机柜空调以及机柜空调的冷凝水控制方法与流程

1.本技术涉及空气处理领域，尤其涉及一种机柜空调以及机柜空调的冷凝水控制方法。


背景技术：

2.随着5g时代的到来，基站的需求与日俱增，基站内的设备工作由于电流的作用通常会发热，而温度过高会影响电气元件的使用寿命和可靠性，如改变绝缘件的绝缘性能，使部分导体的电阻变大发热甚至烧毁。因此大部分机柜都需要配备换热结构如空调进行温度调节，一体化机柜空调的应用也更为广泛。
3.由于一体化机柜空调需要常年在烈日下连续运行，其壳体吸收大量热量无法快速发散出去，会大大影响机组的性能，且一体化机柜空调需要放在机柜上面，空调在制冷过程中产生凝露水，会导致设备损坏。因此，一体化机柜空调的散热及防凝露问题显得至关重要。
4.有鉴于此，亟需对现有的机柜空调的结构进行改进，以改善空调冷凝水对机柜的不良影响，提高机柜的使用寿命。


技术实现要素：

5.为了解决上述现有技术的机柜空调的结构存在散热差和凝露导致设备损坏的技术问题，本技术提供了一种机柜空调以及机柜空调的冷凝水控制方法。
6.第一方面，本技术提供了一种机柜空调，包括：
7.柜体，所述柜体包括至少一个侧板以围成容纳空间，所述侧板包括中空腔，且所述中空腔顶部设有接通至外部的排风口；
8.集水件，用于容纳冷凝水；以及，
9.冷凝管，所述冷凝管连通于所述集水件，所述冷凝管至少部分容纳于所述侧板的所述中空腔内。
10.在一个优选的实施例中，所述侧板为多个，所述冷凝管为多段式结构，且所述冷凝管的各段依次置于各所述侧板内，冷凝水依次流经各个所述侧板；或者，所述冷凝管设有多个支管，各个所述支管对应设于各个所述侧板内，冷凝水分别独立流经各个所述侧板。
11.在一个优选的实施例中，所述冷凝管设有进口和出口，所述进口和所述出口均连通于所述集水件。
12.在一个优选的实施例中，所述集水件内设有液位传感器以检测所述集水件的液位。
13.在一个优选的实施例中，所述集水件包括：
14.排水口，所述排水口用于将冷凝水排出所述柜体；以及，
15.溢水口，所述溢水口高于所述排水口，用于将冷凝水排出所述柜体。
16.在一个优选的实施例中，所述冷凝管为多段式结构，且各段之间通过快速接头可
拆卸连接。
17.在一个优选的实施例中，所述柜体设有隔离件以将所述容纳空间分隔形成冷风腔和热风腔，所述集水件处于所述隔离件的下方，汇集于所述隔离件的冷凝水落入所述集水件。
18.进一步地，在上述实施例中，所述冷凝管的至少部分与所述隔离件贴合。
19.进一步地，在上述实施例中，所述机柜空调还包括换热装置，用于对所述柜体内的空气进行热交换，所述换热装置设有换热器，所述换热器设于所述冷风腔内，所述换热器至少部分与所述冷凝管贴合。
20.进一步地，在上述实施例中，所述隔离件的下端朝向所述冷风腔倾斜，且与竖直方向形成0
‑
20
°
的夹角。
21.第二方面，本技术提供了一种机柜的冷凝水控制方法，包括以下步骤：
22.以集水件收集冷凝水；
23.以所述集水件的冷凝水通入冷凝管；
24.冷凝水通过冷凝管与柜体换热。
25.进一步地，在上述实施例中，所述方法还包括：
26.根据集水件的液位高于第一阈值，集水件的冷凝水通入冷凝管。
27.更进一步地，在上述实施例中，所述方法还包括：
28.预设第二阈值大于第一阈值；
29.根据集水件的液位高于第二阈值，集水件的冷凝水通入冷凝管，且集水件通过排水口向柜体外排水。
30.更进一步地，在上述实施例中，所述方法还包括：
31.预设第三阈值大于第二阈值；
32.根据集水件的液位高于第三阈值，集水件的冷凝水通入冷凝管，液位处于第三阈值的溢水口向柜体外排水，且生成排水口的排水故障提示。
33.在一个优选的实施例中，所述方法还包括步骤：
34.在柜体的侧板上配置中空腔；
35.在所述中空腔的顶部配置接通至外部的排风口；
36.所述中空腔内气体吸热后经所述排风口排出，以进行散热；
37.所述冷凝管穿过所述中空腔，与中空腔内的空气换热
38.本技术实施例提供的机柜与现有技术相比具有如下优点：通信基站以及电力监测的基站常位于户外露天环境，在阳光的照射下机柜的柜体会发烫，这些高温气体不能及时排出会大大影响机组的性能。本技术的机柜空调的柜体包括侧板，侧板设有中空腔，中空腔的顶部设有排风口，在柜体内部温度较高时，中空腔内的空气温度也会升高，由于热空气具有向上流动的特点，会逐渐上升从排风口排出，那么温度相对较低的空气就会进入侧板内，可实现柜体侧板的热交换，达到及时散热的目的。而且，在上述结构基础上，本技术在中空腔内还增设冷凝管，流动有冷凝水的冷凝管置于侧板的中空腔内，可对侧板中的空气具有制冷作用，进一步提高换热效率，可有效解决柜体的发烫问题。
