專利名稱：一種空調(diào)機(jī)組的精確送風(fēng)系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空調(diào)，具體地說，是涉及一種空調(diào)機(jī)組的精確送風(fēng)系統(tǒng)及其 實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
隨著國家對節(jié)能減排工作的日益重視，近年來國內(nèi)一些單位針對電信機(jī)房的節(jié)能 技術(shù)展開了研究，并開發(fā)了相關(guān)的設(shè)備，其中比較典型的一種改進(jìn)是采用新風(fēng)控制系統(tǒng)對 機(jī)房環(huán)境控制系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，實(shí)現(xiàn)方式是在機(jī)房內(nèi)增加一套獨(dú)立的新風(fēng)系統(tǒng)，但是這 種方案需要對機(jī)房進(jìn)行較大改造，因此，該方案應(yīng)用于大型機(jī)房尤其是應(yīng)用于設(shè)備密集的 機(jī)房時(shí)往往會(huì)受到較大的限制。更重要的是，現(xiàn)有的新風(fēng)系統(tǒng)只能由系統(tǒng)單向地對環(huán)境溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，并不能根 據(jù)環(huán)境溫度來改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)對環(huán)境溫度的調(diào)節(jié)，并達(dá)到一定的精確度。因此，新風(fēng) 系統(tǒng)由于長期單向工作不僅可能造成資源浪費(fèi)，而且也不能很好地對環(huán)境溫度進(jìn)行精確調(diào) 節(jié)，新風(fēng)系統(tǒng)的實(shí)用價(jià)值也并不能得到充分體現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種智能精確送風(fēng)空調(diào)，通過對其控制器的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對送風(fēng)量的精確控制，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種空調(diào)機(jī)組的精確送風(fēng)系統(tǒng)，主要包括風(fēng)機(jī)和控制器，所述控制器包括上位控制器 和下位控制器，其中上位控制器包括微處理器，分別與微處理器連接的輸入裝置、輸出裝 置、溫度傳感器和控制開關(guān)，所述下位控制器與該輸出裝置連接，而風(fēng)機(jī)則與下位控制器連 接?！矫妫錾衔豢刂破髦羞€設(shè)置有與微處理器連接的反饋模塊，該反饋模塊還 與下位控制器連接。為了便于工作人員觀察環(huán)境溫度是否正常，所述上位控制器中還設(shè)置有與微處理 器連接的顯示裝置。為了便于上位控制器與外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交流，和對其他用戶端的控制，所述上位 控制器中還設(shè)置有分別與微處理器連接的通訊端口和脈沖寬度調(diào)整器。另一方面，所述下位控制器包括依次連接的濾波器、電壓檢測模塊、頻率跟蹤模 塊、PWM控制器、電流檢測模塊、頻率檢測模塊、控制模塊和隔離驅(qū)動(dòng)模塊。為了防止風(fēng)機(jī)繞組產(chǎn)生的諧波對風(fēng)機(jī)電壓產(chǎn)生影響，所述下位控制器中還設(shè)置有 EMI濾波器，該EMI濾波器的輸入端與PWM控制器連接，輸出端與電流檢測模塊連接。進(jìn)一步地，為了避免上位控制器中輸出的控制信號(hào)受到外界信號(hào)的影響，并最終影響到風(fēng)機(jī)送風(fēng)量的準(zhǔn)確度，所述下位控制器中還設(shè)置有數(shù)字濾波器，該數(shù)字濾波器的輸 入端與頻率檢測模塊連接，輸出端與控制模塊連接，所述上位控制器中的輸出模塊通過該 數(shù)字濾波器與控制模塊連接。所述電流檢測模塊還與控制模塊直接連接。在上述硬件基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供了一種空調(diào)機(jī)組的精確送風(fēng)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法， 包括以下步驟
(1)通過溫度傳感器實(shí)時(shí)地采集空調(diào)機(jī)組應(yīng)用環(huán)境中的溫度，并處理成電信號(hào)傳輸至 微處理器；
(2)微處理器根據(jù)溫度傳感器采集到的環(huán)境溫度來控制脈沖寬度調(diào)整器進(jìn)行脈沖調(diào) 整，以調(diào)整上位控制器的輸出電壓；
