一种与能够压缩机空调同时工作并且互相冗余的调速新风节能系统专利说明指导书.docx

和空调同时冗余工作基站调速排热新风节能系统摘要：本实用新型采取 PLC控制直流EC风机，实现温度-风速控制,独创制冷和排热两种工作模式，改变和压缩机空调之间切换为同时工作、独立冗余。本实用新型采取包含袋式除尘器进风系统，不仅显著提升节能功效，而且大大延长了围护周期。本实用新型含有能效比控制功效，能经过485接口设定参数、实施监控。所属技术领域本实用新型包含一个利用室外新风降低基站室内温度，降低基站空调运行时间，实现节能通风系统，尤其是能和压缩机空调同时冗余工作，提升节能效率，而且能够延长滤尘器维护周期基站调速排热新风节能系统。背景技术依据YD/T 1969通信局站用智能新风节能系统：“ 3.1. 通信局站用智能新风节能系统:经过智能控制将外部冷空气经过净化、处理后引入机房，排出机房内部热空气空气调整系统。其本身不带任何制冷元件，利用室外自然冷空气实现室内风冷降温，降低局站能耗。5.10.1.2 实时监测室内及室外温度、湿度。当室外温度低于某个设定值时，控制器开启新风系统风机引进室外新风，关闭机房空调达成节能效果。在确保机房环境前提下，依据室内外温湿度，控制风机、空调切换运行。”通常新风节能系统（新风空调）全部采取和压缩机空调切换方法运行。当室外气温上升到设定温度时,便切换到压缩机空调运行方法; 当室外气温下降到设定温度时,便切换到新风节能运行方法。新风节能系统关键任务是降低压缩机空调工作时间,不过越是靠近夏季，室外气温越高,压缩机空调工作时间越来越长，新风节能系统工作时间反而越来越短，新风节能系统利用率受到严重限制。通常新风节能系统普遍存在以下问题：1. 切换方法工作，缩小了工作区间。新风节能系统制冷能力取决于室内外焓差和风机风量，新风节能系统应用区间取决于室内外焓差，室内外焓差超出设定值时才能切换新风节能系统。夏季通常极少能够切换新风节能系统。不过越是靠近夏季，室外气温越高,压缩机空调工作时间越来越长，新风节能系统工作时间反而越来越短，新风节能系统利用率受到严重限制。2. 通常新风节能系统控制切换依据是室内外焓值,因为焓值不能直接测量只能经过温度和湿度对照焓湿图才能得到,有简化为室内外温差,要确保独立完成基站通风降温，切换控制必需采取比较可靠工作区间,上述测量误差也往往经过缩小工作区间来填补，致使新风节能系统利用率深入降低。3. 通常新风节能系统大全部采取定速风机，温度开关-控制方法，其存在着较大风量浪费和开启功耗。使用定速风机只能根据最大风量设计，经过控制开关占空比来降低风量，才能满足实际需要,不过因为风机不能频繁开启，所以存在控制盲区,较短工作区间也只能被舍弃。另外温度开关-控制方法，肯定增加风机开启功耗和降低风机使用寿命。4. 通常新风节能系统采取市电电源，一旦市电停电，就不能工作，基站空调一样也不能工作。不过基站设备仍然会延时工作，使基站存在高温隐患。5. 通常新风节能系统采取板式空气过滤器，30天左右就需要更换,维护周期较短,影响其节能效率。6. 通常新风节能系统由其控制系统控制基站压缩机空调切换，存在严重安全隐患。一旦其控制系统发生故障，压缩机空调就无法开启，新风节能系统也不能开启，使基站存在高温隐患危险性更高。为了处理上述问题，本实用新型提供一个能和压缩机空调同时冗余工作、延长滤尘器寿命基站调速排热新风节能系统。实施方案以下：1. 在气流组织上，本实用新型进气系统和排气系统呈对角线部署，并和基站关键发烧设备进气和排气方向一致；基站空调出风气流方向也和本实用新型进气系统气流方向平行或交叉，并朝向关键发烧设备进气口。2. 本实用新型进气系统由不锈钢柜体、袋式空气过滤器、EC直流调速离心风机、气流分配箱、过滤器脏堵传感器组成。3. 本实用新型排气系统由EC直流调速轴流风机、消音弯头、止逆阀、防雨烟囱组成。4. 基站调速排热新风节能系统采取直流电源PLC和温度测量模块控制48V直流EC调速风机，经过检测基站内四个地点温度状态，变换风机转速，控制风机在制冷和排热两种模式中自动转换。