附图说明
39.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
40.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
41.图1为本技术实施例提供的一种机柜的结构示意图；
42.图2为本技术实施例提供的柜体的结构示意图；
43.图3为本技术实施例提供的机柜的冷凝水的控制原理示意图。
44.其中，附图标记为：
45.100、柜体；101、侧板；1011、排风口；110、隔离件；120、冷风腔；130、热风腔；140、换热装置；141、冷凝器；142、蒸发器；200、集水件；210、抽水件；220、排水口；221、排水阀；230、溢水口；240、液位传感器；250、控制器；260、指示灯；300、冷凝管；310、快速接头。
46.图1中的实心箭头代表风向，空心箭头代表冷凝水的流向。
具体实施方式
47.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
48.为了解决上述现有技术的机柜空调的结构存在散热差和凝露导致设备损坏的技术问题，参阅图1
‑
3，本技术提供了一种机柜空调以及机柜空调的冷凝水控制方法。机柜用于传输信号的通信基站，也用于在一些监控电力运行状况的电气柜，本技术将机柜在运行过程中产生冷凝水进行再利用，减少机柜内冷凝水的产生，有助于提高机柜的使用寿命。
49.参阅图1和图2，第一方面，本技术提供了一种机柜空调，包括柜体100、集水件200以及冷凝管300。柜体100包括至少一个侧板101以围成容纳空间，侧板101包括中空腔，且中空腔顶部设有接通至外部的排风口1011。集水件200用于容纳冷凝水。冷凝管300连通于集水件200，冷凝管300至少部分容纳于侧板101的中空腔内。
50.通信基站以及电力监测的基站常位于户外露天环境，柜体100内常配备各类监测设备和通信设备，需要长时间在室外连续工作，在阳光的照射下机柜的柜体100会发烫，这些高温气体不能及时排出会大大影响机组的性能。虽然为了维持设备的正常运行，柜体100内通常配备换热装置140。但是为了保证柜体100内的温度在合适范围，换热装置140的能耗较大，也不能解决柜体100的发热问题。
51.其中，侧板101的中空腔的底部可设置为与外界连通，使外界处于较低层次的空气从底部进入中空腔。
52.本发明的机柜空调，柜体100包括侧板101，侧板101设有中空腔，且顶部设有排风口1011，在柜体100内部温度较高时，中空腔内的空气温度也会升高，由于热空气具有向上流动的特点，会从排风口1011排出，那么温度相对较低的空气就会进入侧板101内，可实现侧板101的热交换，达到及时散热的目的。而且，流动有冷凝水的冷凝管300置于中空腔内，
对侧板101的中空腔内空气具有制冷作用，进一步提高换热效率，可有效解决柜体100的发烫问题。
53.在一个优选的实施例中，侧板101为多个，冷凝管300为多段式结构，且冷凝管300的各段依次置于各侧板101内，冷凝水依次流经各个侧板101；或者，冷凝管300设有多个支管，各个支管对应设于各个侧板101内，冷凝水分别独立流经各个侧板101。考虑到柜体100的结构，一般设置为多个侧板101，不同的侧板101都需要进行换热。此时冷凝管300若要与侧板101进行充分换热，需要穿过各个中空的侧板101。在第一个实施例中，冷凝管300为多段式结构，冷凝水依次流经各个侧板101，对各个侧板101的空气进行换热。在第二个实施例中，冷凝管300具有多个支管，独立地对各个侧板101进行换热，有助于提高换热效率，且可降低冷凝水的循环路径的长度。优选地，各个侧板101的中空腔内，冷凝管300的下端均为进水侧，上端均为出水侧，考虑到因底部空气向上升到排风口1011的路径最长，这种设置的目的在于，使每个侧板101的中空腔底部的空气得到最佳的制冷效果，尤其在夏季炎热天气时，这种设置可减少热空气的上升路径的长度。
54.在一个优选的实施例中，冷凝管300设有进口和出口，进口和出口均连通于集水件200。冷凝水进入冷凝管300，完成循环换热后最终回到集水件200，冷凝水的温度有所升高，但是仍然有可利用的冷量，提高能量利用率。
55.参阅图3，进口的下游侧设有抽水件210，抽水件210用于提供动力将水从集水件200泵入冷凝管300。由于集水件200的水位较低，为了将冷凝水引入冷凝管300，需要抽水件210提供动力，具体可采用水泵或其它负压设备。优选地，柜体100室内设置控制冷凝水运行状况的控制器250，来控制水泵等的动作。
