一种模块化容错式新风空调机及其控制方法与流程

本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种模块化容错式新风空调机及其控制方法。

背景技术：

通信基站it电子设备运行时，要散发大量的热量，这些热量必须及时传导走，否则会造成it电子设备热崩溃宕机，给国家和社会带来严重的经济损失。目前，通信基站多采用3p分体空调散热问题，因而空调能耗占据通信基站总能耗的40％～50％，再由于通信基站数量众多，每年需要花费巨额的空调电费。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种模块化容错式新风空调机及其控制方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种模块化容错式新风空调机，包括箱体，还包括：设置在箱体内的用于固定安装智能控制箱的智能控制箱固定安装座和用于固定安装m个容错式模块的m个容错式模块固定安装座；其中m为大于1的正整数；智能控制箱固定安装在智能控制箱固定安装座上；

m个容错式模块包括第1容错式模块、第2容错式模块、第3容错式模块、……、第m容错式模块，m个容错式模块固定安装座包括第1容错式模块固定安装座、第2容错式模块固定安装座、第3容错式模块固定安装座、……、第m容错式模块固定安装座；其第1容错式模块固定安装在第1容错式模块固定安装座上、第2容错式模块固定安装在第2容错式模块固定安装座上、第3容错式模块固定安装在第3容错式模块固定安装座上、……、第m容错式模块固定安装在第m容错式模块固定安装座上；

任一容错式模块包括：自然通风模块和压缩制冷模块；压缩制冷模块工作时能将自然通风模块中的空气降温；

所述自然通风模块包括：第一进风格栅、蒸发湿膜、高效过滤层、轴流送风机、送风格栅；

从左至右依次是第一进风格栅、蒸发湿膜、高效过滤层、轴流送风机、送风格栅，即所述第一进风格栅位于最左侧，蒸发湿膜位于第一进风格栅的右侧，高效过滤层位于蒸发湿膜的左侧，蒸发器位于高效过滤层的右侧，轴流送风机位于蒸发器的右侧，轴流送风机的转速控制端与控制器的转速控制端相连，送风格栅位于轴流送风机的右侧；

还包括数据采集模块，数据采集模块包括进风温湿度传感器、出风温湿度传感器、第一压差传感器、第二压差传感器之一或者任意组合；

所述进风温湿度传感器的进风温湿度数据输出端与控制器的进风温湿度数据输入端相连，进风温湿度传感器设置安装于第一进风格栅处，用于记录、存储进风环境温湿度数据；

所述出风温湿度传感器的出风温湿度数据输出端与控制器的出风温湿度数据输入端相连，出风温湿度传感器设置安装于送风格栅，用于记录、存储出风环境温湿度数据；

所述第一压差传感器位于蒸发湿膜上，通过获取蒸发湿膜左右侧空气的压差，得到第一压差信号；控制器通过第一压差信号判断蒸发湿膜的脏堵和异常情况；

所述第二压差传感器位于高效过滤层上，通过获取高效过滤层左右侧空气的压差，得到第二压差信号；控制器通过第二压差信号判断高效过滤层的脏堵和异常情况；

所述第一进风格栅用于外进风；

所述蒸发湿膜用于吸热，使进入新风空调机内的自然空气降温和湿洗；

所述高效过滤层为插拔式高效过滤层，用于净化空气；

所述轴流送风机，用于将空气通送风格栅送入房间；

每个容错式模块中的控制器与智能控制箱相连，智能控制箱根据接收的模式执行以下操作：

模式一，自然通风模式：自然通风模块工作，压缩制冷模块不工作；

模式二，压缩制冷模式：自然通风模块和压缩制冷模块同时工作。

在本发明的一种优选实施方式中，所述压缩制冷模块包括：蒸发器，蒸发器设置于高效过滤层和轴流送风机之间，蒸发器工作时，将流过蒸发器的空气制冷。

在本发明的一种优选实施方式中，所述智能控制箱采用plc逻辑控制器，用于自动切换新风空调机的运行模式；智能控制本新风空调机的启停、运行和故障报警；和自动记录能耗数据和数据分析。

