專利名稱:一種智能通信機房節(jié)電器的制作方法
技術領域:
本實用新型公開一 種通信機房節(jié)能控制器,按國際專利分類表(IPC)劃分屬于通信機房電器類控制節(jié)電裝置制造技術領域。
背景技術:
隨著移動通信行業(yè)的快速發(fā)展,全國通信網(wǎng)絡規(guī)模和用戶的規(guī)模不斷擴大,通信企業(yè)設備運行的耗電量已經(jīng)成為不斷增加的重要成本。據(jù)統(tǒng)計,在國內各大電信運營商的能源消耗中,電力消耗大約占80%以上。而在電力消耗中,通信機房耗電大約占70%以上,在數(shù)量眾多的通信機房、模塊局中,空調用電量基本占通信機房或模塊局用電量的50%以上,有的甚至高達60%以上。造成通信機房空調耗能過高的關鍵因素主要有以下兩個方面I.在通信機房空調系統(tǒng)的設計及選型中,空調系統(tǒng)的根本目的是保證室內環(huán)境溫度要求,分析空調機在實際環(huán)境中的應用,發(fā)現(xiàn)很難兼顧調節(jié)品質與節(jié)能兩方面要求。產生這一矛盾的根本原因是空調機控制系統(tǒng)的設計沒有與實際的要求結合起來考慮。以運行經(jīng)濟性為最佳控制目標,在允許的空氣品質和保證系統(tǒng)可靠性工作條件下,建立壓縮機運行方式與空氣品質的最佳調節(jié)規(guī)律,使系統(tǒng)處于耗電最省的最佳工作狀態(tài);2. 通信機房內真正需要制冷的是通信機房設備和蓄電池,讓空調冷氣充滿整個通信機房,造成了極大的浪費。且空調在高負荷時,壓縮機連續(xù)運行;在低負荷時,壓縮機頻繁啟停,增加了開停損失;目前通信機房內常用的空調自動調節(jié)系統(tǒng)的分類包括I.定值調節(jié)系統(tǒng),給定值為某一確定的數(shù)值2.程序調節(jié)系統(tǒng),給定值按指定的規(guī)律變化3.隨機調節(jié)系統(tǒng),給定值事先不確定,隨機變化4.雙位調節(jié),這種調節(jié)方式為目前空調普遍采用的調節(jié)方式;雙位調節(jié)只有兩種輸出狀態(tài),當正偏差量超過上限值時或負偏量超過下限值時分別對應一種輸出狀態(tài)。如圖I所示ym表示接通狀態(tài)-ym表示斷開狀態(tài)_e—e為呆滯區(qū)。吊滯區(qū)是不引起雙位調節(jié)器產生輸也作用的偏差區(qū)間,以通信機房實例說明雙位調節(jié)如設定溫度為23°C,設計室溫控制精度為±0. 5度當溫度上升超過23. 5°C度,則壓縮機運行(由于熱慣性,室溫會繼續(xù)上升至24V,當溫度下降至22. 5°C度,則壓縮機停止運行(由于熱慣性,室溫會繼續(xù)下降22°C )如此循環(huán)。這種調節(jié)器,其由主控器和補償器組成,補償器里面設有空調機感溫頭接入孔,冷晶片及空調機感溫頭處于補償器里面,處于封閉或半封閉的空間,補償器里面的溫度與環(huán)境溫度會不一致,當空調機感溫頭采集的溫度與環(huán)境溫度出現(xiàn)偏差會影響空調機的正常溫度采集,空調感溫頭因溫度采集錯誤會導致空調機長期工作、無法啟動、電路板燒壞、自動停機等等故障,影響了空調機正常使用。
發(fā)明內容針對現(xiàn)有技術的不足,本實用新型提供了一種智能通信機房節(jié)電器,采用實時自 動溫度補償技術和溫度區(qū)間模糊控制技術,自動跟蹤通信機房的制冷溫度,將定值控制與自動跟蹤相結合,將通信機房的環(huán)境溫度保持在規(guī)定的范圍內的同時,節(jié)省空調制冷空間,大大節(jié)省空調的耗電量。充分體現(xiàn)仿人控制理論,實現(xiàn)控制過程的優(yōu)化,大大提高了經(jīng)濟性及可靠性。