(3)下位控制器對外部輸入的風(fēng)機(jī)電壓進(jìn)行電壓精確控制處理，然后與上位控制器的 輸出電壓共同進(jìn)行數(shù)字濾波；
(4)在控制模塊的控制下，將數(shù)字濾波后的風(fēng)機(jī)電壓和上位控制器的輸出電壓處理成 適合當(dāng)前環(huán)境溫度需要的調(diào)節(jié)電壓；
(5)隔離驅(qū)動(dòng)模塊采用光電隔離方式驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)在調(diào)節(jié)電壓作用下改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速， 向空調(diào)機(jī)組的應(yīng)用環(huán)境中定量送風(fēng)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)量的精確控制。所述步驟(3)中電壓精確控制處理包括以下步驟a.對外部輸入的風(fēng)機(jī)電壓進(jìn) 行濾波處理，過濾風(fēng)機(jī)電壓中的高次諧波；b.檢測風(fēng)機(jī)電壓值是否過高或過低，并對風(fēng)機(jī) 進(jìn)行高低壓保護(hù)；c.檢測風(fēng)機(jī)電壓的頻率，并控制其零點(diǎn)；d.過濾風(fēng)機(jī)繞組產(chǎn)生的諧波； e.判斷風(fēng)機(jī)是否過流、卡轉(zhuǎn)；f.檢測風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是否正常。所述脈沖寬度調(diào)整器主要是通過改變脈沖的寬度來調(diào)整設(shè)備的工作狀態(tài)，進(jìn)而控 制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)對溫度的調(diào)整。本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理通過實(shí)時(shí)獲取空調(diào)機(jī)組應(yīng)用環(huán)境的溫度，并根據(jù)實(shí)際溫度與 預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)值來確定溫度差，由此確定風(fēng)機(jī)需要送出的風(fēng)量；同時(shí)，對外部輸入的風(fēng)機(jī)電壓 進(jìn)行精確處理，盡可能地減小外部因數(shù)的影響，確保風(fēng)機(jī)在處理后的風(fēng)機(jī)電壓下送出的風(fēng) 量得到精確控制，使環(huán)境溫度在風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)下快速準(zhǔn)確地穩(wěn)定在預(yù)設(shè)的環(huán)境溫度標(biāo)準(zhǔn)值， 從而保證環(huán)境中設(shè)施的正常工作。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果
1.本發(fā)明構(gòu)思嚴(yán)謹(jǐn)，設(shè)計(jì)巧妙，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，可不對機(jī)房進(jìn)行任何改造，只須用 控制器替代原來的防靜電地板便實(shí)現(xiàn)了安裝。對于設(shè)備密集的機(jī)房來說，安裝方便具有極 高的實(shí)用價(jià)值，能夠?yàn)槭褂梅教峁O大的方便。2.本發(fā)明中控制器采用上下位控制器分別設(shè)計(jì)的模式，增加了控制系統(tǒng)的靈活 性并提高了可靠性。上位控制器在弱電工況下工作，主要負(fù)責(zé)信電采集、計(jì)算、通信等功能， 具有良好的功能擴(kuò)展性；下位控制器專門負(fù)責(zé)風(fēng)機(jī)的調(diào)速控制，有針對性地增加了電路的 抗干擾、電氣保護(hù)等功能，確保了可靠性。3.本發(fā)明通過環(huán)境中的實(shí)際溫度來決定風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量，并通過多重?cái)?shù)據(jù)處理手 段，盡可能地減少雜波對風(fēng)機(jī)電壓的影響，以保證送風(fēng)量得到精確控制，從而滿足調(diào)節(jié)環(huán)境 溫度的實(shí)際需要，避免調(diào)節(jié)過度的問題；同時(shí)，送風(fēng)量的精確控制，還能確保資源的充分利 用，避免能源浪費(fèi)，從而達(dá)到節(jié)約使用成本的目的。


圖1為本發(fā)明中上位控制器的系統(tǒng)框圖。圖2為本發(fā)明中下位控制器的系統(tǒng)框圖。圖3為本發(fā)明的系統(tǒng)流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，本發(fā)明的具體實(shí)施方式