在本发明的一种优选实施方式中，所述第一压差传感器、第二压差传感器采用的型号为qbm2030-1u。

在本发明的一种优选实施方式中，所述进风温湿度传感器、出风温湿度传感器采用的型号为htu21d。

本发明还公开了一种模块化容错式新风空调机的控制方法，包括：

s1，第1容错式模块工作；

s11，启动自然通风模块：

空气自第一进风格栅进入，首先通过蒸发湿膜吸热，使进入新风空调机内的自然空气降温和湿洗，然后再经过高效过滤层净化，进入不工作状态下的压缩制冷模块，最后由轴流送风机，将空气通过进风短管和送风格栅输出；

s12，进风温湿度传感器检测温度，并将检测到的温度信号传给智能控制箱，从而判断温度是否位高于x℃，若是，执行下一步骤；若否，则跳转执行步骤s11；

s13，启动压缩制冷模块：

空气自第一进风格栅进入，首先通过蒸发湿膜吸热，使进入新风空调机内的自然空气降温和湿洗，然后再经过高效过滤层净化，进入工作状态下的压缩制冷模块，最后由轴流送风机，将冷空气通过进风短管和送风格栅输出；

同时制冷循环从热空气中交换出的热量，被压缩机排至冷凝器，环境冷空气自侧进风口吸入，流过冷凝器，带走热量，被散热风扇排到环境中；

s14，δt时间后，出风温湿度传感器检测温度，并将检测到的温度信号传给智能控制箱，从而判断温度是否位高于x℃，若是，执行下一步骤；若否，则跳转执行步骤s13；

s2，第2容错式模块工作；

s21，启动自然通风模块：

空气自第一进风格栅进入，首先通过蒸发湿膜吸热，使进入新风空调机内的自然空气降温和湿洗，然后再经过高效过滤层净化，进入不工作状态下的压缩制冷模块，最后由轴流送风机，将空气通过进风短管和送风格栅输出；

s22，进风温湿度传感器检测温度，并将检测到的温度信号传给智能控制箱，从而判断温度是否位高于x℃，若是，执行下一步骤；若否，则跳转执行步骤s21；

s23，启动压缩制冷模块：

空气自第一进风格栅进入，首先通过蒸发湿膜吸热，使进入新风空调机内的自然空气降温和湿洗，然后再经过高效过滤层净化，进入工作状态下的压缩制冷模块，最后由轴流送风机，将冷空气通过进风短管和送风格栅输出；

同时制冷循环从热空气中交换出的热量，被压缩机排至冷凝器，环境冷空气自侧进风口吸入，流过冷凝器，带走热量，被散热风扇排到环境中；

s24，δt时间后，出风温湿度传感器检测温度，并将检测到的温度信号传给智能控制箱，从而判断温度是否位高于x℃，若是，执行下一步骤；若否，则跳转执行步骤s23；

s3，第3容错式模块工作；

s31，启动自然通风模块：

空气自第一进风格栅进入，首先通过蒸发湿膜吸热，使进入新风空调机内的自然空气降温和湿洗，然后再经过高效过滤层净化，进入不工作状态下的压缩制冷模块，最后由轴流送风机，将空气通过进风短管和送风格栅输出；

s32，进风温湿度传感器检测温度，并将检测到的温度信号传给智能控制箱，从而判断温度是否位高于x℃，若是，执行下一步骤；若否，则跳转执行步骤s31；

s33，启动压缩制冷模块：

空气自第一进风格栅进入，首先通过蒸发湿膜吸热，使进入新风空调机内的自然空气降温和湿洗，然后再经过高效过滤层净化，进入工作状态下的压缩制冷模块，最后由轴流送风机，将冷空气通过进风短管和送风格栅输出；

