一体化空调器及其控制方法与流程

1.本发明属于空气调节技术领域，具体涉及一种一体化空调器及其控制方法。


背景技术：

2.随着5g时代的到来，通信产业得以快速发展，因此，各类基站空调得到快速发展和广泛应用。目前基站空调主要存在能耗较高、凝露及外侧进风口冬季结冰等问题，例如：冬季外界环境温度较低时，低温气体长时间由外侧进风口进入外侧腔体后，外侧进风口就会结冰堵塞的现象，使得外侧进风减少，影响换热效果，导致机组能效下降，增加系统能耗。


技术实现要素：

3.因此，本发明提供一种一体化空调器及其控制方法，能够克服相关技术中基站空调在低温环境下运行，外侧进风口容易结冰堵塞降低外侧进风量，进而降低机组换热效果及能效的不足。
4.为了解决上述问题，本发明提供一种一体化空调器，包括空调器主体，所述空调器主体包括壳体以及处于其内的隔板，所述隔板将所述壳体的内部空间分为室内侧空间与室外侧空间，对应所述室外侧空间的所述壳体上构造有室外进风口及室外出风口，所述室外出风口的内侧设有冷凝器，还包括接雪容器，还具有连接于所述室外出风口与所述接雪容器之间的导风风道，所述导风风道能够将所述室外出风口送出的热风引导至所述接雪容器内，还包括雪水连通系统，所述雪水连通系统包括第一管路、第二管路，所述第一管路与所述接雪容器连通，融化形成的雪水能够在所述第一管路中被加热后进入所述第二管路内，所述第二管路能够加热所述室外进风口。
5.在一些实施方式中，所述第一管路与所述冷凝器热耦合连接。
6.在一些实施方式中，所述导风风道包括与所述接雪容器连通的第一风道以及与外环境连通的第二风道，所述第一风道内设有第一风阀，所述第二风道内设有第二风阀。
7.在一些实施方式中，所述雪水连通系统还包括第三管路，所述第三管路与所述隔板朝向所述室外侧空间的一侧对应设置，在所述第一管路内被加热的雪水还能够进入所述第三管路内以加热所述隔板。
8.在一些实施方式中，所述雪水连通系统还包括第四管路，所述第四管路设置于所述室内侧空间中设置的蒸发器的出风侧，在所述第一管路内被加热的雪水还能够进入所述第四管路内以冷却所述蒸发器的出风气流。
9.在一些实施方式中，所述雪水连通系统还包括第五管路及水泵，所述第二管路、第三管路以及第四管路并联于所述第一管路、第五管路之间，且所述第一管路与所述第五管路之间连通，以使雪水能够在所述雪水连通系统中形成循环。
10.在一些实施方式中，所述水泵设置于所述第五管路上；和/或，所述第一管路上设有截止阀，且所述截止阀设置于所述第一管路与所述第五管路的连通点的上游位置；和/或，所述壳体上还构造有室内出风口，所述第五管路对应所述室内出风口设置。
11.在一些实施方式中，所述接雪容器的底部设有第一压力传感器；和/或，所述雪水连通系统还包括排水管路，所述排水管路上设有第二压力传感器，所述排水管路内设置有排水阀。
12.本发明还提供一种一体化空调器的控制方法，所述一体化空调器为上述的一体化空调器，包括：
13.获取第一压力传感器的第一实时压力值p1；
14.当所述第一实时压力值p1不低于第一设定压力值p
设1
时，控制第一风阀打开、第二风阀关闭、截止阀导通；
15.获取第四管路的出水温度th，根据th与预设温度值的大小关系，控制切换压缩机不同的运行状态。
16.在一些实施方式中，所述预设温度值包括第一预设值t1、第二预设值t2、第三预设值t3、第四预设值t4，t1＜t2＜t3＜t4；
17.当th≤t1时，控制压缩机停机；或者，
18.当t1＜th≤t2时，控制压缩机以第一频率运行；或者，
19.当t2＜th≤t3时，控制压缩机以第二频率运行；或者，
20.当t3＜th时，控制压缩机以第三频率运行；
21.其中，第一频率＜第二频率＜第三频率。
22.在一些实施方式中，所述控制方法还包括：
23.获取第二压力传感器的第二实时压力值p2；
24.当所述第二实时压力值p2不低于第二设定压力值p
设2
时，控制排水阀导通。