包括但不 限于下述實(shí)施例。
實(shí)施例如圖1 圖2所示，一種空調(diào)機(jī)組的精確送風(fēng)系統(tǒng)，主要包括風(fēng)機(jī)，以及控制風(fēng)機(jī) 轉(zhuǎn)速的控制器。其中，控制器由上位控制器和下位控制器構(gòu)成，所述上位控制器主要用于采 集空調(diào)機(jī)組應(yīng)用環(huán)境的溫度，并由微處理器處理后產(chǎn)生控制風(fēng)機(jī)的控制信號(hào)，供下位控制 器使用；而下位控制器主要處理外部電源輸入的為風(fēng)機(jī)提供的工作電壓，除去其中的各種 不利影響，確保其精度，同時(shí)，對上位控制器輸出的控制信號(hào)進(jìn)行精度處理，并以此為依據(jù)， 使風(fēng)機(jī)在風(fēng)機(jī)電壓控制下，送出適當(dāng)?shù)娘L(fēng)量，將環(huán)境中的實(shí)際溫度準(zhǔn)確調(diào)節(jié)到與預(yù)先設(shè)定 的環(huán)境溫度值一致。具體地說，所述上位控制器在硬件組成上主要由微處理器、溫度傳感器、脈沖寬度 調(diào)整器、輸入裝置、輸出裝置和控制開關(guān)，另外，還設(shè)置有顯示裝置、反饋模塊和通訊接口。 所述微處理器負(fù)責(zé)處理來自各個(gè)功能模塊的數(shù)據(jù)信息，同對各個(gè)功能模塊實(shí)現(xiàn)控制；溫度 傳感器負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集環(huán)境溫度，并將之轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，傳輸至微處理器，供微處理器使用； 脈沖寬度調(diào)整器則用于在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)對擴(kuò)展的外部系統(tǒng)進(jìn)行電壓控制；輸入裝置用于向微 處理器輸入溫度預(yù)設(shè)置，以及緊急情況下人工調(diào)整電壓之用；輸出裝置用于輸出上位控制 器處理后的控制信號(hào)，供下位控制器使用；顯示裝置用于顯示當(dāng)前的環(huán)境溫度信息，以便工 作人員隨時(shí)檢查，防止系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)造成溫度過高影響機(jī)房設(shè)備的正常工作；反饋模塊 為系統(tǒng)提供信號(hào)補(bǔ)償，以減小誤差；通訊接口作為上位控制器與外部系統(tǒng)的連接端口，用于 實(shí)現(xiàn)與外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交流。所述下位控制器主要包括對外部輸入的風(fēng)機(jī)電壓進(jìn)行精確處 理的多個(gè)處理模塊，以及用于對外部輸入電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)的控制模塊和驅(qū)動(dòng)模塊，上述處理 模塊主要有濾波器、電壓檢測模塊、頻率跟蹤模塊、PWM控制器、EMI濾波器、電流檢測模塊 和頻率檢測模塊，其中，濾波器用于過濾來自電網(wǎng)的高次諧波，以及防止控制器的高次諧波 對電網(wǎng)形成反射；電壓檢測模塊用于檢測外部輸入的電壓高低，防止電壓過高或過低影響 風(fēng)機(jī)的正常工作甚至損壞風(fēng)機(jī)；頻率跟蹤模塊用于檢測電網(wǎng)的頻率，并控制其零點(diǎn)；PWM控 制器用于對電網(wǎng)中的功率進(jìn)行控制；EMI濾波器用于過濾風(fēng)機(jī)繞組產(chǎn)生的諧波；電流檢測 模塊用于判斷風(fēng)機(jī)是否過流、卡轉(zhuǎn)等意外情況，而頻率檢測模塊則用于檢測風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是 否正常。本發(fā)明的工作過程如下
在將本發(fā)明所述的硬件設(shè)施安裝于電信機(jī)房的制冷系統(tǒng)之后，首先打開控制開關(guān)，使 整個(gè)系統(tǒng)開始運(yùn)轉(zhuǎn)。此時(shí)，一方面，溫度傳感器開始實(shí)時(shí)地采集環(huán)境溫度，并將采集到的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，傳輸給微處理器，微處理器加入反饋模塊給出的反饋信號(hào)，對由溫度 信號(hào)轉(zhuǎn)換而來的電信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，減小系統(tǒng)給溫度信號(hào)帶來的誤差。