為達到上述目的,本實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn)的一種智能通信機房節(jié)電器,包括微處理器單元,與所述的微處理器單元相連接的溫濕度采樣單元、紅外收發(fā)單元,電源單元、數(shù)據(jù)顯示單元、數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元、通信單元、輸入單元、報警控制單元和PWM控制單元,以及與所述的通信單元相連接的光電轉換單元和/或無線通信單元,所述的光電轉換單元和/或無線通信單元與通信控制中心進行通信,所述的溫濕度采樣單元用于采集環(huán)境溫度和濕度,并將采集到的溫度和濕度信號傳輸至微處理器單元,所述的節(jié)電器還包括溫度補償單元,所述的溫度補償單元與微處理器單元相連接,微處理器單元控制該溫度補償單元及時釋放冷量(熱量);所述的節(jié)電器還包括紅外手持收發(fā)器,所述的紅外手持收發(fā)器用于將控制空調的命令發(fā)送給紅外收發(fā)單元,紅外收發(fā)單元根據(jù)微控制器發(fā)出的控制命令選擇相應的紅外命令,并通過紅外線的形式發(fā)送給空調,控制空調的運行狀態(tài)。進一步的,所述的溫度補償單元包括半導體制冷晶片的執(zhí)行部件和用于控制執(zhí)行部件進行溫度補償?shù)尿寗与娐?。進一步的,所述的微處理器單元為PIC微處理器。進一步的,所述的通信單元為RS232或RS485通信模塊。進一步的,所述的輸入單元為按鍵輸入模塊和遠程控制模塊。進一步的,所述的電源單元為DC電源模塊,輸出為6V,2A。進一步的,所述的數(shù)據(jù)統(tǒng)計單位為數(shù)據(jù)統(tǒng)計及統(tǒng)計報告模塊。本實用新型一種智能通信機房節(jié)電器運用控制量與變量間的對應關系式,提出了參數(shù)和控制規(guī)則在線連續(xù)自適應修正的節(jié)能控制器,采用模糊控制技術,通過獲取通信機房環(huán)境數(shù)據(jù),經(jīng)過程序模糊運算,得出控制策略,按照控制的策略將控制任務分配給其他單元,達到通信機房節(jié)能的目的。本實用新型的有益效果是I.采用實時自動溫度補償技術和溫度區(qū)間模糊控制技術,自動跟蹤通信機房的制冷溫度,將定值控制與自動跟蹤相結合,充分體現(xiàn)仿人控制理論,實現(xiàn)控制過程的優(yōu)化,大大提高了通信機房空調機運行的經(jīng)濟性同及可靠性;2.設計了系統(tǒng)化管理軟件和485通訊端口,實現(xiàn)了通信機房設備遠程化控制管理,在一個控制中心可以對整棟大樓或者幾棟大樓進行控制管理和調節(jié),節(jié)省了大量的人力和時間,在一個控制面板上可以對每臺通信機房節(jié)電器進行功能設置,包括制冷溫度點設置,制熱溫度點設置,高溫報警設置,低溫報警設置,485端口設置等等。當室內的環(huán)境溫度達到設置控制的最高點或者最低點就會自動報警響應。也可以通過控制中心操作平臺的數(shù)據(jù)處理器查看通信機房工作狀態(tài)下的節(jié)電度數(shù)數(shù)據(jù)和節(jié)電費用數(shù)據(jù),以及電壓和電流等電性參數(shù)。3.通過按鍵靈活設置485通訊地址4.各種溫度數(shù)值可自行調節(jié),設置好的參數(shù)值永久保存在節(jié)電器上;不會因為斷電而使節(jié)電器上面的設置數(shù)值恢復到初始設置,進而導致影響節(jié)電器的正常工作;5.當節(jié)電器溫度不準時,可在感溫頭接口接入IOK精密電阻來校準;6.通過按鍵可設置制熱門限、制冷門限、低溫報警、高溫報警、485串口地址;7.節(jié)電器與通信機房之間采用非電連接方式,與通信機房的線路無直接關系,安全,高效節(jié)能,不需外接控制線,安裝便捷,不影響通信機房本身保修;8.節(jié)電器以溫度和時間為輸入輸出控制源,結合溫度補償技術、熱轉換技術及模糊控制論,運用CPU進行處理,達到通信機房運行的優(yōu)化及智能管理的目的,設定數(shù)值永久保存,方案科學,只有節(jié)電,絕不費電;9.溫度波動小,性能穩(wěn)定;不影響溫度,不影響舒適度,舒適節(jié)能15 35% ;10.