同时制冷循环从热空气中交换出的热量，被压缩机排至冷凝器，环境冷空气自侧进风口吸入，流过冷凝器，带走热量，被散热风扇排到环境中；

s34，δt时间后，出风温湿度传感器检测温度，并将检测到的温度信号传给智能控制箱，从而判断温度是否位高于x℃，若是，执行下一步骤；若否，则跳转执行步骤s33；

........；

sm，第m容错式模块工作；

sm1，启动自然通风模块：

空气自第一进风格栅进入，首先通过蒸发湿膜吸热，使进入新风空调机内的自然空气降温和湿洗，然后再经过高效过滤层净化，进入不工作状态下的压缩制冷模块，最后由轴流送风机，将空气通过进风短管和送风格栅输出；

sm2，进风温湿度传感器检测温度，并将检测到的温度信号传给智能控制箱，从而判断温度是否位高于x℃，若是，执行下一步骤；若否，则跳转执行步骤sm1；

sm3，启动压缩制冷模块：

空气自第一进风格栅进入，首先通过蒸发湿膜吸热，使进入新风空调机内的自然空气降温和湿洗，然后再经过高效过滤层净化，进入工作状态下的压缩制冷模块，最后由轴流送风机，将冷空气通过进风短管和送风格栅输出；

同时制冷循环从热空气中交换出的热量，被压缩机排至冷凝器，环境冷空气自侧进风口吸入，流过冷凝器，带走热量，被散热风扇排到环境中。

在本发明的一种优选实施方式中，还包括通过移动智能手持设备查看模块化容错式新风空调机的运行参数，其通过移动智能手持设备查看模块化容错式新风空调机的运行参数的方法包括以下步骤：

s91，是否接收到查看模块化容错式新风空调机的运行参数的控制命令：

若接收到查看模块化容错式新风空调机的运行参数的控制命令，则获取其移动智能手持设备的移动智能手持设备号码，对其获取的移动智能手持设备的移动智能手持设备号码进行md5计算，得到其云登陆码；

s92，云平台对其接收到的云登陆码与云平台存储的云登陆码存储库相核对，判断其接收到的云登陆码是否在云平台存储的云登陆码存储库中：

若接收到的云登陆码在云平台存储的云登陆码存储库中，执行步骤s93；

若接收到的云登陆码是否不在云平台存储的云登陆码存储库中，则提示登陆设备不正确；

s93，云平台向其移动智能手持设备发送通过码，该通过码为云登陆码进行md5计算得到的，判断其移动智能手持设备接收的通过码与移动智能手持设备计算得到的通过码是否相同：

若移动智能手持设备接收的通过码与移动智能手持设备计算得到的通过码相同，其移动智能手持设备计算得到的通过码为对移动智能手持设备计算得到的云登陆码进行进行md5计算；则移动智能手持设备登陆云平台通过，可以进行相应的模块化容错式新风空调机的运行参数进行查看；

若移动智能手持设备接收的通过码与移动智能手持设备计算得到的通过码不相同，则移动智能手持设备登陆云平台不通过。

在本发明的一种优选实施方式中，模块化容错式新风空调机的运行参数包括进风环境温湿度数据、出风环境温湿度数据、蒸发湿膜左右侧空气的压差、高效过滤层左右侧空气的压差之一或者任意组合。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.本发明装置采用模块化容错结构，具有高可靠运行安全性，同时可以长时间连续运行。当某工作单元模块发生故障时，30s内自动切换备用工作单元模块，对于故障功能模块可以不停机更换维修。

2.本发明装置直接利用自然空气冷源，并通过湿膜自然蒸发降温，可直接利用25℃～30℃高温位自然空气，大大提高了全年通信基站利用自然空气冷源的时段，从而使通信基站空调节能达到20％～30％。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明通信基站空调配置示意图。

图3是本发明通信基站3d布局示意图。

图4是本发明蒸发湿膜的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明提供了一种模块化容错式新风空调机，包括箱体，还包括：设置在箱体内的用于固定安装智能控制箱的智能控制箱固定安装座和用于固定安装m个容错式模块的m个容错式模块固定安装座；其中m为大于1的正整数；智能控制箱固定安装在智能控制箱固定安装座上；

m个容错式模块包括第1容错式模块、第2容错式模块、第3容错式模块、……、第m容错式模块，m个容错式模块固定安装座包括第1容错式模块固定安装座、第2容错式模块固定安装座、第3容错式模块固定安装座、……、第m容错式模块固定安装座；其第1容错式模块固定安装在第1容错式模块固定安装座上、第2容错式模块固定安装在第2容错式模块固定安装座上、第3容错式模块固定安装在第3容错式模块固定安装座上、……、第m容错式模块固定安装在第m容错式模块固定安装座上；

