集加湿、新风及空气处理一体的节能空调的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种集加湿、新风及空气处理一体的节能空调，解决了现有数据中心机房耗能高的问题。该集加湿、新风及空气处理一体的节能空调包括机柜（1），设置在机柜（1）内对空气进行加湿和降温的湿膜加湿机构，位于机柜（1）内顶部用于回风及新风输送的控风机构，提供水源的供水机构，位于机柜（1）内底部的风机（11），形成于机柜（1）内部用于将空气从控风机构经风机送出的风道，以及控制运行的电控箱（9）。本实用新型采用双层加湿降温，并配合新风焓值控制法，最大限度地提高了空调的节能减排效果。
【专利说明】集加湿、新风及空气处理一体的节能空调
【技术领域】
[0001]本实用新型属于空调【技术领域】，具体的说，是涉及一种集加湿、新风及空气处理一体的节能空调。
【背景技术】
[0002]世界范围内的愈演愈烈的节能减排和绿色环保诉求，对作为IT行业能耗最大的数据中心建设和运营提出了更高的要求。数据中心PUE值的降低已成为业主和设计建设者的首要诉求，特殊领域的信息化技术应用需求——对车载式数据中心、野外作业的便捷性部署需求越来越大。
[0003]2010年全球数据中心耗电量达到了惊人的1988亿千瓦时，约占全球发电量的
1.1%至1.5%，而在拥有大量数据中心的美国，这个比例已达1.7% - 2.2%。2011年，我国数据中心总耗电量达700亿千瓦时，已经占到全社会用电量的1.5%，时至今日，数据中心的耗能已经达到了惊人的地步，降低数据中心耗能已成为了本【技术领域】迫在眉睫需要解决的问题。
[0004]高效节能的数据中心是未来数据中心行业发展的一大必然趋势，持续且有效地降低数据中心的运营成本已经成为当务之急。空调系统用于对数据中心进行降温处理，是保持数据中心的高效率运行的条件之一；然而，现有技术中，数据中心的空调系统能耗非常高，其占数据中心总能 耗的30-45%，进而导致数据中心PUE值(数据中心总能耗/IT设备能耗)居高不下，增加了数据中心的运营成本。
[0005]因此，研发一套基于数据中心的高效节能的空调系统，就成为了本领域技术人员的重要课题。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种结构简单、实现方便、成本低廉的集加湿、新风及空气处理一体的节能空调。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型采用了技术方案如下:
[0008]集加湿、新风及空气处理一体的节能空调，包括机柜，设置在机柜内对空气进行加湿和降温的湿膜加湿机构，位于机柜内顶部用于回风及新风输送的控风机构，提供水源的供水机构，位于机柜内底部的风机，形成于机柜内部用于将空气从控风机构经风机送出的风道，以及控制运行的电控箱。
[0009]具体的说，所述湿膜加湿机构至少包括一个加湿模块，加湿模块与机柜侧壁之间预留有供空气流通的间隙，该间隙构成所述风道的一部分；加湿模块由两个湿膜加湿器间隙排列组成，分别为第一湿膜加湿器和第二湿膜加湿器，且第一湿膜加湿器的厚度小于第二湿膜加湿器的厚度。气流首先经过第一湿膜加湿器湿度增加并被蒸发降温，此时的空气湿度并未达到饱和，再经过第二喷嘴喷出的水雾进一步的加湿和降温最后进入风道，从而构成双次式加湿，提高本实用新型的加湿量。[0010]进一步的，在所述加湿模块的底部还设有用于接收第一湿膜加湿器和第二湿膜加湿器上未被蒸发的水分的接水槽。未被空气蒸发带走的水将重新返回水槽中，整个循环中水被循环利用，节约水资源。
[0011]作为一种优选结构，所述湿膜加湿机构由两个加湿模块以机柜中心轴为对称轴对称设置构成，且在二者之间预留有安装供水机构的空间。根据需要加湿模块的数据还可增力口，如三个、四个、五个等。
