一种适用于通信基站的空调系统及空调方法
【专利摘要】一种适用于通信基站的空调系统和方法。系统包括蓄电池通风柜、机械制冷系统、热管换热系统以及控制系统，将通信基站的蓄电池组置于蓄电池通风柜中，在蓄电池通风柜的入口端依次安装热管室内机、制冷室内机和室内风机。制冷室外机和热管室外机置于室外。测量用的传感器和执行器与控制系统相连。实时测量蓄电池和通信设备的环境温度，若其中有一个不满足要求，则启动热管换热系统或制冷系统，并同时启动室内风机，若全部满足要求，则停止热管换热系统或制冷系统的运行，并同时停止室内风机。热管换热系统与制冷系统运行选择原则是：优先运行热管换热系统，当热管换热系统不满足要求时，启动制冷系统运行。其能最大限度利用室外自然冷源。
【专利说明】一种适用于通信基站的空调系统及空调方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种节能技术，尤指一种能够适用于通信基站的机械室内制冷机系统及机械室内制冷机方法。
【背景技术】
[0002]通信基站能耗巨大，占运营商生产能耗70%以上。机械室内制冷机系统耗电则占通信基站耗电的35%以上，是主要的耗能系统。
[0003]通信基站主要包括通信设备、蓄电池组和机械室内制冷机系统。
[0004]蓄电池对环境温度要求比较苛刻，要求环境温度不高于25°C，故现有的蓄电池组都是放置在一个专门附带有机械室内制冷机的“蓄电池恒温柜”中，无形中，又增加了一个故障点。
[0005]通信设备的环境温度则可以升到30°C以上甚至更高。目前，通信基站为了满足蓄电池对环境温度的要求，环境温度保持在不高于25°C的水平。机械室内制冷机系统主要采用分体式机械室内制冷机机，完全依靠机械室内制冷机机制冷。
[0006]通信基站密封性非常好，通信设备全年发热，当室外温度比较低时，室内冷负荷仍然比较大，需要制冷。目前的机械室内制冷机系统完全依靠机械室内制冷机机制冷，不能利用室外自然冷源制冷，能耗较大。室内环境为了满足蓄电池的需要保持在不高于25°C的水平也增加了机械室内制冷机系统能耗。另外，机械室内制冷机机采用普通家用机械室内制冷机机，除湿负荷较大；且传统机械室内制冷机采用机械室内制冷机回风温度控制机械室内制冷机启停，为了使回风温度能够反映室内温度，机械室内制冷机室内机的风机永远不能停下来，这些都大大的增加了能耗。
【发明内容】
[0007]本发明的主要目的是提供一种适用于通信基站的机械室内制冷机系统，其可以最大限度的利用室外自然冷源，节能显著。
[0008]为实现上述目的，本发明采取以下设计方案:
[0009]一种适用于通信基站的空调系统，至少包括有机械制冷系统、热管换热系统以及控制系统；还包括一个蓄电池通风柜，将通信基站的蓄电池组置于该蓄电池通风柜中，在蓄电池通风柜的入口端依次安装热管室内机、制冷室内机和室内风机；在蓄电池通风柜内安设测量蓄电池组环境温度的第一温度传感器；在通讯设备周围安设测量其环境温度的第二温度传感器；在通信基站外安设测量室外环境温度的第三温度传感器，各传感器接入所述控制系统的信号输入端。
[0010]所述的机械制冷系统又包括制冷室内机、制冷室外机以及连接管路；所述的热管换热系统又包括热管室内机、热管室外机以及连接管路；所述的控制系统又包括3个温度传感器(室外温度传感器、蓄电池环境温度传感器、通信设备环境温度传感器)、控制器以及机械制冷系统、热管换热系统、风机的执行器。[0011]所述适用于通信基站的空调系统中，所述的蓄电池通风柜、机械制冷系统、热管换热系统以及控制系统的工作状态为:
[0012](I)同时测量蓄电池环境温度和通信设备环境温度，若其中有一个不满足要求，则启动热管换热系统或机械制冷系统，并同时启动室内风机，若蓄电池、通信设备环境温度全部满足要求，则停止热管换热系统或机械制冷系统的运行，并同时停止室内风机；
[0013](2)当室内外温差大于阈值(可以人为设定阈值为3?10°C (曲))时，热管换热器允许运行，当室内外温差小于阈值时，热管换热系统不允许运行；
[0014](3)在热管换热系统允许运行时，优先运行热管换热系统，当热管换热系统不能满足蓄电池及通信设备环境温度要求时，启动机械室内制冷机运行。
[0015]室内风机优选方案是采用大风量风机，所谓的大风量只是相对普通机械制冷机而言(风量大于普通机械制冷机室内机的风量)，可以直接采用一个大风量风机，或采用数个普通风量的风机，以能很好的实现本发明的目的。
[0016]本发明的另一目的是提供一种适用于通信基站的空调方法，通过对环境温度的判断而去控制热管换热系统器的启停，以最大幅度的节能降耗。
[0017]为实现上述目的，本发明采取以下设计方案:
[0018]一种适用于通信基站的空调方法，首先，搭建如前述的适用于通信基站的空调系统，其方法如下:
[0019](I)启动控制系统，实时测量蓄电池环境温度、通信设备环境温度和通信基站室外温度;
[0020](2)若蓄电池组、通信设备附近环境温度中有一个不满足要求，则启动热管换热系统或机械制冷系统，并同时启动室内风机，若蓄电池、通信设备环境温度全部满足要求，则停止热管换热系统或机械制冷系统的运行，并同时停止室内风机。
[0021]所述步骤(2)中，若蓄电池组、通信设备附近环境温度中有一个不满足要求时，首先根据室内外温差决定热管换热系统是否优先运行，当室内外温度差大于预定阈值时，热管换热系统允许运行并优先运行，当热管换热系统不能满足蓄电池及通信设备环境温度要求时，运行机械室内制冷机；当室内外温度差小于预定阈值时，热管换热系统不允许运行。
[0022]所述适用于通信基站的空调方法中，在根据室内外温差决定热管换热系统是否优先运行前，先判断:测量通信设备附近环境温度是否大于通信设备要求的环境温度上限，或蓄电池附近环境温度是否大于蓄电池要求的环境温度上限，如不是，循环检测蓄电池环境温度、通信设备环境温度和通信基站室外温度；如是，则继续下步骤。
[0023]所述适用于通信基站的空调方法中，所述的室内外温差是指通信设备环境温度与室外温度的差值。
[0024]本发明的优点是:
[0025]1.用蓄电池通风柜代替蓄电池恒温柜可以直接均衡基站内温度；蓄电池通风柜造价低，安装方便，不妨碍蓄电池维修、维护，不影响蓄电池氢气排除；没有蓄电池恒温柜机械室内制冷机，减少了故障点，增大了整体系统运行的安全性；
[0026]2.热管室内机与制冷室内机串联使用，可以充分发挥热管换热系统的作用，能够最大限度利用室外自然冷源，用机械制冷系统作为室内环境的最后一级保障，确保室内环境温度达标；[0027]3.由于蓄电池通风柜的设置，使得室内机的出风先经过蓄电池，再经过通信设备。蓄电池的发热量不大，因而，室内机的出风经过蓄电池后到达通信设备区域，仍能满足通信设备冷却需要。蓄电池要求的环境温度低于通信设备，在本发明中，由于室内机出风首先进入蓄电池区域，因而只要室内机的出风温度能够满足蓄电池的环境温度要求即可。现有技术中，则要求室内机的回风温度能够满足蓄电池的环境要求。因而，与现有技术相比，本发明的室内机蒸发温度可以大幅度提高(提高5°C以上)，不仅延长了热管换热系统全年运行时间，增加了室外自然冷源的利用率，而且在机械制冷系统运行时，也可提高能源效率。
[0028]4.室内风机采用大风量风机，不仅可以提高机械室内制冷机蒸发温度，而且能够减少机械室内制冷机的除湿量，降低机械室内制冷机运行能耗，降低整体运行的能耗。
[0029]5.通过判定一定的条件下控制机械室内制冷机或热管换热系统的启停，不仅确保设备环境温度适宜，而且当温度满足要求时，可以停掉室内风机，节省风机用电，避免了传统机械室内制冷机系统为使回风温度能够反映室内温度而致使室内风机永远不能停下来的弊端。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1为本发明适用于通信基站的空调系统的组成示意图(俯视)。
[0031]图2为本发明适用于通信基站的空调方法的流程方框图。
[0032]图中:1-容室；2_蓄电池通风柜；3_热管室外机；4_热管室内机；5_制冷室外机；6-制冷室内机；7_室内风机；8_通信设备；9_蓄电池组。
[0033]下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明。
【具体实施方式】
[0034]如图1所示，本发明适用于通信基站的机械室内制冷机系统的主要创新点在于:在容纳有通信设备8、蓄电池组9和控制系统的通信基站容室I内搭建一蓄电池通风柜2，将通信基站的蓄电池组9置于蓄电池通风柜2中；安设分体式的热管换热系统和机械室内制冷机，在蓄电池通风柜的入口端由依次安装热管室内机4、制冷室内机6和室内风机7，将热管室外机3和制冷环境温度的第一温度传感器；在通讯设备周围安设测量其环境温度的第二温度传感器；在通信基站容室外安设测量室外环境温度的第三温度传感器；各传感器接入所述控制系统的信号输入端。
[0035]制冷室外机和热管室外机可以分别设置，也可合为一体。
[0036]所述蓄电池通风柜2可采用模块化设计，以方便拆卸；该蓄电池通风柜采用铝合金型材搭建为佳，施工简单，可轻易适应各种蓄电池组和各种机房内部空间。盖板采用
1.2_厚冷板喷塑，无保温，重量轻，可轻易拿下。采用模块化设计，建造、维护、更换方便；成本造价低，利于拆卸及安装。所述蓄电池通风柜2也可能一次成型设计。
[0037]所述的室内风机7应采用大风量风机为佳，大风量风机的使用可以提高机械室内制冷机蒸发温度，减少机械室内制冷机除湿量，降低机械室内制冷机运行能耗。
[0038]在全年温度较高的地方，使用的机械室内制冷机也可以采用变频机械室内制冷机，以能够准确保持恒定速度运转，保证环境温度的稳定。