另一方面，下位控制 器對外部輸入的風(fēng)機(jī)電壓進(jìn)行精度處理，首先過濾掉來自電網(wǎng)的高次諧波，減小外部雜波 對電壓信號(hào)的影響；此后，由電壓檢測模塊判斷該電壓值是否適合風(fēng)機(jī)，特別是判斷風(fēng)機(jī)電 壓是否過高或過低，風(fēng)機(jī)的工作電壓為220V或380V，如果外部輸入的風(fēng)機(jī)電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于 220V，將不能使風(fēng)機(jī)正常工作，而如果外部輸入的風(fēng)機(jī)電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于380V，將極可能會(huì)損壞 風(fēng)機(jī)。當(dāng)適合風(fēng)機(jī)工作的電壓到達(dá)頻率跟蹤模塊時(shí)，頻率跟蹤模塊對檢測電網(wǎng)的頻率，并控 制其零點(diǎn)，然后再由PWM控制器對功率進(jìn)行控制，保證其始終處于風(fēng)機(jī)能使用的功率范圍 內(nèi)，再經(jīng)過EMI濾波器對風(fēng)機(jī)繞組產(chǎn)生的諧波進(jìn)行過濾，最后由電流檢測模塊和頻率檢測 模塊判斷風(fēng)機(jī)是否過流和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速是否正常，若風(fēng)機(jī)的情況一切正常，下位控制器則由數(shù) 字濾波器對上位控制器輸出的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波，并在控制信號(hào)與精確處理后的風(fēng)機(jī)電壓 的作用下，使風(fēng)機(jī)向環(huán)境中定量送風(fēng)，保證環(huán)境溫度在該風(fēng)量的作用下調(diào)節(jié)至電信機(jī)房實(shí) 際需要的溫度，保證電信機(jī)房內(nèi)的設(shè)施正常工作。
按照上述實(shí)施例，便可很好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種空調(diào)機(jī)組的精確送風(fēng)系統(tǒng)，主要包括風(fēng)機(jī)和控制器，其特征在于，所述控制器包 括上位控制器和下位控制器，其中上位控制器包括微處理器，分別與微處理器連接的輸入 裝置、輸出裝置、溫度傳感器和控制開關(guān)，所述下位控制器與該輸出裝置連接，而風(fēng)機(jī)則與 下位控制器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空調(diào)機(jī)組的精確送風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于，所述上位控制 器中還設(shè)置有與微處理器連接的反饋模塊，該反饋模塊還與下位控制器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種空調(diào)機(jī)組的精確送風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于，所述上位控制 器中還設(shè)置有與微處理器連接的顯示裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種空調(diào)機(jī)組的精確送風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于，所述上位控制 器中還設(shè)置有分別與微處理器連接的通訊端口和脈沖寬度調(diào)整器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任意一項(xiàng)所述的一種空調(diào)機(jī)組的精確送風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述下位控制器包括依次連接的濾波器、電壓檢測模塊、頻率跟蹤模塊、PWM控制器、電流檢 測模塊、頻率檢測模塊、控制模塊和隔離驅(qū)動(dòng)模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種空調(diào)機(jī)組的精確送風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于，所述下位控制 器中還設(shè)置有EMI濾波器，該EMI濾波器的輸入端與PWM控制器連接，輸出端與電流檢測模 塊連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種空調(diào)機(jī)組的精確送風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于，所述下位控制 器中還設(shè)置有數(shù)字濾波器，該數(shù)字濾波器的輸入端與頻率檢測模塊連接，輸出端與控制模 塊連接，所述上位控制器中的輸出模塊通過該數(shù)字濾波器與控制模塊連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種空調(diào)機(jī)組的精確送風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于，所述電流檢測 模塊還與控制模塊直接連接。