[0012]再进一步的，所述供水机构包括水泵，以及与水泵连接并设置于第一湿膜加湿器和第二湿膜加湿器之间的喷头。水泵从外部将水抽至喷头，然后由喷头将水分呈雾状喷出。
[0013]作为一种优选，所述喷头至少为两个，其中一个为喷水方向与第一湿膜加湿器和第二湿膜加湿器中间空隙对应并将水分喷洒在第一湿膜加湿器和第二湿膜加湿器之间的第一喷头，另一个为喷水方向与第一湿膜加湿器对应并将水分喷洒在第一湿膜加湿器上的第二喷头。喷头喷水方位的设置是实现本实用新型中双层次加湿目的的条件之一，第二喷头的水直接喷洒在较薄的第一湿膜加湿器上，被蒸发降温，对空气进行第一层的加湿降温，然后，第一喷头的水喷洒在两个湿膜加湿器中间，对空气进行第二层加湿降温。
[0014]再进一步的，所述控风机构包括设置于机柜顶部、用于将数据中心机房室内回风引入机柜内的回风阀，以及与外界连通用于向机构内输送新风的新风阀，回风阀和新风阀均受电控箱控制。
[0015]为了更好的实现本实用新型，在新风口还设有与控风机构配套使用并同于过滤处理新风的空气处理器。空气处理器为现有的成熟设备，因此，对其不作赘述。
[0016]基于上述的集加湿、新风及空气处理一体的节能空调的新风焓值控制法，包括以下步骤:
[0017](I)通过温湿度检测仪检测室外空气温湿度换算焓值；
[0018](2)根据测量值判断数据中心机房室内外焓值大小，若室内焓值低于室外焓值，则关闭新风阀，不引入新风；若室内焓值高于室外焓值，则执行下一步；
[0019](3)打开新风阀向机柜内引入新风并与从回风阀进入的室内回风混合，形成混风
空气；
[0020](4)通过温湿度检测仪检测混风空气的露点温度，同时，比较新风与回风的温度；
[0021](5)根据步骤(4)的检测及对比结果，通过电控箱控制新风阀和回风阀的开度。
[0022]本实用新型的设计原理:采用双层结构的湿膜加湿器，提高对空气的加湿量，同时采用新风焓值控制法，利用新风和回风的焓值比较来控制风阀的开启度，最大限度的节约能量。
[0023]与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:
[0024](I)本实用新型中湿膜加湿机构由两个间隙排列的湿膜加湿器构成，两个湿膜加湿器一薄一厚，先后对空气进行第一层加湿降温和第二层加湿降温，其加湿量大，稳定可靠，且结构简单、维护方便。
[0025](2)本实用新型在湿膜加湿器的底部设有接水槽，用于接收未被蒸发的水分，并将接收的水分再次循环利用，节约水资源。
[0026](3)本实用新型在控风机构的新风口设有空气处理器，用于对室外新进的新风进行过滤处理，降低空气中二氧化硫，氮氧化合物等有害气体，提高送风质量。[0027](4)本实用新型控制上采用智能化的新风焓值控制法，利用新风和回风的焓值比较来控制风阀的开启度，一方面，保证送风温度高于房间露点温度，另一方面，可以最大限度的节约能量。
[0028](5)本实用新型中风机采用EC风机下沉式风道设计，结构更合理，机组能效比最闻可达21。
[0029](6)本实用新型不仅结构简单，而且成本低廉、实现方便，与现有技术相比，其在节能减排的效果上有极大地进步，且本实用新型应用范围广，为其大范围的推广应用，奠定了坚实的基础。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1为本实用新型空调机柜的前视图。
[0031]图2为本实用新型空调机柜的侧视图。
[0032]图3为本实用新型空调机柜的气流循环示意图。
[0033]图4为本实用新型中新风焓值控制法的流程示意图。
[0034]附图中对应的附图标记名称如下:1-机柜，2-接水槽，3-第一湿膜加湿器，4-第二湿膜加湿器，5-第一喷头，6-空气处理器，7-第二喷头，9-电控箱，10-水泵，11-风机，12-新风阀，13~回风阀。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