本節(jié)電器適用所有掛式、柜式、天窗式的單三相空調和變頻空調;11.避免常時間壓縮機運行及頻繁啟動,保護壓縮機,延長其使用壽命;12.故障后不影響通信機房空調機的正常運行,無售后服務之憂,自行容易拆除;13.使用開關電源(輸出6V-2A),主機安全性能極大提高,產品使用壽命延長,設計使用壽命10年,保修3年;14.使用數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊可以有效地統(tǒng)計出通信機房空調工作時的室內環(huán)境溫度、濕度數(shù)據(jù),電壓、電流、功率等電性參數(shù)數(shù)據(jù),節(jié)能效果數(shù)據(jù),并形成統(tǒng)計工作報告,很直觀的將具體數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在消費者面前。
圖I為雙位調節(jié)示意圖;圖2為本實用新型實施例I的電路框圖;圖3為本實用新型實施例2的電路框圖;圖4為本實用新型實施例3的電路框圖;圖5為制冷傳播曲線圖;圖6為制熱傳播曲線圖。
具體實施方式
現(xiàn)結合附圖和具體實施方式
對本實用新型進一步說明。實施例I參考圖2所示,本實用新型的一種智能通信機房節(jié)電器,包括微處理器單元1,所述的微處理器單元I為PIC微處理器,與所述的微處理器單元I相連接的溫度采樣單元2、電源單元3、數(shù)據(jù)顯示單元4、數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元5、通信單元6、輸入單元7、報警控制單元8、PWM控制單元9和紅外收發(fā)單元14,以及與所述的通信單元6相連接的光電轉換單元10和無線通信單元11,所述的通信單元6為RS232或RS485通信模塊,所述的輸入單元7為按鍵輸入模塊和遠程智能輸入模塊,所述的節(jié)電器還包括溫度補償單元12,所述的溫度補償單元12與微處理器單元I相連接,微處理器單元I控制該溫度補償單元12及時釋放冷量(熱量)。所述的溫度補償單元12包括半導體制冷晶片的執(zhí)行部件和用于控制執(zhí)行部件進行溫度補償?shù)尿寗与娐贰K龅墓怆娹D換單元10和無線通信單元11與通信控制中心13進行通信,所述的溫度采樣單元2采集環(huán)境溫度,并將采集到的溫度信號傳輸至微處理器單元I ;所述的電源單元 3為國家強制3C認證標準的開關電源模塊,即DC電源模塊,輸出為6V,2A ;所述的數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元5為數(shù)據(jù)統(tǒng)計及統(tǒng)計報告模塊。所述的節(jié)電器還包括紅外手持收發(fā)器15,所述的紅外手持收發(fā)器15用于將控制空調的命令發(fā)送給紅外收發(fā)單元14,紅外收發(fā)單元14根據(jù)微控制器I發(fā)出的控制命令選擇相應的紅外命令,并通過紅外線的形式發(fā)送給空調,控制空調的運行狀態(tài)。實施例2參考圖3所示的實施例2的本實用新型的一種智能通信機房節(jié)電器,包括微處理器單元1,所述的微處理器單元I為PIC微處理器,與所述的微處理器單元I相連接的溫度采樣單元2、電源單元3、數(shù)據(jù)顯示單元4、數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元5、通信單元6、輸入單元7、報警控制單元8、PWM控制單元9和紅外收發(fā)單元14,以及與所述的通信單元6相連接的光電轉換單元10,所述的通信單元6為RS232或RS485通信模塊,所述的輸入單元7為按鍵輸入模塊和遠程智能輸入模塊,所述的節(jié)電器還包括溫度補償單元12,所述的溫度補償單元12與微處理器單元I相連接,微處理器單元I控制該溫度補償單元12及時釋放冷量(熱量)。所述的溫度補償單元12包括半導體制冷晶片的執(zhí)行部件和用于控制執(zhí)行部件進行溫度補償?shù)尿寗与娐?。