任一容错式模块如图1所示包括：自然通风模块和压缩制冷模块；压缩制冷模块工作时能将自然通风模块中的空气降温；

所述自然通风模块包括：第一进风格栅1、蒸发湿膜2、高效过滤层3、轴流送风机5、送风格栅7；

从左至右依次是第一进风格栅1、蒸发湿膜2、高效过滤层3、轴流送风机5、送风格栅7，即所述第一进风格栅1位于最左侧，蒸发湿膜2位于第一进风格栅1的右侧，高效过滤层3位于蒸发湿膜2的左侧，蒸发器4位于高效过滤层3的右侧，轴流送风机5位于蒸发器4的右侧，轴流送风机5的转速控制端与控制器的转速控制端相连，送风格栅7位于轴流送风机5的右侧；

还包括数据采集模块，数据采集模块包括进风温湿度传感器15、出风温湿度传感器18、第一压差传感器16、第二压差传感器17之一或者任意组合；

所述进风温湿度传感器15的进风温湿度数据输出端与控制器的进风温湿度数据输入端相连，进风温湿度传感器15设置安装于第一进风格栅1处，用于记录、存储进风环境温湿度数据；

所述出风温湿度传感器18的出风温湿度数据输出端与控制器的出风温湿度数据输入端相连，出风温湿度传感器18设置安装于送风格栅7，用于记录、存储出风环境温湿度数据；

所述第一压差传感器16位于蒸发湿膜2上，通过获取蒸发湿膜2左右侧空气的压差，得到第一压差信号；控制器通过第一压差信号判断蒸发湿膜2的脏堵和异常情况；

所述第二压差传感器17位于高效过滤层3上，通过获取高效过滤层3左右侧空气的压差，得到第二压差信号；控制器通过第二压差信号判断高效过滤层3的脏堵和异常情况；

所述第一进风格栅1用于进风；

所述蒸发湿膜2用于吸热，使进入新风空调机内的自然空气降温和湿洗；

所述高效过滤层3为插拔式高效过滤层，用于净化空气；

所述轴流送风机5，用于将空气通过进风短管6和送风格栅7送入房间内部；

每个容错式模块中的控制器与智能控制箱相连，智能控制箱根据接收的模式执行以下操作：

模式一，自然通风模式：自然通风模块工作，压缩制冷模块不工作；

模式二，压缩制冷模式：自然通风模块和压缩制冷模块同时工作。

在本发明的一种优选实施方式中，所述压缩制冷模块包括：蒸发器4，蒸发器4设置于高效过滤层3和轴流送风机5之间，蒸发器4工作时，将流过蒸发器4的空气制冷。压缩制冷模块还包括蒸发器4、散热进风口10、冷凝器11、压缩机12、第一散热风扇13；其蒸发器4、冷凝器11、压缩机12、蒸发器4、散热进风口10、第一散热风扇13的连接安装关系为现有技术，在此不做赘述。

在本发明的一种优选实施方式中，所述智能控制箱采用plc逻辑控制器，用于自动切换新风空调机的运行模式；智能控制本新风空调机的启停、运行和故障报警；和自动记录能耗数据和数据分析。

