[发明专利]一种智能自然冷源节能系统及其恒压控制方法

说明书

一种智能自然冷源节能系统及其恒压控制方法，属于自然冷源室内冷热交换技术领域，该智能自然冷源节能系统，包括空气过滤器、空气压力采集模块、控制器、恒压装置、送风机，空气压力采集模块的信号输出端与控制器的信号输入端连接，控制器的信号输出端与恒压装置的信号输入端相连，恒压装置连接在空气过滤器上，本发明的有益效果是，该系统采用空气过滤器恒压技术，使自然冷源制冷量始终保持在相对恒定范围内，无需选用变速风机或大风压风机，使系统控制简单化，使自然冷源系统达到了节能的目的，降低了设备投入成本和后期的维修成本。

技术领域

本发明涉及自然冷源室内冷热交换技术领域，尤其涉及一种智能自然冷源节能系统及其恒压控制方法。

背景技术

智能自然冷源节能系统通过引入自然冷源进行室内的冷热交换，在自然冷、热源满足应用场景的温度能量需求的情况下停止空调工作，从而减少具有压缩机的空调使用时长，大量减少相对高功耗低能效比的用电量，实现节能降耗。特别是采用自然冷源在室外温度低于机房温度的情况下引入机房替代机房空调工作，需要说明的是通信机房由于机房内设备发热量很高在部分地区均需全年进行制冷降温，确保通信设备的运行温度安全。这一空调节能技术解决方式已得到通信运营商广泛应用，并通过实际使用节能效果明显。而且随着数据中心等机房生产设备集成度增加，单位面积热负荷成倍增加，原来一个机柜的热负载约为2-4kw，而现在高密度机柜的热负载可达15-40kw。所以机房空调节能降耗需求越来越显现出来。未来该种节能解决方案会延伸应用到如电力、广电、铁路、银行等一切有通信机房的广泛应用场景。

通过节能型智能自然冷源节能系统在实际使用过程中及现有产品及其技术也发现其存在一些问题。主要问题为以下几点：

1、目前已知的智能自然冷源节能系统的空气净化方式，均采用物理阻挡方式进行过滤，包括采用金属网过滤网、化纤材质过滤棉、纸质过滤材料等方式，在采用上述物理阻挡过滤方式时，均不可避免的因为过滤材质的堵塞造成过滤器两端的压力差增大，从而造成风机送风阻力加大，造成送风量减少，也就是自然冷源的制冷量减少。

2、影响自然冷源系统运行过程中供冷能力下降原因主要由于室内外温差减少、过滤器压差增大等原因造成的。根据暖通专业知识，风机送风量及送风距离是由风机所需全压、静压、余压决定，当空气过滤系统堵塞后，造成过滤器两侧的压力差增大，这就势必需要消耗更多的风机静态压力，从而造成风机送风量减少，必然送入的自然冷源制冷量减少。从而不满足制冷需求，传统做法是增加风机压力值，从而造成节能设备整机功耗加大，节能率下降。而风机成本与风机功率成正比，这又需增加设备成本。同时由于风机加大会产生如设备体积增大而增加的生产成本增大，运输成本加大、安装成本加大、噪音加大的问题。特别对于整体机房、基站、户外机柜等对空间利用率较高的场景，势必造成两难的情况，为了保证制冷量满足，需要增大设备体积，但应用场景有没有空间安装较大体积设备。

3、传统自然冷源对于风机压力设计是以过滤器终阻值作为风量标定点，也就是过滤器初阻值和过滤器终阻值的压力变化值有40％至60％的变化率。这就造成整个运行过程中风量变化非常大。制冷量也是同比变化。为克服该变化势必风机需采用变速风机，这将造成控制复杂，同时变速风机成本较定速风机成本高。由于控制复杂性增加，一方面增加成本，同时故障点增多，并不利于后期维护使用及操作。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种智能自然冷源节能系统，主要解决了传统的自然冷源系统为满足制冷需求，使节能设备功耗加大、投入成本增加、节能率下降的问题，目的在于，通过对传统的自然冷源系统进行改进，使过滤器的两端压力差值始终保持在一个变化率很小的范围内，将自然冷源制冷量在不考虑室内外温差情况下，始终保持在一个相对恒定范围内，无需选用变速风机或大风压风机，使系统控制简单化，降低了设备投入成本和后期的维修成本。