所述的光電轉換單元10與通信控制中心13進行通信,所述的溫度采樣單元2采集環(huán)境溫度,并將采集到的溫度信號傳輸至微處理器單元I ;所述的電源單元3為國家強制3C認證標準的開關電源模塊,即DC電源模塊,輸出為6V,2A ;所述的數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元5為數(shù)據(jù)統(tǒng)計及統(tǒng)計報告模塊。所述的節(jié)電器還包括紅外手持收發(fā)器15,所述的紅外手持收發(fā)器15用于將控制空調的命令發(fā)送給紅外收發(fā)單元14,紅外收發(fā)單元14根據(jù)微控制器I發(fā)出的控制命令選擇相應的紅外命令,并通過紅外線的形式發(fā)送給空調,控制空調的運行狀態(tài)。綜上,實施例2與實施例I的區(qū)別在于,實施例2中無無線通信單元11,其余結構與實施例I相同。實施例3參考圖4的實施例2的本實用新型的一種智能通信機房節(jié)電器,包括微處理器單元1,所述的微處理器單元I為PIC微處理器,與所述的微處理器單元I相連接的溫度采樣單元2、電源單元3、數(shù)據(jù)顯示單元4、數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元5、通信單元6、輸入單元7、報警控制單元8、PWM控制單元9和紅外收發(fā)單元14,以及與所述的通信單元6相連接的無線通信單元11,所述的通信單元6為RS232或RS485通信模塊,所述的輸入單元7為按鍵輸入模塊和遠程智能輸入模塊,所述的節(jié)電器還包括溫度補償單元12,所述的溫度補償單元12與微處理器單元I相連接,微處理器單元I控制該溫度補償單元12及時釋放冷量(熱量)。所述的溫度補償單元12包括半導體制冷晶片的執(zhí)行部件和用于控制執(zhí)行部件進行溫度補償?shù)尿寗与娐?。所述的無線通信單元11與通信控制中心13進行通信,所述的溫度采樣單元2采集環(huán)境溫度,并將采集到的溫度信號傳輸至微處理器單元I ;所述的電源單元3為國家強制3C認證標準的開關電源模塊,即DC電源模塊,輸出為6V,2A ;所述的數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元5為數(shù)據(jù)統(tǒng)計及統(tǒng)計報告模塊。所述的節(jié)電器還包括紅外手持收發(fā)器15,所述的紅外手持收發(fā)器15用于將控制空調的命令發(fā)送給紅外收發(fā)單元14,紅外收發(fā)單元14根據(jù)微控制器I發(fā)出的控制命令選擇相應的紅外命令,并通過紅外線的形式發(fā)送給空調,控制空調的運行狀態(tài)。綜上,實施例3與實施例I的區(qū)別在于,實施例3中無光電轉換單元10,其余結構與實施例I相同。本實用新型的一種智能通信機房節(jié)電器采用實時自動溫度補償技術和溫度區(qū)間模糊控制技術,自動跟蹤通信機房的制冷溫度,將定值控制與自動跟蹤相結合,充分體現(xiàn)仿人控制理論,實現(xiàn)控制過程的優(yōu)化。實踐證明通過上述方法的控制和處理,大大提高了通信機房運行的經(jīng)濟性同及可靠性。I.溫度實時補償技術本節(jié)電器所配溫度補償器,內部采用半導體制冷技術一制冷晶片,通過主機的 程序控制,及時的釋放冷量(熱量),來調節(jié)通信機房空調機感溫頭周邊溫度,從而控制壓縮的運行狀況。采用溫度補償技術可以保證在任何情況下,通信機房的安全正常運行,減小通信機房維護的麻煩。2.區(qū)間溫度控制技術熱傳播理論公式(I)、在一定的環(huán)境下,制冷傳播公式為各參數(shù)分別代表平均制冷溫度、室內平均溫度、制冷開始時室內溫度、室內空氣平均比熱、制冷經(jīng)歷的時間、室內空氣密度、室內熱源的發(fā)熱量、室內有效空氣體積(2)在一定的環(huán)境下,制熱傳播公式為參考圖2和圖3所示,各參數(shù)分別代表平均制熱溫度、制熱開始時室內溫度、制熱經(jīng)歷的時間。