25.本发明提供的一种一体化空调器及其控制方法，能够利用所述室外出风口送出的热风将承接于所述接雪容器中的雪融化，并在所述第一管路中被加热升温后流至所述第二管路中对所述室外进风口加热升温，从而能够有效防止在低温环境下所述室外进风口处的结冰现象的出现。
附图说明
26.图1为本发明一种实施例的一体化空调器的内部结构示意图(原理性示意，略去压缩机等部件)；
27.图2为本发明另一种实施例的一体化空调器的控制流程示意图。
28.附图标记表示为：
29.11、壳体；12、隔板；13、室外进风口；14、室外出风口；15、冷凝器；16、蒸发器；17、第一风机；18、第二风机；191、室内出风口；192、室内进风口；2、接雪容器；21、第一管路；22、第二管路；23、第三管路；24、第四管路；25、第五管路；26、水泵；27、截止阀；28、排水阀；3、导风风道；31、第一风阀；32、第二风阀；41、第一压力传感器；42、第二压力传感器。
具体实施方式
30.结合参见图1至图2所示，根据本发明的实施例，提供一种一体化空调器，尤其是一种基站空调器，包括空调器主体，所述空调器主体包括壳体11以及处于其内的隔板12、压缩机(图中未示出)、第一风机17、第二风机18、蒸发器16、冷凝器15、节流元件(图中未示出)，
而可以理解的是，所述压缩机、冷凝器15、节流元件、蒸发器16通过相应的管路形成冷媒循环，以能够对基站内的空气进行制冷，所述隔板12将所述壳体11的内部空间分为室内侧空间与室外侧空间，对应所述室外侧空间的所述壳体11上构造有室外进风口13及室外出风口14，对应所述室内侧空间的所述壳体11上构造有室内出风口191及室内进风口192，所述室外出风口14的内侧设有所述冷凝器15，所述室内进风口192的内侧设有所述蒸发器16，还包括接雪容器2(具体例如一个接雪盘)，用于承接外环境中的降雪，还具有连接于所述室外出风口14与所述接雪容器2之间的导风风道3，所述导风风道3能够将所述室外出风口14送出的热风(也所述冷凝器15换热后)引导至所述接雪容器2内，以融化所述接雪容器2内的积雪，还包括雪水连通系统，所述雪水连通系统包括第一管路21、第二管路22，所述第一管路21与所述接雪容器2连通，融化形成的雪水能够在所述第一管路21中被加热后进入所述第二管路22内，所述第二管路22能够加热所述室外进风口13，具体例如，所述第二管路22可以镶嵌于所述室外进风口13的内侧或者近距离的设置于所述室外进风口13内，甚至设置于所述室外进风口13的外侧位置，而只要能够将所述第二管路22内雪水的热量传导至所述室外进风口13处的方式皆可。该技术方案中，能够利用所述室外出风口14送出的热风将承接于所述接雪容器2中的雪融化，并在所述第一管路21中被加热升温后流至所述第二管路22中对所述室外进风口13加热升温，从而能够有效防止在低温环境下所述室外进风口13处的结冰现象的出现。
31.在一些实施方式中，所述第一管路21与所述冷凝器15热耦合连接，所述热耦合为所述第一管路21内的雪水能够与所述冷凝器15内的冷媒进行换热的连接，所述第一管路21与所述冷凝器15两者可以有接触(例如第一管路21盘设于所述冷凝器15的换热芯部上)或者无接触(例如所述第一管路21与所述冷凝器15之间具有较小的间隙，但不影响两者之间的热传导)，只要两者能够形成热传递的设置方式皆可。所述冷凝器15与所述第一管路21内的雪水进行换热后能够降低冷凝压力，提高空调系统能力及能效比，解决现有一体化空调(也即本发明的一体化空调器)能耗高的问题。
32.在一些实施方式中，所述导风风道3包括与所述接雪容器2连通的第一风道以及与外环境连通的第二风道，所述第一风道内设有第一风阀31，所述第二风道内设有第二风阀32，具体的，所述接雪容器2设置在所述壳体11的顶部位置，此时，所述第一风道需要进行必要的弯道设计，以将所述室外出风口14中流出的热风引导至所述接雪容器2中，而所述第二风道则与所述室外出风口14直线连通，在需要融雪的时候控制打开所述第一风阀31而关闭所述第二风阀32，以使热风被引导至所述接雪容器2内，而在无需融雪的时候则控制关闭所述第一风阀31而打开所述第二风阀32，以使热风顺畅排出至室外环境，保证冷凝器15的换热效率。
