气体的排出具有手动工作模式和/或自动工作模式。机柜专用空调器控制方法包括步骤：

1）上电：对机柜专用空调器通电；

2）自检：电气控制***进行自检，如失败则进行故障处理程序；

3）判断有害气体排出的自动工作模式和/或手动工作模式是否被激活，如自动工作模式和/或手动工作模式被激活，则根据设定条件驱动风门驱动电机进而驱动风门旋转开启将有害气体排出，否则关闭风门和风门驱动电机，停止排气。

本发明的有益效果是：通过有害气体排出的不同工作模式及风门的开启关闭，将机柜内产生的有害气体排出确保机柜的运行安全。

附图说明

图1是本发明机柜专用空调器的立体组合图。

图2是本发明机柜专用空调器另一角度的立体组合图，其中前面板拆除以示出内部结构。

 图3是本发明机柜专用空调器的空调柜体的部分立体分解图。

图4是本发明机柜专用空调器的空调柜体的另一角度的部分立体分解图。

图5是本发明机柜专用空调器的空调柜体的风门闭合状态下的部分立体组装图。

图6是图5所示结构的侧视图，其示出风门闭合状态下的气体流向。

图7为风门开启过程及风门闭合两种状态下的放大示意图。

图8是本发明机柜专用空调器的空调柜体的风门开启状态下的部分立体组装图，并示出气体流向。

图9是风门驱动电机与风门配合部分的放大视图。

图10是本发明机柜专用空调器控制方法的流程图。

具体实施方式

请参阅图1至图4，本发明机柜专用空调器100包括呈矩形的空调柜体及组设于空调柜体内并控制空调柜体在不同模式下运行的电气控制***1。于本发明优选实施方式中，该机柜专用空调器100用于为蓄电池保温柜（未图示）实现制冷，保证蓄电池保温柜以一定的温度正常运行。然而，本发明机柜专用空调器100并不仅限于应用于蓄电池保温柜，其还可以应用于其他可适用本发明机柜专用空调器100实现制冷功能的机柜。下述仅以蓄电池保温柜为例进行说明，但是不应限于仅应用于蓄电池保温柜。本发明机柜专用空调器100可以作为柜内机完全隐设安装于蓄电池保温柜的柜门内，此时，蓄电池保温柜的柜门开设有柜内侧进风口及柜外侧进风口（未图示）。本发明机柜专用空调器100还可以半嵌式安装于蓄电池保温柜的柜门上，此时蓄电池保温柜的柜门开设有收容空间让机柜专用空调器100穿过并部分突出于蓄电池保温柜的柜门外。此时，机柜专用空调器100于前面板35开设有柜外侧进风口351及柜外侧出风口352（请参阅图4）。需要说明的是，上述柜内侧即为本发明机柜专用空调器100的蒸发侧，柜外侧即为本发明机柜专用空调器100的冷凝侧，以下说明中的柜内侧及柜外侧均与此处具有相同定义。

电气控制***1包括手操器（人机界面）10、若干连接器组件12及分别与手操器（人机界面）10、连接器组件12电性连接的电路板14。 手操器10具有显示部及操作模式设置部，提供客户根据不同需求对机柜专用空调器100的运行模式进行选择并设定条件。连接器组件12至少包括电源接口（未标号）、用于远程控制及信号传输的通讯接口（未标号）及其他电连接器。

空调柜体内设置有气氛传感器，其与电路板14电性连接并将空调柜体内的气体浓度信号传回。

空调柜体包括由隔板组件4、外壳体3和/或蓄电池保温柜的柜门共同分隔形成的内循环换热***21及外循环换热***22。

外壳体3包括分别于其上部及下部开设有柜内侧进风口311及柜内侧出风口312的后盖板31、一对侧板32、底座34、顶盖33及前盖板35。这些组件互相螺锁或者铆接连接成为外壳体3。面对蓄电池保温柜内部的后盖板31于柜内侧出风口312后部还可以组设有滤尘罩（未图示）用以将柜内侧进风口311引入的热空气制冷后滤尘然后排入蓄电池保温柜。