56.在一个优选的实施例中，集水件200内设有液位传感器240以检测集水件200的液位。集水件200设置液位传感器240可及时查看液位信息，有利于掌握柜体100内的温度以及换热装置140的运行情况。在冷凝水的存量不同时，可根据需要进行不同操作。优选地，柜体100室内设置控制冷凝水运行状况的控制器250，控制器250接收液位传感器240的液位信息，并发出不同的指令来控制冷凝水的使用。
57.在一个优选的实施例中，集水件200设有排水结构，排水结构包括排水口220和溢水口230。排水口220排水口220用于将冷凝水排出柜体100。溢水口230高于排水口220，用于将冷凝水排出柜体100。在气温偏高时，换热装置140大功率运行，冷凝水的产生增加，超过冷凝管300所需要的冷凝水量，需要对冷凝水排出柜体100外。而排水口220和溢水口230分别设置于集水件200的不同高度，排水口220的管路可设置排水阀221，利用排水阀221的通断来控制是否排水，而溢水口230则无需额外控制，冷凝水达到一定液位即可自行排出。优选地，柜体100室内设置控制冷凝水运行状况的控制器250，控制排水口220的排水阀221的通断。
58.在一个优选的实施例中，冷凝管300设有多段式，且各段之间通过快速接头310可拆卸连接。考虑到柜体100的结构，集水件200和侧板101的位置关系，冷凝管300采用弯折结构。结合前述实施例，冷凝管300还需要和冷凝器141、隔离件110贴合，所以为了便于装配，将冷凝管300设置为多段，且各段之间可拆卸连接。快速接头310具有适配性高和通用性强的特点，方便装配的同时，也便于管件的替换和维护。
59.在上述多个实施例中，冷凝管300为了提高换热效率，可设置为u形或s形等的盘绕
形状。
60.参阅图1，柜体100设有隔离件110以将容纳空间分隔形成冷风腔120和热风腔130，集水件200处于隔离件110的下方，汇集于隔离件110的冷凝水落入集水件200。
61.机柜在夏季运行时，柜体100内的各类设备的运行导致温升过快，需要对柜体100内的空气进行制冷，冷风腔120和热风腔130内的空气会存在温差。隔离件110的温度低于露点温度，此时冷风腔120内的空气遇到隔离件110会产生冷凝水，并汇集落入集水件200，便于将集水件200内的冷凝水进行再利用。本实施例中设置隔离件110来将具有温差的空气隔开，保证机柜内的各类设备在合适的温度下运行。
62.露点(或霜点)温度，指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。形象地说，就是空气中的水蒸气变为露珠时候的温度叫露点温度。空气温度低于露点温度时，空气里的水汽就会析出结成小水滴。当露点温度越高、越接近气温时，就说明空气越潮湿。以名义制冷工况35℃/21℃下为例，此状态露点温度为13.74℃，而空调室内机组换热管表面温度通常为7～12℃，在此温度下冷风腔120中的隔离件110表面温度很有可能低于露点温度13.74℃进而造成凝露。
63.隔离件110可采用隔板，集水件200设于隔板的下方，可设置为接水盘。集水件200设有集水口，集水口的尺寸应当至少与隔板的尺寸一致，避免冷凝水落入集水件200外侧。
64.进一步地，在实施例中，冷凝管300的至少部分与隔离件110贴合。将集水件200收集的冷凝水引入冷凝管300，冷凝管300的部分与隔离件110贴合实现换热，使中间隔离件110的温度高于露点温度，减少由于隔离件110的温度较低产生的冷凝水量。冷凝管300在提高柜体100散热的同时，还提高了隔离件110的温度，升温后的冷凝水经过后使其温度高于露点温度，这就会有效避免凝露，增加机组的使用寿命及安全性。
65.或进一步地，在上述实施例中，机柜空调还包括换热装置140，用于对所述柜体内的空气进行热交换，换热装置140设有换热器，换热器设于冷风腔120内，换热器至少部分与冷凝管300贴合。换热装置140设有压缩机、冷凝器141和蒸发器142，在制冷时，由压缩机排出的高温高压气体在冷凝器141内冷凝形成液体，释放大量热量，而后经过蒸发器142内进行吸热。室外侧的空气对冷凝器141进行降温，室外侧的空气在热风腔130内流动；室内侧的空气被蒸发器142降温，在冷风腔120内流动。室内侧的空气即为柜体内机组所在空间的空气，室外侧的空气即为柜体内机组以外空间的空气。室内侧的空气可通过风机进入冷风腔120，室外侧的空气可通过另一个风机进入热风腔120。