在本发明的一种优选实施方式中，所述第一压差传感器16、第二压差传感器17采用的型号为qbm2030-1u。

在本发明的一种优选实施方式中，所述进风温湿度传感器15、出风温湿度传感器18采用的型号为htu21d。

本发明还公开了一种模块化容错式新风空调机的控制方法，包括：

s1，第1容错式模块工作；

s11，启动自然通风模块：

空气自第一进风格栅1进入，首先通过蒸发湿膜2吸热，使进入新风空调机内的自然空气降温和湿洗，然后再经过高效过滤层3净化，进入不工作状态下的压缩制冷模块(蒸发器4)，最后由轴流送风机5，将空气通过进风短管6和送风格栅7输出；

s12，进风温湿度传感器15检测温度，并将检测到的温度信号传给智能控制箱，从而判断温度是否位高于x℃，若是，执行下一步骤；若否，则跳转执行步骤s11；

s13，启动压缩制冷模块：

空气自第一进风格栅1进入，首先通过蒸发湿膜2吸热，使进入新风空调机内的自然空气降温和湿洗，然后再经过高效过滤层3净化，进入工作状态下的压缩制冷模块(蒸发器4)，最后由轴流送风机5，将冷空气通过进风短管6和送风格栅7输出；

同时制冷循环从热空气中交换出的热量，被压缩机12排至冷凝器11，环境冷空气自侧进风口10吸入，流过冷凝器11，带走热量，被散热风扇13排到环境中；

s14，δt时间后，出风温湿度传感器18检测温度，并将检测到的温度信号传给智能控制箱，从而判断温度是否位高于x℃，若是，执行下一步骤；若否，则跳转执行步骤s13；

s2，第2容错式模块工作；

s21，启动自然通风模块：

空气自第一进风格栅1进入，首先通过蒸发湿膜2吸热，使进入新风空调机内的自然空气降温和湿洗，然后再经过高效过滤层3净化，进入不工作状态下的压缩制冷模块(蒸发器4)，最后由轴流送风机5，将空气通过进风短管6和送风格栅7输出；

s22，进风温湿度传感器15检测温度，并将检测到的温度信号传给智能控制箱，从而判断温度是否位高于x℃，若是，执行下一步骤；若否，则跳转执行步骤s21；

s23，启动压缩制冷模块：

空气自第一进风格栅1进入，首先通过蒸发湿膜2吸热，使进入新风空调机内的自然空气降温和湿洗，然后再经过高效过滤层3净化，进入工作状态下的压缩制冷模块(蒸发器4)，最后由轴流送风机5，将冷空气通过进风短管6和送风格栅7输出；

同时制冷循环从热空气中交换出的热量，被压缩机12排至冷凝器11，环境冷空气自侧进风口10吸入，流过冷凝器11，带走热量，被散热风扇13排到环境中；

s24，δt时间后，出风温湿度传感器18检测温度，并将检测到的温度信号传给智能控制箱，从而判断温度是否位高于x℃，若是，执行下一步骤；若否，则跳转执行步骤s23；

s3，第3容错式模块工作；

s31，启动自然通风模块：

空气自第一进风格栅1进入，首先通过蒸发湿膜2吸热，使进入新风空调机内的自然空气降温和湿洗，然后再经过高效过滤层3净化，进入不工作状态下的压缩制冷模块，最后由轴流送风机5，将空气通过进风短管6和送风格栅7输出；

s32，进风温湿度传感器15检测温度，并将检测到的温度信号传给智能控制箱，从而判断温度是否位高于x℃，若是，执行下一步骤；若否，则跳转执行步骤s31；

s33，启动压缩制冷模块：

空气自第一进风格栅1进入，首先通过蒸发湿膜2吸热，使进入新风空调机内的自然空气降温和湿洗，然后再经过高效过滤层3净化，进入工作状态下的压缩制冷模块，最后由轴流送风机5，将冷空气通过进风短管6和送风格栅7输出；

同时制冷循环从热空气中交换出的热量，被压缩机12排至冷凝器11，环境冷空气自侧进风口10吸入，流过冷凝器11，带走热量，被散热风扇13排到环境中；

s34，δt时间后，出风温湿度传感器18检测温度，并将检测到的温度信号传给智能控制箱，从而判断温度是否位高于x℃，若是，执行下一步骤；若否，则跳转执行步骤s33；