5. 基站压缩机空调设置28、冷模式、自动风速，独立工作。本实用新型也独立工作，平时二者同时工作、独立冗余。本实用新型处理其技术问题所采取技术方案具体说明以下：(一) 气流组织。本实用新型部署基站压缩机空调出风方向和本实用新型进风系统出风方向同时朝向基站关键发烧设备进风口(附图1)，二者同时在基站排风系统对端。本实用新型排风系统靠近关键发烧设备出风口。本实用新型进风系统出风气流经过静压箱两个风口分为两股，分别朝向基站设备排列前面和后面，每股气流风量和上下左右倾斜风向可调。经过风口调整压缩机空调和新风空调在各个方向风量分配，必需确保朝向关键发烧设备进风口气流风量，使基站排气口周围温度高于设备进气口2以上，为有效利用新风或压缩机空调冷源发明了有利条件。(二) 控制系统。本实用新型选择西门子S7-200系列PLCCPU模块和温度模块组成控制系统，并分别连接本实用新型设计进风系统和排风系统。本实用新型控制系统采取西门子S7-200 系列PLC，包含224 DC/DC/DC CPU和温度模块EM231-RTD4（图2），224 DC/DC/DC CPU PWM输出Q0.0和Q0.1 经过光电隔离器件，分别和能够进行脉宽调速进风风机和排风风机速度控制端相连，4个PT100温度传感器分别和控制系统温度模块EM231-RTD4相连。其特征为：1. 224 DC/DC/DC CPU直流24V电源，经保险丝和空气开关取自基站48V蓄电池组正极和24V蓄电池负极端子（图1）。2. 温度传感器位置和用途分别为：1) 关键发烧设备进风口；2) 关键基站出风口；3) 进风机构进气部，监测室外气温；4) 压缩机空调出风口；1.2.3. 224 DC/DC/DC CPUQO.O、Q0.1端子分别经过光电隔离元件和本实用新型进风系统离心风机和排风机系统轴流风机PWM控制端相接。(三) 本实用新型进风系统采取不锈钢柜体，大约在柜体高度三分之二处，其内部有一个水平矩形角钢框,其四面和柜体紧密接触，并焊接牢靠，能够拆卸袋式空气过滤器边框水平卡在这个矩形框内，袋式空气过滤器将不锈钢柜体分隔为上、下两个部分，两部分各有一个维修用活动门。柜体上部为进风部，经过活动门能够安装袋式空气过滤器，经过风道和室外相通，风道室外进气口设有不锈钢防虫网和不锈钢防雨帽沿；柜体下部为出风部，安装着离心 风机和出风静压箱，上部空气经过空气过滤器进入离心风机，再经过出风静压箱两个出风口进入室内。能够调整阈值压差报警器, 其高低压进气口分别经过管路和上下部分相通，能够检测袋式空气过滤器两侧压力，当袋式空气过滤器灰尘量积聚到一定程度时，引上下两部分气压产生差异达成设定值时，开启电气触点改变，产生报警。其特征是：1. 基站室外空气垂直经过经过袋式空气过滤器，进入柜体下部。2. 柜体下部安装一台48V直流EC离心风机，并配有不锈钢涡壳和进气圈，其出气方向和地面平行。48V直流EC离心风机能够经过PWM脉冲信号调速。3. 直流EC离心风机出气气流经过静压箱2个百叶风口，分解为两股气流，每股气流全部能控制流量和调整风向。4. 一个能够设定报警压力0-250Pa压差报警器,安装在柜体下部，其高低压进气口分别经过管路和上、下部分相通。(四) 本实用新型排风系统采取48V直流EC轴流风机，配有止逆阀和消音弯头、防雨烟囱。48V直流EC轴流风机能够经过PWM脉冲信号调速。本实用新型工作原理以下： 基站压缩机空调和本实用新型同时、独立工作。基站压缩机空调设置制冷模式、自动风速，24-28。当基站压缩机空调回风温度没有达成设定值时，其压缩机不开启，其出风温度和回风温度相同，等于周围环境温度。本实用新型控制系统，实时检测基站排气口温度、室外温度、空调出风温度、设备进风口温度，比较空调出风温度和室外温度，当压缩机空调出风温度高于室外温度时自动进入本实用新型制冷模式工作，即大风量模式。本实用新型控制系统依据设备进风温度和设定温度（24-28）差值进行百分比和积分运算，输出PWM脉冲，温差越大，PWM脉冲占空比越大，同时深入依据室外温度，和设定能效比，调整进风风机风速。