[0039]本发明室内空气流动的过程如下(参见图1中的箭头指示):空气经过热管室内机4、机械室内制冷机室内机6和室内风机7进入蓄电池通风柜2，流出蓄电池通风柜后进入通信基站室I内，经过通信设备7，回到热管室内机41的进风端。
[0040]热管室内机与制冷室内机联合控制，将进入蓄电池通风柜的空气温度控制在25 °C，空气流出蓄电池通风柜的温度基本不升高或略微升高，经过通信设备后，空气温度升高到32~34。。。
[0041]参见图2所示实施例，本发明的控制策略如下:
[0042](1)首先，启动系统，设定标准值:通信设备环境温度Tsl、通信设备环境温度回差dTsl、蓄电池环境温度Ts2、蓄电池环境温度回差dTs2、热管启动室内外温差DTs和热管与空调启动温差dTg ；
[0043](2)测量通信设备附近和蓄电池附近温度Tl、T2及空调系统室外回风温度TO ；
[0044](3)根据获得的测量值判断:T1是否小于Tsl-dTsl ? T2是否小于Ts2_dTs2 ?；若全部满足，则停止热管换热系统或机械制冷系统的运行，并同时停止室内风机，回到步骤
(2)继续循环检测；若有一个不满足要求时，则继续下步骤；
[0045](4)判断:T1是否大于Tsl+dTsl，或T2是否大于Ts2+dTs2，如不是，回到步骤(2)继续循环检测；如是，则继续下步骤；
[0046](5)判断:T1-T0是否大于预设的阈值DTs (热管启动室内外温差)，如不是，启动空调，并回到步骤(2)继续循环检测；如是，则启动热管并继续循环检测。
[0047]上述各实施例可在不脱离本发明的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含应视为例示性，而非用以限制本发明申请专利的保护范围。
【权利要求】
1.一种适用于通信基站的空调系统，包括有机械制冷系统、热管换热系统以及控制系统；其特征在于:还包括一个蓄电池通风柜，将通信基站的蓄电池组置于该蓄电池通风柜中，在蓄电池通风柜的入口端依次安装热管室内机、制冷室内机和室内风机；在蓄电池通风柜内安设测量蓄电池组环境温度的第一温度传感器；在通讯设备周围安设测量其环境温度的第二温度传感器；在通信基站外安设测量室外环境温度的第三温度传感器，各传感器接入所述控制系统的信号输入端。
2.如权利要求1所述的适用于通信基站的空调系统，其特征在于所述的蓄电池通风柜、机械制冷系统、热管换热系统以及控制系统的工作状态为: (O同时测量蓄电池环境温度和通信设备环境温度，若其中有一个不满足要求，则启动热管换热系统或机械制冷系统，并同时启动室内风机，若蓄电池、通信设备环境温度全部满足要求，则停止热管换热系统或机械制冷系统的运行，并同时停止室内风机； (2)当室内外温差大于阈值时，热管换热器允许运行，当室内外温差小于阈值时，热管换热器不允许运行； (3)在热管换热器允许运行时，优先运行热管换热器，当热管换热器不能满足蓄电池及通信设备环境温度要求时，启动机械室内制冷机运行。
3.一种适用于通信基站的空调方法，首先，搭建如权利要求1所述的适用于通信基站的空调系统，其特征在于方法如下: (1)启动控制系统，实时测量蓄电池环境温度、通信设备环境温度和通信基站室外温度； (2)若蓄电池组、通信设备附近环境温度中有一个不满足要求，则启动热管换热系统或机械制冷系统，并同时启动室内风机，若蓄电池、通信设备环境温度全部满足要求，则停止热管换热系统或机械制冷系统的运行，并同时停止室内风机。
4.如权利要求3所述的适用于通信基站的空调方法，其特征在于:所述步骤(2)中，若蓄电池组、通信设备附近环境温度中有一个不满足要求时，要根据室内外温差决定热管换热系统是否优先运行，当室内外温度差大于预定阈值时，热管换热系统允许运行并优先运行，当热管换热系统不能满足蓄电池及通信设备环境温度要求时，运行机械室内制冷机；当室内外温度差小于预定阈值时，热管换热系统不允许运行。
5.如权利要求4所述的适用于通信基站的空调方法，其特征在于:在根据室内外温差决定热管换热系统是否优先运行前，先判断:测量通信设备附近环境温度是否大于通信设备要求的环境温度上限，或蓄电池附近环境温度是否大于蓄电池要求的环境温度上限，如不是，循环检测蓄电池环境温度、通信设备环境温度和通信基站室外温度；如是，则继续下步骤。
6.如权利要求4所述的适用于通信基站的空调方法，其特征在于:所述室内外温差是通信设备附近环境温度与室外温度的差值。
【文档编号】F24F11/02GK103697552SQ201310722460
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2013年12月24日
【发明者】不公告发明人 申请人:北京中科信能机电设备有限责任公司