内循环换热***21包括隔板组件4、后盖板31、组装于后盖板31上部并对正柜内侧进风口311的柜内侧风机5、及组装于后盖板31并位于柜内侧进风口311与柜内侧出风口312之间的蒸发器6。在需要压缩机9的工作模式中，蓄电池保温柜内的热空气从柜内侧进风口311由柜内侧风机5引入内循环换热***21内，然后经过蒸发器6内的制冷剂（冷媒）的冷却后从柜内侧出风口312排出至蓄电池保温柜内部，从而降低蓄电池保温柜内部的温度。柜内侧风机5面对柜内侧进风口311设置，其作用在于使得进入内循环换热***21中的热空气导向蒸发器6以进行冷却，并进一步导向柜内侧出风口312从而排到蓄电池保温柜的内部空间。因此蒸发器6的位置位于柜内侧进风口311与柜内侧出风口312形成的风道之间。

外循环换热***22包括隔板组件4、前盖板35、与柜外侧出风口对正的冷凝器7、组装于外壳体3的底座34上且并列放置的柜外侧风机8及压缩机9。外壳体3的前盖板35开设有位于下部的柜外侧进风口351及位于上部的柜外侧出风口352。

同理，在需要压缩机9的工作模式中，蓄电池保温柜外空气从柜外侧进风口351经柜外侧风机8进入外循环换热***22内，并被引导至冷凝器7处。经过冷凝器7后的蓄电池保温柜外空气变成温度升高的热风，然后经柜外侧出风口排到柜外空间。冷凝器7用于与蓄电池保温柜外空气进行热交换，将在内循环换热***21内变热的制冷剂（冷媒）的热量释放给蓄电池保温柜外空气从而将冷却后的制冷剂（冷媒）送回至内循环换热***21内继续冷却机柜内热空气。因此，冷凝器7的位置设置应该在柜外侧进风口351及柜外侧出风口352形成的风道之间，在本发明的优选实施方式中，冷凝器7设置于对正柜外侧出风口352处。

需要说明的是，本发明制冷剂的相变过程如下：低温低压的液态或者气液两相制冷剂在内循环换热***22的蒸发器6内对机柜内热空气进行冷却后温度升高，变成高温低压的气态制冷剂。然后通过管路输送至压缩机9内被压缩成高压高温的气态制冷剂，然后进入冷凝器7内被外部空气冷却成低温高压的液态制冷剂，最后经过膨胀阀释放成为低温低压的制冷剂然后输送回到蒸发器6内吸收机柜内热空气的热量重新转变为低压高温的制冷剂，重复上述循环过程。

在低温低压的制冷剂进入蒸发器6内吸收蓄电池保温柜的内部空气进行吸热的过程中，蒸发器6由于温度很低，表面会产生凝露现象，并汇聚成冷凝水流。

请参阅图5至图9，此外，本发明机柜专用空调器100的隔板组件4还设置有风门41及驱动该风门41开启或者关闭的风门驱动电机42。于本发明的优选实施方式中，该风门驱动电机42为一步进电机，然而其并不限于步进电机，直流电机均涵盖在内。该风门41位于隔板组件4的下部，其于前后方向上间隔设置于冷凝器7及蒸发器6之间，于高度方向上位于冷凝器7下部及蒸发器6上部位置处，因此其可在风门驱动电机42的驱动下，旋转开启至抵靠冷凝器7下部及蒸发器6上方。此时，蓄电池保温柜外的低温空气经柜外侧进风口351后被柜外侧风机8引入外循环换热***22后沿隔板组件4向上流动并流经风门41下表面后经蒸发器6进入蓄电池保温柜内；同时，蓄电池保温柜内的热空气经空调柜体的柜内侧风机5后沿隔板组件4向下流动并流经风门41上表面后向上经冷凝器7及柜外侧出风口352强制排出空调柜体外。风门41沿长度方向的两侧中部分别向外延伸形成圆柱状销体410，其中一个销体410收容风门驱动电机42的电机轴（未标号）从而与风门驱动电机42枢接连接，另一销体410枢接收容于设置于隔板组件4上的卡钩（未标号）内，因此风门驱动电机42收到电气控制***1发出的指令信号后，可以驱动风门41旋转至指定位置。本发明机柜专用空调器100还具有安装于风门驱动电机42及风门41之间的限位开关43，即微动开关，其用来调节风门41位置，防止风门41在开启及关闭时旋转过位。