從直觀的圖形中我們可以看出I.制冷情況下溫度每下降一格所需制冷時間都要長一些,直到無限久。2.制熱情況下溫度每升高一格,制熱時間也要長一些,直到冷熱平衡。因此采用區(qū)間控制要比單值控制更節(jié)能,按計算平均值可節(jié)省15%_35%。本實用新型的一種智能通信機房節(jié)電器設計了系統(tǒng)化管理軟件和485通訊端口,實現(xiàn)了通信機房設備遠程化控制管理,參考圖4所示,在一個控制中心可以對整棟大樓或者幾棟大樓進行控制管理和調節(jié),節(jié)省了大量的人力和時間,在一個控制面板上可以對每臺通信機房進行功能設置,包括制冷溫度點設置,制熱溫度點設置,高溫報警設置,低溫報警設置,485端口設置等等。當室內的環(huán)境溫度達到設置控制的最高點或者最低點就會自動報警響應。本實用新型的有益效果是I.采用實時自動溫度補償技術和溫度區(qū)間模糊控制技術,自動跟蹤通信機房的制冷溫度,將定值控制與自動跟蹤相結合,充分體現(xiàn)仿人控制理論,實現(xiàn)控制過程的優(yōu)化,大大提高了通信機房空調機運行的經(jīng)濟性同及可靠性;2.設計了系統(tǒng)化管理軟件和485通訊端口,實現(xiàn)了通信機房設備遠程化控制管理,在一個控制中心可以對整棟大樓或者幾棟大樓進行控制管理和調節(jié),節(jié)省了大量的人力和時間,在一個控制面板上可以對每臺通信機房節(jié)電器進行功能設置,包括制冷溫度點設置,制熱溫度點設置,高溫報警設置,低溫報警設置,485端口設置等等。當室內的環(huán)境溫度達到設置控制的最高點或者最低點就會自動報警響應。也可以通過控制中心操作平臺的數(shù)據(jù)處理器查看通信機房工作狀態(tài)下的節(jié)電度數(shù)數(shù)據(jù)和節(jié)電費用數(shù)據(jù),以及電壓和電流等 電性參數(shù)。3.通過按鍵靈活設置485通訊地址;4.各種溫度數(shù)值可自行調節(jié),設置好的參數(shù)值永久保存在節(jié)電器上;不會因為斷電而使節(jié)電器上面的設置數(shù)值恢復到初始設置,進而導致影響節(jié)電器的正常工作;5.當節(jié)電器溫度不準時,可在感溫頭接口接入IOK精密電阻來校準;6.通過按鍵可設置制熱門限、制冷門限、低溫報警、高溫報警、485串口地址;7.節(jié)電器與通信機房之間采用非電連接方式,與通信機房的線路無直接關系,安全,高效節(jié)能,不需外接控制線,安裝便捷,不影響通信機房本身保修;8.節(jié)電器以溫度和時間為輸入輸出控制源,結合溫度補償技術、熱轉換技術及模糊控制論,運用CPU進行處理,達到通信機房運行的優(yōu)化及智能管理的目的,設定數(shù)值永久保存,方案科學,只有節(jié)電,絕不費電;9.溫度波動小,性能穩(wěn)定;不影響溫度,不影響舒適度,舒適節(jié)能15 35% ;10.本節(jié)電器適用所有掛式、柜式、天窗式的單三相空調和變頻空調;11.避免常時間壓縮機運行及頻繁啟動,保護壓縮機,延長其使用壽命;12.故障后不影響通信機房空調機的正常運行,無售后服務之憂,自行容易拆除;13.使用開關電源(輸出6V-2A),主機安全性能極大提高,產品使用壽命延長,設計使用壽命10年,保修3年;14.使用數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊可以有效地統(tǒng)計出空調工作時的室內環(huán)境溫度、濕度數(shù)據(jù),電壓、電流、功率等電性參數(shù)數(shù)據(jù),節(jié)能效果數(shù)據(jù),并形成統(tǒng)計工作報告,很直觀的將具體數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在消費者面前。