66.隔离件110将冷凝器141和蒸发器142隔离，蒸发器142与柜体100内的各类设备在同一空间内。本实施例中，将部分换热器与冷凝管300贴合，换热器可视为冷凝器141，利用冷凝水的低温冷量对冷凝器141进行降温。因此冷凝管300在提高柜体100散热能力的同时，还能为换热装置140的冷凝器141降温，可减少换热装置140的能耗。
67.在一个优选的实施例中，隔离件110的下端朝向冷风腔120倾斜，且与竖直方向形成0
‑
20
°
的夹角。隔离件110倾斜设置，且偏离竖直方向存在夹角，夹角的范围为0
‑
20
°
。隔离件110用于隔绝冷风腔120和热风腔130，同时供凝露汇集。为了使凝露流入集水件200，将隔离件110的下端朝向冷风腔120倾斜，使凝露缓缓流入集水件200，避免冷凝水的迸溅。隔离件110可设置为倾斜的平板结构，对冷凝水起到导向作用。
68.第二方面，本技术提供了一种机柜空调的冷凝水控制方法，包括以下步骤：
69.以集水件200收集冷凝水；
70.以集水件200的冷凝水流入冷凝管300；
71.冷凝水通过冷凝管300与柜体100换热。
72.本发明提供的方法，将集水件200的冷凝水引入冷凝管300，对柜体100进行换热，可对空气具有制冷作用，进一步提高换热效率，可有效解决柜体100的发烫问题。
73.进一步地，在上述实施例中，所述方法还包括：
74.根据集水件200的液位高于第一阈值，集水件200的冷凝水流入冷凝管300。
75.集水件200的液位可通过液位传感器240进行检测，集水件200的液位高于第一阈值，表明柜体100的温度较高，换热装置140的运行能耗逐渐升高，柜体100内的冷凝水才达到一定量，因此不再单纯依靠侧板101自身中空的结构使热空气上升排出，还需要对柜体100的侧板101进行降温。第一阈值的具体数值根据柜体100内机组的运行状况得到，也受集水件200本身结构的影响，可依据需求而定。
76.更进一步地，在上述实施例中，所述方法还包括：
77.预设第二阈值大于第一阈值；
78.根据集水件200的液位高于第二阈值，集水件200的冷凝水流入冷凝管300，且集水件200通过排水口220向柜体100外排水。
79.本实施例中，集水件200设置了第二阈值，第二阈值代表集水件200的液位稍高，可能引起冷凝水的迸溅，或者使柜体100内的湿度过高，加快机组或设备的损坏。因此，集水件200内的液位高于第二阈值，除了向冷凝管300内引入冷凝水对侧板101进行降温，还增设了集水件200向柜体100外排水的方式。
80.更进一步地，在上述实施例中，所述方法还包括：
81.预设第三阈值大于第二阈值；
82.根据集水件200的液位高于第三阈值，集水件200的冷凝水流入冷凝管300，液位处于第三阈值的溢水口230向柜体100外排水，且生成排水口220的排水故障提示。
83.本实施例中，集水件200设置了第三阈值，第三阈值代表集水件200的液位高出正常水平，不仅可能引起冷凝水的迸溅，或者使柜体100内的湿度过高，加快机组或设备的损坏，还代表排水口220的排水故障。因为在柜体100正常运行时，向冷凝管300内引入冷凝水对侧板101进行降温，集水件200向柜体100外排水，溢水口230向柜体100外排水，如果三种用水方式同时进行，集水件200的液位很难超出第三阈值。而集水件200内的液位高于第三阈值，则证明排水口220的排水故障，生成排水故障提示，提醒运维人员及时查看和维修。参阅图3所示的原理图，排水故障提示通过指示灯260发出光亮提示。
84.在一个优选的实施例中，所述方法还包括步骤：
85.在柜体100的侧板101上配置中空腔；
86.在中空腔的顶部配置接通至外部的排风口1011；
87.中空腔内气体吸热后经排风口1011排出，以进行散热；
88.冷凝管300穿过中空腔，与中空腔内的空气换热。
89.本实施例，侧板101设置中空腔，冷凝管穿过中空腔实现换热，为冷凝管提供了换热腔体，可有效提高换热效率。
90.本发明，柜体100包括中空的侧板101，且顶部设有排风口1011，在柜体100内部温
度较高时，侧板101中空部分内的空气温度也会升高，由于热空气具有向上流动的特点，会从排风口1011排出，那么温度相对较低的空气就会进入侧板101内，可实现柜体100侧板101的热交换，达到及时散热的目的。而且，流动有冷凝水的冷凝管300通过中空的侧板101，可对侧板101中的空气具有制冷作用，进一步提高换热效率，可有效解决柜体100的发烫问题。
91.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
92.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。