........；

sm，第m容错式模块工作；

sm1，启动自然通风模块：

空气自第一进风格栅1进入，首先通过蒸发湿膜2吸热，使进入新风空调机内的自然空气降温和湿洗，然后再经过高效过滤层3净化，进入不工作状态下的压缩制冷模块，最后由轴流送风机5，将空气通过进风短管6和送风格栅7输出；

sm2，进风温湿度传感器15检测温度，并将检测到的温度信号传给智能控制箱，从而判断温度是否位高于x℃，若是，执行下一步骤；若否，则跳转执行步骤sm1；

sm3，启动压缩制冷模块：

空气自第一进风格栅1进入，首先通过蒸发湿膜2吸热，使进入新风空调机内的自然空气降温和湿洗，然后再经过高效过滤层3净化，进入工作状态下的压缩制冷模块，最后由轴流送风机5，将冷空气通过进风短管6和送风格栅7输出；

同时制冷循环从热空气中交换出的热量，被压缩机12排至冷凝器11，环境冷空气自侧进风口10吸入，流过冷凝器11，带走热量，被散热风扇13排到环境中。

在本发明的一种优选实施方式中，还包括通过移动智能手持设备查看模块化容错式新风空调机的运行参数，其通过移动智能手持设备查看模块化容错式新风空调机的运行参数的方法包括以下步骤：

s91，是否接收到查看模块化容错式新风空调机的运行参数的控制命令：

若接收到查看模块化容错式新风空调机的运行参数的控制命令，则获取其移动智能手持设备的移动智能手持设备号码，对其获取的移动智能手持设备的移动智能手持设备号码进行md5计算，得到其云登陆码；其云登陆码的计算方法为：

m1′＝md5(m1)，

其中，md5()表示md5算法；

m1表示移动智能手持设备号码；

m1′表示登陆码；其值为16位16进制的数值。

s92，云平台对其接收到的云登陆码与云平台存储的云登陆码存储库相核对，判断其接收到的云登陆码是否在云平台存储的云登陆码存储库中：

若接收到的云登陆码在云平台存储的云登陆码存储库中，执行步骤s93；

若接收到的云登陆码是否不在云平台存储的云登陆码存储库中，则提示登陆设备不正确；

s93，云平台向其移动智能手持设备发送通过码，该通过码为云登陆码进行md5计算得到的，判断其移动智能手持设备接收的通过码与移动智能手持设备计算得到的通过码是否相同：

若移动智能手持设备接收的通过码与移动智能手持设备计算得到的通过码相同，其移动智能手持设备计算得到的通过码为对移动智能手持设备计算得到的云登陆码进行进行md5计算；则移动智能手持设备登陆云平台通过，可以进行相应的模块化容错式新风空调机的运行参数进行查看；

若移动智能手持设备接收的通过码与移动智能手持设备计算得到的通过码不相同，则移动智能手持设备登陆云平台不通过。

在本发明的一种优选实施方式中，模块化容错式新风空调机的运行参数包括进风环境温湿度数据、出风环境温湿度数据、蒸发湿膜2左右侧空气的压差、高效过滤层3左右侧空气的压差之一或者任意组合。

通信基站应用场景下空调配置如图2所示，包括恒温蓄电池柜20、蓄电池柜空调21、智能控制柜22、通信机柜23、空调机24；其中恒温蓄电池柜20的温度不超过25℃，通信机柜23的柜内温度不超过35℃。

通信基站应用场景下3d布局如图3所示，包括：本发明提出的模块化容错式新风空调机31，控制系统30、恒温蓄电池柜34、智能控制柜32、智能排风机33。

如图4所示，包括集水盒，在集水盒上设置有用于固定安装蒸发湿膜2的蒸发湿膜安装架，蒸发湿膜2固定安装在蒸发湿膜安装架上，以及在集水盒上设置有用于排走集水盒中水份的排水管道28，在蒸发湿膜2的顶部设置有用于固定安装末端滴水器的末端滴水器安装座，末端滴水器固定安装在末端滴水器安装座上，末端滴水器与软水管202相连。通过软水管202供水使蒸发湿膜2的表面湿润，空气流过时，从而使空气温度下降；多余的水则通过排水管道28流出。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。