盡管結合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本實用新型,但所屬領域的技術人員應該明白,在不脫離所附權利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍內,在形式上和細節(jié)上可以對本實用新型做出各種變化,均為本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種智能通信機房節(jié)電器,包括微處理器單元,與所述的微處理器單元相連接的溫濕度采樣單元、紅外收發(fā)單元,電源單元、數(shù)據(jù)顯示單元、數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元、通信單元、輸入單元、報警控制單元和PWM控制單元,以及與所述的通信單元相連接的光電轉換單元和/或無線通信單元,所述的光電轉換單元和/或無線通信單元與通信控制中心進行通信,所述的溫濕度采樣單元用于采集環(huán)境溫度和濕度,并將采集到的溫度和濕度信號傳輸至微處理器單元,所述的節(jié)電器還包括溫度補償單元,所述的溫度補償單元與微處理器單元相連接;所述的節(jié)電器還包括紅外手持收發(fā)器,所述的紅外手持收發(fā)器用于將控制空調的命令發(fā)送給紅外收發(fā)單元,紅外收發(fā)單元根據(jù)微控制器發(fā)出的控制命令選擇相應的紅外命令,并通過紅外線的形式發(fā)送給空調,控制空調的運行狀態(tài)。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種智能通信機房節(jié)電器,其特征在于所述的溫度補償單 元包括半導體制冷晶片的執(zhí)行部件和用于控制執(zhí)行部件進行溫度補償?shù)尿寗与娐贰?br>
3.根據(jù)權利要求I所述的一種智能通信機房節(jié)電器,其特征在于所述的微處理器單元為PIC微處理器。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種智能通信機房節(jié)電器,其特征在于所述的輸入單元為按鍵輸入模塊或遠程智能輸入模塊。
5.根據(jù)權利要求I所述的一種智能通信機房節(jié)電器,其特征在于所述的通信單元為RS232或RS485通信模塊。
6.根據(jù)權利要求I所述的一種智能通信機房節(jié)電器,其特征在于所述的電源單元為DC電源模塊,輸出為6V,2A。
7.根據(jù)權利要求I所述的一種智能通信機房節(jié)電器,其特征在于所述的數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元為數(shù)據(jù)統(tǒng)計及統(tǒng)計報告模塊。
專利摘要本實用新型公開一種通信機房節(jié)能控制器,按國際專利分類表(IPC)劃分屬于通信機房電器類控制節(jié)電裝置制造技術領域。一種智能通信機房節(jié)電器,包括微處理器單元,與所述的微處理器單元相連接的溫濕度采樣單元、紅外收發(fā)單元,電源單元、數(shù)據(jù)顯示單元、數(shù)據(jù)統(tǒng)計單元、通信單元、輸入單元、報警控制單元和PWM控制單元,以及與所述的通信單元相連接的光電轉換單元和/或無線通信單元,所述的光電轉換單元和/或無線通信單元與通信控制中心進行通信,以及還包括溫度補償單元,紅外手持收發(fā)器。本實用新型采用實時自動溫度補償技術和溫度區(qū)間模糊控制技術,實現(xiàn)控制過程的優(yōu)化,設計了系統(tǒng)化管理軟件和通訊端口,實現(xiàn)了智能通信機房設備遠程化控制管理。
文檔編號F24F11/00GK202382360SQ20112056274
公開日2012年8月15日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權日2011年12月29日
發(fā)明者張恩銘 申請人:廈門富德森節(jié)能科技有限公司