需要说明的是，机柜专用空调器100内循环换热***21通过柜内侧风机5正反安装可实现柜内侧进风口311、柜内侧出风口312互换。同时，当风门41处于开启状态时，如果柜内侧风机5为正装，则柜内侧为上出风、下进风结构，机柜专用空调器100整体采用的是主动进风被动排气技术，蓄电池保温柜内属于正压状态，新风引进后，柜内有害气体排出，其采用的压力送风进入蓄电池保温柜内的正压设计及可靠的过滤装置能有效保证蓄电池保温柜的洁净度。相反，如果柜内侧风机5为反装，则机柜内侧为上进风、下出风结构，采用的是主动排气被动进风技术，蓄电池保温柜内属于负压状态，先排出有害气体，然后新风被吸入。

本发明机柜专用空调器100的有害气体排出共有如下四种工作模式：

1、主动排气：于蓄电池保温柜100内设置有气氛传感器/氢传感器以监测有害气体含量。该气氛传感器可以监测氢气的含量，也可以监测其他有害气体的含量，例如酸气。当有害气体含量高于第一设定值后，气氛传感器发送信号给电气控制***1，然后电气控制***1自动驱动风门驱动电机42以开启风门41自动排氢气或酸气等有害气体，此时压缩机9停止工作，制冷***关闭。当有害气体含量低于第二设定值后，风门41关闭，排气程序结束。于本发明优选实施方式中，该第一设定值为1%~5%，优选为4%。第二设定值为0%~3%，优选为0%。当然，于其他优选实施方式中，该第一设定值范围及第二设定值范围并不仅限于上述范围。

2、被动排气/定时排气：客户可以自行在手操器10上设置排气间隔时间及每次排气时间。到达设定条件后，电气控制***1会自动发出驱动信号给风门驱动电机42以驱动风门41翻转，正压挤出蓄电池保温柜内的气体，此时压缩机9停止工作，制冷***关闭。到达设定的排气时间后，风门41闭合，排气程序结束。如此，可以实现周期性排气。本发明手操器（人机界面）10可供选择设定30分钟~100小时的排气间隔时间，默认值为24小时。可供选择设定20秒~300秒的排气时间，默认值为60秒。然而，其并不限于仅于该范围内进行设定。

3、混合排气：客户可以综合主动排气和被动排气两种工作模式对机柜专用空调器100进行排气设置。

4、手动排气：通过对手操器（人机界面）10上的按键操作随时激活排气程序，排气时间可在30秒~15分钟之间设定，默认值为3分钟。手操器（人机界面）10还设置有一键式排气按钮，其可以触发设定好的排气程序，进行排气。

其中工作模式1、2、3均为自动工作模式，择一存在，工作模式4为手动工作模式，可以和工作模式1或2或3共同存在，作为自动工作模式的补充。此外，工作模式1~4均可以通过通讯接口实现远程操控及设定，启动不同的工作模式以排出有害气体。

请参阅图10并结合图1至图9，本发明机柜专用空调器100的有害气体排出的控制方法包括步骤：

1）上电：对机柜专用空调器100通电；

2）自检：电气控制***进行自检；

3）如自检失败，则执行故障处理程序，以排除故障；

4）如自检成功，则判断：

5）主动排气工作模式是否激活？如否，则关闭风门41和柜内侧风机5，停止排气；

5.1）如主动排气工作模式被激活，则判断有害气体浓度是否大于第一设定值，如否，则关闭风门41和柜内侧风机5，停止排气；

5.2）如有害气体浓度大于第一设定值，则打开风门41和柜内侧风机5，开始排气；

5.3）判断有害气体浓度是否小于第二设定值，如否，则继续步骤5.2，继续排气；

5.4）如有害气体浓度小于第二设定值，则关闭风门41和柜内侧风机5，停止排气；

6）定时排气工作模式是否激活？如否，则关闭风门41和柜内侧风机5，停止排气；

6.1）如定时排气工作模式被激活，则判断是否到排气间隔？如否，则关闭风门41和柜内侧风机5，停止排气；

6.2）如到排气间隔，则打开风门41和柜内侧风机5，开始排气；

6.3）判断排气时间是否到，如否，则继续步骤6.2，继续排气；

6.4）如排气时间到，则关闭风门41和柜内侧风机5，停止排气；

7）手动排气工作模式是否激活？如否，则关闭风门41和柜内侧风机，停止排气；

7.1）如手动排气工作模式被激活，则打开风门41和柜内侧风机5，开始排气；

7.2）判断排气时间是否到，如否，则继续步骤7.1，继续排气；

7.3）如排气时间到，则关闭风门41和柜内侧风机5，停止排气。

需要说明的是，本发明机柜专用空调器100的控制方法中，步骤5）、6）、7）为并列逐一进行判断是否满足激活条件，如是，则进行被激活的步骤。此外，本发明机柜专用空调器100的排气控制方法中，除故障处理程序外，排气总是优先于其他动作的。当需要排气时，会停止当前工作，排气完成后再继续排气前的逻辑。