9.一種空調(diào)機(jī)組的精確送風(fēng)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，包括以下步驟(1)通過輸入裝置向微處理器預(yù)設(shè)環(huán)境溫度標(biāo)準(zhǔn)值；(2)通過溫度傳感器實(shí)時(shí)地采集空調(diào)機(jī)組應(yīng)用環(huán)境中的實(shí)際溫度，并處理成電信號(hào)傳 輸至微處理器；(3)微處理器根據(jù)溫度傳感器采集到的實(shí)際溫度與預(yù)設(shè)的環(huán)境溫度標(biāo)準(zhǔn)值，來確定溫度差；(4)在上位控制器工作的同時(shí)，下位控制器對外部輸入的風(fēng)機(jī)電壓進(jìn)行電壓精確控制 處理，將處理后的風(fēng)機(jī)電壓信號(hào)反饋回上位控制器；(5)上位控制器結(jié)合反饋信號(hào)和溫度差計(jì)算需要風(fēng)機(jī)送出的風(fēng)量，并根據(jù)風(fēng)量生成控 制信號(hào)，傳輸至下位控制器，與處理后的風(fēng)機(jī)電壓共同進(jìn)行數(shù)字濾波；(6)控制模塊根據(jù)控制信號(hào)來控制隔離驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)向環(huán)境中定量送風(fēng)，送風(fēng)結(jié) 束即停止。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種空調(diào)機(jī)組的精確送風(fēng)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所 述步驟(3)中電壓精確控制處理包括以下步驟a.利用濾波器對外部輸入的風(fēng)機(jī)電壓進(jìn)行濾波處理，過濾風(fēng)機(jī)電壓中的高次諧波；b.判斷風(fēng)機(jī)電壓值是否過高或過低，是，則返回風(fēng)機(jī)電壓輸入端，重新輸入電壓，反之， 則將該風(fēng)機(jī)電壓輸入至頻率跟蹤模塊；c.檢測風(fēng)機(jī)電壓的頻率，并控制其零點(diǎn)；d.由EMI濾波器對風(fēng)機(jī)繞組產(chǎn)生的諧波進(jìn)行過濾；e.判斷風(fēng)機(jī)是否過流、卡轉(zhuǎn)，是，則斷開電路，并對風(fēng)機(jī)進(jìn)行維護(hù)，否，則將外部輸入的 風(fēng)機(jī)電壓輸送至頻率檢測模塊；f.檢測風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是否正常，正常，則將外部輸入的風(fēng)機(jī)電壓輸送至控制模塊，同時(shí)向 反饋模塊發(fā)送反饋信號(hào)，不正常，則斷開電路，并對風(fēng)機(jī)進(jìn)行維護(hù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種空調(diào)機(jī)組的精確送風(fēng)系統(tǒng)，屬于電信機(jī)房溫度控制技術(shù)，主要解決了現(xiàn)有技術(shù)中空調(diào)的送風(fēng)量不受環(huán)境實(shí)際溫度控制從而影響溫度調(diào)節(jié)度的問題。該空調(diào)機(jī)組的精確送風(fēng)系統(tǒng)，主要包括風(fēng)機(jī)和控制器，其特征在于，所述控制器包括上位控制器和下位控制器，其中上位控制器包括微處理器，分別與微處理器連接的輸入裝置、輸出裝置、溫度傳感器和控制開關(guān)，所述下位控制器與該輸出裝置連接，而風(fēng)機(jī)則與下位控制器連接。本發(fā)明還公開了上述硬件的實(shí)現(xiàn)方法，通過本發(fā)明，不僅實(shí)現(xiàn)了送風(fēng)量的精確控制，保證了電信設(shè)施的工作環(huán)境溫度始終處于最佳溫度，使本發(fā)明的實(shí)用價(jià)值大大提高。
文檔編號(hào)F24F11/00GK102062460SQ20111002269
公開日2011年5月18日 申請日期2011年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月20日
發(fā)明者王倩, 王冠, 王敏忠, 趙人杰, 鄧安均 申請人:四川依米康環(huán)境科技股份有限公司