[0036]如图1至3所示，本实施例提供了一种集加湿、新风及空气处理一体的节能空调，该空调只有一个机柜1，机柜内设置湿膜加湿机构、控风机构、供水机构、风机、风道、电控箱等设备。其中，湿膜加湿机构对机柜I内对空气进行加湿和降温，其采用双层次加湿设计，可有效地提高加湿量；控风机构主要作用在于回风与新风的输送控制；供水机构用于提供水源，风道则形成于机柜内，用作回风及新风的流通通道，风机用于将回风和新风送至机柜夕卜，完成送风；电控箱用于控制集加湿、新风及空气处理一体的节能空调各需电控的零部件的运行。
[0037]为了使得本领域技术人员对本实用新型技术有更清晰的了解和认识，下面对各部件进行详细介绍:
[0038]机柜，顶部和底部均设有风口，其中，顶部的风口为新风口和回风口，底部为送风口，机柜的形状可为矩形、正方形等常规形状，本实用新型说明书附图中机柜的形状不应当限制本申请的保护范围。
[0039]湿膜加湿机构至少包括一个加湿模块，加湿模块与机柜侧壁之间预留有供空气流通的间隙，该间隙构成风道的一部分；加湿模块由两个湿膜加湿器间隙排列组成，分别为第一湿膜加湿器3和第二湿膜加湿器4，且第一湿膜加湿器3的厚度小于第二湿膜加湿器4的厚度。其中，间隙排列是指两个湿膜加湿器之间预留有空间(间隙)。供水机构包括水泵10和喷头，与两个湿膜加湿器对应的，喷头至少为两个，其中一个为喷水方向与第一湿膜加湿器3和第二湿膜加湿器4中间空隙对应并将水分喷洒在第一湿膜加湿器3和第二湿膜加湿器4之间的第一喷头5,另一个为喷水方向与第一湿膜加湿器3对应并将水分喷洒在第一湿膜加湿器3上的第二喷头7。在上述设计的前提上，本实用新型的双层次加湿的实现方式如下:回风或新风从经过控风机柜进入机柜内第一湿膜加湿器3和第二湿膜加湿器4之间，水泵抽水至喷头，经过第二喷嘴7喷出的水雾直接喷在第一湿膜加湿器3上，经过第一喷嘴5喷出的水雾散发在两个湿膜加湿器之间。气流首先经过第一湿膜加湿器3湿度增加并被蒸发降温，此时的空气湿度并未达到饱和，再经过第一喷嘴5喷出的水雾经一步的加湿和降温最后进入风道经风机11送出。
[0040]作为一种优选方式，湿膜加湿机构由两个加湿模块以机柜中心轴为对称轴对称设置构成，且在二者之间预留有安装供水机构的空间。进一步的，部分未被蒸发的水分会顺着湿膜加湿器流下，为了将这部分水收集起来，本实施例在加湿模块的底部还设有用于接收第一湿膜加湿器3和第二湿膜加湿器4上未被蒸发的水分的接水槽2，接水槽收集未蒸发的水，然后再由水泵10抽至喷头处，并再次喷出，循环使用，达到节约水资源的目的。为了确保接水槽的清洁度，工作一段时间后，水泵强制抽水冲刷水槽。
[0041]本实施例中，控风机构包括设置于机柜I顶部、用于将数据中心机房室内回风引入机柜内的回风阀13，以及与外界连通用于向机构内输送新风的新风阀12，回风阀13和新风阀12均受电控箱9控制。电控箱为现有的成熟设备，故此不作赘述。本实施例在新风口还设有与控风机构配套使用并同于过滤处理新风的空气处理器6，经过处理的新风，其二氧化硫，氮氧化合物等有害气体浓度都远低于环境空气质量标准中的一级标准，再经加湿降温后，成为干净的冷源，且与普通新风机比其可提高其节能温度的设定点。
[0042]当室外温度达到节能控制温度时，本实用新型启动。室外新风经过滤处理后与室内回风充分混合，混合后的空气经过湿膜加湿后相对湿度控制在85%以上。温度控制在16°C (该温度用户可根据实际需求进行设置)，通过控制室内回风阀和室外新风阀的开度调节混风比，以保证送风温湿度，而室内多余热气则通过压差排风阀或者排风风机将其派往室外环境中。
[0043]如图4所示，在集加湿、新风及空气处理一体的节能空调的结构基础上，本实施例还提供了一种新风焓值控制法，其具体包括以下步骤:
[0044]( I)通过温湿度检测仪检测室外空气温湿度换算焓值；
[0045](2)根据测量值判断数据中心机房室内外焓值大小，若室内焓值低于室外焓值，则关闭新风阀，不引入新风；若室内焓值高于室外焓值，则执行下一步；
[0046](3)打开新风阀向机柜内引入新风并与从回风阀进入的室内回风混合，形成混风
空气；
[0047](4)通过温湿度检测仪检测混风空气的露点温度，同时，比较新风与回风的温度；
[0048](5)根据步骤(4)的检测及对比结果，通过电控箱控制新风阀和回风阀的开度。
[0049]其中，新风阀和回风阀开度、风机的运行均通过电控箱控制。
[0050]按照上述实施例，便可很好地实现本实用新型。值得说明的是，基于上述设计原理的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本实用新型所公开的结构基础上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本实用新型一样，故其也应当在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.集加湿、新风及空气处理一体的节能空调，其特征在于，包括机柜(I)，设置在机柜(I)内对空气进行加湿和降温的湿膜加湿机构，位于机柜(I)内顶部用于回风及新风输送的控风机构，提供水源的供水机构，位于机柜(I)内底部的风机(11)，形成于机柜(I)内部用于将空气从控风机构经风机送出的风道，以及控制运行的电控箱(9);所述湿膜加湿机构至少包括一个加湿模块，加湿模块与机柜侧壁之间预留有供空气流通的间隙，该间隙构成所述风道的一部分；加湿模块由两个湿膜加湿器间隙排列组成，分别为第一湿膜加湿器(3)和第二湿膜加湿器(4)，且第一湿膜加湿器(3)的厚度小于第二湿膜加湿器(4)的厚度。
2.根据权利要求1所述的集加湿、新风及空气处理一体的节能空调，其特征在于，在所述加湿模块的底部还设有用于接收第一湿膜加湿器(3)和第二湿膜加湿器(4)上未被蒸发的水分的接水槽(2)。
3.根据权利要求2所述的集加湿、新风及空气处理一体的节能空调，其特征在于，所述湿膜加湿机构由两个加湿模块以机柜中心轴为对称轴对称设置构成，且在二者之间预留有安装供水机构的空间。
4.根据权利要求3所述的集加湿、新风及空气处理一体的节能空调，其特征在于，所述供水机构包括水泵(10)，以及与水泵(10)连接并设置于第一湿膜加湿器(3)和第二湿膜加湿器(4)之间的喷头。
5.根据权利要求4所述的集加湿、新风及空气处理一体的节能空调，其特征在于，所述喷头至少为两个，其中一个为喷水方向与第一湿膜加湿器(3)和第二湿膜加湿器(4)中间空隙对应并将水分喷洒在第一湿膜加湿器(3)和第二湿膜加湿器(4)之间的第一喷头(5)，另一个为喷水方向与第一湿膜加湿器(3)对应并将水分喷洒在第一湿膜加湿器(3)上的第二喷头(7)。
6.根据权利要求5所述的集加湿、新风及空气处理一体的节能空调，其特征在于，所述控风机构包括设置于机柜(I)顶部、用于将数据中心机房室内回风引入机柜内的回风阀(13)，以及与外界连通用于向机构内输送新风的新风阀(12)，回风阀(13)和新风阀(12)均受电控箱(9)控制。
7.根据权利要求6所述的集加湿、新风及空气处理一体的节能空调，其特征在于，还包括与控风机构配套使用并同于过滤处理新风的空气处理器(6 )。
【文档编号】F24F6/14GK203797807SQ201420142603
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年3月27日 优先权日:2014年3月27日
【发明者】李猛, 张云娟, 陈忠, 王敏忠 申请人:四川依米康环境科技股份有限公司