33.所述雪水连通系统还包括第三管路23，所述第三管路23与所述隔板12朝向所述室外侧空间的一侧对应设置，在所述第一管路21内被加热的雪水还能够进入所述第三管路23内以加热所述隔板12，具体的，所述第三管路23可以盘设于所述隔板12上，如此能够保证所述隔板12的温度高于凝露温度，防止室内侧隔板12的凝露现象的发生。
34.所述雪水连通系统还包括第四管路24，所述第四管路24设置于所述室内侧空间中设置的蒸发器16的出风侧(具体可以盘设于所述蒸发器16的换热芯部的出风侧上)，在所述第一管路21内被加热的雪水还能够进入所述第四管路24内以冷却所述蒸发器16的出风气
流，所述第四管路24中的高温雪水与所述蒸发器16换热后提高蒸发压力，进而提高空调系统能力及能效比，进一步解决现有一体化空调能耗高的问题。
35.所述雪水连通系统还包括第五管路25及水泵26，所述第二管路22、第三管路23以及第四管路24并联于所述第一管路21、第五管路25之间，且所述第一管路21与所述第五管路25之间连通，以使雪水能够在所述雪水连通系统中形成循环，所述水泵26的设置能够使所述循环更加顺畅。
36.所述第一管路21、第二管路22、第三管路23、第四管路24以及第五管路25具体皆可以采用盘管，以增大在对应位置的换热面积，保证换热效率。
37.在一些实施方式中，所述水泵26设置于所述第五管路25上，以能够采用一个所述水泵26即可实现对前述并联的第二管路22、第三管路23及第四管路24内的雪水的循环驱动，简化管路设计并降低成本；和/或，所述第一管路21上设有截止阀27，且所述截止阀27设置于所述第一管路21与所述第五管路25的连通点的上游位置，以能够控制所述雪水连通系统的雪水流入与否。
38.在一些实施方式中，所述第五管路25对应所述室内出风口191设置，以能够对所述室内出风口191的气流在流出之前的温度进一步降低。
39.在一些实施方式中，所述接雪容器2的底部设有第一压力传感器41，用于检测所述接雪容器2内的雪量，以根据雪量的大小决定是否对其进行融化后利用；和/或，所述雪水连通系统还包括排水管路，所述排水管路上设有第二压力传感器42，所述排水管路内设置有排水阀28，所述排水阀28的通断受控于所述第二压力传感器42的检测信号，具体的，在所述雪水连通系统中的水压较大时能够进行排水，防止压力过高。
40.根据本发明的实施例，还提供一种一体化空调器的控制方法，所述一体化空调器为上述的一体化空调器，包括：
41.获取第一压力传感器41的第一实时压力值p1；
42.当所述第一实时压力值p1不低于第一设定压力值p
设1
时，控制第一风阀31打开、第二风阀32关闭、截止阀27导通；
43.获取第四管路24的出水温度th，根据th与预设温度值的大小关系，控制切换压缩机不同的运行状态。
44.具体的，所述预设温度值包括第一预设值t1、第二预设值t2、第三预设值t3、第四预设值t4，t1＜t2＜t3＜t4；
45.当th≤t1时，控制压缩机停机；或者，
46.当t1＜th≤t2时，控制压缩机以第一频率运行；或者，
47.当t2＜th≤t3时，控制压缩机以第二频率运行；或者，
48.当t3＜th时，控制压缩机以第三频率运行；
49.其中，第一频率＜第二频率＜第三频率。
50.在一些实施方式中，所述控制方法还包括：
51.间隔预设时间获取第二压力传感器42的第二实时压力值p2；
52.当所述第二实时压力值p2不低于第二设定压力值p
设2
时，控制排水阀28导通。
53.以下结合图1对本发明的技术方案进一步阐述：
54.一体化空调器主要有制冷系统四大部件、接雪盘、第一风阀31、第二风阀32、融雪
管路(也即雪水连通系统)、水泵26、管路压力传感器(包括第一压力传感器41及第二压力传感器42)等主要零部件组成，此一体化空调主要有四个循环系统，分别为制冷循环系统、外侧循环系统、内侧循环系统和融雪系统。