特别需要指出的是，本发明具体实施方式中仅以该机柜专用空调器100作为示例，在实际应用中其他类型的机柜专用空调器均适用本发明揭示的原理。对于本领域的普通技术人员来说，在本发明的教导下所作的针对本发明的等效变化，仍应包含在本发明权利要求所主张的范围中。

Claims (10)

1.一种机柜专用空调器，其可排出机柜内的有害气体，其包括空调柜体及电气控制***；空调柜体包括由蒸发器、冷凝器、压缩机及隔板组件组成的内循环换热***及外循环换热***；其特征在于：隔板组件包括可翻转开启的风门及驱动风门翻转开启的风门驱动电机；风门处于翻转开启状态下将机柜内与外界连通以排出有害气体；风门处于闭合状态下，形成上述内循环换热***及外循环换热***进行制冷；有害气体排出具有手动工作模式和/或自动工作模式，当手动工作模式和/或自动工作模式被激活，则电气控制***驱动风门驱动电机进而驱动风门翻转开启以排出有害气体。

2.如权利要求1所述的机柜专用空调器，其特征在于，所述有害气体排出的手动工作模式为人工设定每次排气时间或者触发一键式排气模式进行排气。

3.如权利要求1所述的机柜专用空调器，其特征在于，所述自动工作模式包括主动排气模式、被动排气模式及主动排气和被动排气混合模式，其中，三种模式择一运行。

4.如权利要求3所述的机柜专用空调器，其特征在于，电气控制***还具有气氛传感器以感测机柜内的有害气体浓度，其中主动排气模式为有害气体浓度高于第一设定值后驱动风门驱动电机及风门翻转开启进行排气，有害气体浓度低于第二设定值后关闭风门及风门驱动电机停止排气。

5.如权利要求4所述的机柜专用空调器，其特征在于，所述被动排气模式为在根据设定的排气间隔时间和每次排气时间，实现周期性排气。

6.如权利要求5所述的机柜专用空调器，其特征在于，所述混合排气模式为在同时设定激活主动排气模式的第一设定值、第二设定值及被动排气模式的排气间隔时间及排气时间。

7.如权利要求1所述的机柜专用空调器，其特征在于，所述风门于前后方向间隔设置于蒸发器与冷凝器之间，其旋转开启后分别抵设于蒸发器上部及冷凝器下部。

8.如权利要求1所述的机柜专用空调器，其特征在于，还具有风门限位开关安装于风门驱动电机及风门之间，其可以调节风门位置防止风门开启及关闭时旋转过位。

9.如权利要求1所述的机柜专用空调器，其特征在于，所述电气控制***包括人机界面、至少包括通讯接口的连接器组件及电性连接人机界面及连接器组件的电路板，其中工作模式的设定可以通过人机界面进行现场设定或者通过通讯接口由上位机远程设定。

10.一种机柜专用空调器控制方法，用以排出机柜内的有害气体，其中机柜专用空调器包括空调柜体及电气控制***；空调柜体包括由蒸发器、冷凝器、压缩机及隔板组件组成的内循环换热***及外循环换热***；隔板组件包括可翻转开启的风门及驱动风门翻转开启的风门驱动电机；风门处于翻转开启状态下将机柜内与外界连通以排出有害气体；风门处于闭合状态下，形成上述内循环换热***及外循环换热***进行制冷；有害气体的排出具有手动工作模式和/或自动工作模式，其包括步骤：

1）上电：对机柜专用空调器通电；

2）自检：电气控制***进行自检，如失败则进行故障处理程序；

3）判断有害气体排出的自动工作模式和/或手动工作模式是否被激活，如自动工作模式和/或手动工作模式被激活，则根据设定条件驱动风门驱动电机进而驱动风门旋转开启将有害气体排出，否则关闭风门和风门驱动电机，停止排气。

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