合理确定进风风机PWM脉冲占空比以后，根据保持基站正压百分比，计算排风机PWM脉冲占空比，实现温度-风速控制。本实用新型在制冷模式下以最好速度吸入室外冷空气，和室内热气混合，使设备进风口温度保持恒定。当室内外焓差不足，新风系统制冷能力不能满足基站设备和维护结构散热功率时，基站环境温度上升，当基站压缩机空调回风温度超出设定值（24-28）时，其压缩机开启工作，基站压缩机空调出风温度逐步下降。当室外温度高于压缩机空调出风温度时，本实用新型控制系统自动进入排热模式，即小风量模式。经过对比排气口温度和室外温度温差，进行百分比方法计算风速，并以排风温度高于设备进风温度来限定最高风速，确保基站空调制冷量不流失。依据排风机PWM脉冲占空比，根据保持基站正压百分比计算进风机PWM占空比，使其保持基站正压。排热模式以最好速度排出比室外温度高出室外温度热气，避免其进入压缩机空调回风口。再根据保持室内正压5Pa标准，计算合适进风机风速，补充较低温度室外空气，不仅有效地降低了压缩机空调制冷时间，而且促进了室内空气循环。基站调速排热新风节能系统还依据设定能效比调整新风系统风机转速,避免了二次能耗。经过风机转速-电流测量，确定风机本身功耗，经过室内外温差和风速确定新风系统制冷量，并深入确定能耗比，经过比较压缩机空调能耗比确定新风系统在各个分段温差下风速，确定新风系统能耗比不低于压缩机空调标正确定运行风速和温差，当温差不能满足设定值时，基站排热新风节能系统则依据上述能耗比自动减速，直至停转。 本实用新型能够输入基站空调压缩机开启信号，结合其出风温度，判定基站空调是否正常工作。还能够接入烟感报警触点控制风机关机。本实用新型能够能够经过PLC DC/DC/DC CPU485接口接入基站动力环境单元，经过动力环境集中监控系统设定参数、实施监控。本实用新型含有以下优点：1. 本实用新型基站调速排热新风节能系统，一直和基站空调同时、独立工作。其独具特色排热模式把原来新风节能和压缩机空调两个主角更换模式，变成新风空调主角和配角替换模式， 依据新风节能实际运行结果进行转速调整，依据基站四个检测点进行温度-转速控制，在制冷和排热模式上转换。新风空调能够独立工作也能够和压缩机空调同时工作。新风系统和压缩机空调分别由自己控制器独立控制，经过各自设定温度，自动切换主配角。所以不管是选择制冷还是排热模式，新风空调几乎不停地工作。基站调速排热新风节能系统不用和基站空调进行完全切换，更不用检测室内外焓值，扩大了应用区间。从根本上避免了完全切换和测量误差所产生“焓差浪费”，增加了工作区间，提升了利用率，提升了节能效率。2. 本实用新型所采取48V直流EC调速风机，是最优异节能风机，再加上温度速度控制方法，经过控制系统发出PWM脉冲控制EC风机转速，实现温度-调速控制，这种调速运行方法大大降低了新风系统风机开启功耗。大大降低了新风节能系统本身功耗， 提升了能耗比，提升了节能概念效率。3. 合理气流组织是基站调速排热新风节能系统又一亮点。这种利用设备自然摆放条件组织气流、分配风量，巧妙避免了风道送风难以处理空间问题和设备散热风向不一致问题，既节省了成本，又达成了目标。4. 避免基站停电高温是基站调速排热新风节能系统关键特色。因为风机采取直流48V电源，能够在市电停电时工作，所以避免了在市电停电时，基站压缩机空调不工作，不过基站关键设备还在工作而产生基站高温。基站调速排热新风节能系统风机全部由基站48V电源系统一次下电系统供电，和基站关键设备同时工作，当基站电池放电达成一定深度时同时自动断电。能够确保停电时基站仍然能够通风散热，不发生高温。5. 本实用新型特制不锈钢进风系统，袋式空气过滤器和板式空气过滤器相比能够显著地延长了滤尘步骤维护周期。6. 采取压力差报警器，而且能够检测除尘器工作状态，发生报警立即更换。能够确保其利用率，提升节能效率。7. 停电时，本实用新型和基站关键设备同时工作，同时停止。本实用新型采取袋式除尘进风机柜和能效比控制风速，不仅显著提升节能功效，而且延长了维护周期。 附图1：附图2：附图3：（附图3）