55.(1)制冷循环系统：高温气态冷媒从压缩机排气进入冷凝器15，冷凝成高温液态冷媒，经节流机构毛细管(也即节流元件)成为低温气液两相冷媒进入蒸发器16，与柜内高温空气进行换热后，变成气态冷媒，流入压缩机压缩成为高温气态冷媒，往复循环；
56.(2)内循环系统：室内热风由第二风机18引入，盘绕在蒸发器16上的高温雪水管路gh(也即第四管路24)与蒸发器16换热后，吸入的热风变成冷风，再吹入室内。
57.(3)外循环系统：室外风由第一风机17引入机组后与管路ef段(也即第二管路22)进行换热，再由第一风机17吹向上面与管段ab(也即第一管路21)进行换热后再与冷凝器15进行换热，最后将热风吹入室外侧或接雪盘(也即接雪容器2)内。
58.(4)融雪系统：融化后雪水先与冷凝器15进行换热后分为三路，第一路(也即第二管路22)与室外进风口13进行换热，第二路(也即第四管路24)与蒸发器16进行换热，第三路(也即第三管路23)与隔板12进行换热，然后三路集合后由第二风机18将冷风吹入室内侧，最后与进水口(处于所述第一管路21上)融合。
59.当接雪盘上压力传感器(也即第一压力传感器41)检测值大于设定值时，系统启动融雪模式，此时第二风阀32关闭，第一风阀31开启，水泵26开启。冷凝侧热风由第一风阀31进入接雪盘，使其融化为温度较低的雪水，温度较低的雪水进入融雪管(该管路可以是一定直径的毛细管网，根据不同回路盘布方式有所区别)先与冷凝器15进行换热，换热后变为高温雪水到达b点，之后分为三条流路，分别为bef段、bcd段、bgh段，起到防冻、防凝露、提能效的效果。
60.流路ab段、bgh段用于提高系统能力及能效比：冷凝器15与低温雪水进行换热后降低冷凝压力，蒸发器16与高温雪水换热后提高蒸发压力，进而提高系统能力及能效比，解决现有一体化空调能耗高的问题。
61.bef段进风口防冻流路：高温雪水在重力的作用下流进室外进风口13防冻盘管，对进风口部件进行热量传导，防止冬季较冷空气中的水蒸气在进风口冰冻，防止冻堵；
62.bcd隔板12防凝露流路：通过开启水泵26使高温雪进入隔板12顶部，在重力作用下沿隔板12上排布的管路进行热量传导，使隔板12温度升高，防止隔板12温度低于空气露点温度产生凝露，进而避免有水吹入散热设备间，造成严重后果，提高机组运行的可靠性。
63.所述一体化空调主要分为压缩制冷模式、复合制冷模式、融雪模式三种形式，管路中设有温度传感器，用于检测h点温度，通过th的温度变化，机组根据指定逻辑开启节能运行模式，模式切换如下表所示：
64.例如，设备间冬季需求温度为35℃，th温度对应几种工作区间，
65.温度区间th≤15℃15℃＜th≤25℃25℃＜th≤35℃th＞35℃压缩机状态关闭开启开启开启压缩机频率/超低频低频额定频率
66.此例对应的控制逻辑图中参数：t1＝15℃，t2＝25℃，t3＝35℃
67.运行流程为：整机开机后，系统进入常规制冷运行，分布在接雪盘上的压力传感器开始检测接雪盘表面压力值，压力值未达到设定值时，系统继续运行常规制冷模式，当第一
压力传感器p1≥p
设1
时，第一风阀31开机，第二风阀32关闭，截止阀27开启，系统启动融雪模式，开始融雪，同时开始检测雪水温度th(也即h点的雪水温度)，th≤t1时，压缩机停机，系统只运行融雪循环，即此时进入节能运行模式；当t1＜th≤t2时，压缩机启动超低频运行，系统开始复合制冷模式；当t2＜th≤t3时，压缩机超低频运行转低频运行；当th＞t3时，压缩机恢复常规制冷运行状态。此外，融雪系统运行过程中，排水阀28默认状态为常闭，当第二压力传感器42检测到压力大于设定值时，排水阀28开启，t0(例如5min)检测一次，当压力小于设定值时，排水阀关闭，保证回路正常运行。
68.本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
69.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。