一种用于机房的精密空调节能装置及节能控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及精密空调，具体涉及一种用于机房的精密空调节能装置及节能控制方法。
【背景技术】
[0002]精密空调是指能够充分满足机房环境条件要求的机房专用精密空调机(也称恒温恒湿空调)，是在近30年中逐渐发展起来的一个新机种。现有技术中，在机房内设置有至少精密空调，且每台空调内均设置有第一定频空气压缩机、第二定频空气压缩机、两个定频风机、温度传感器及控制电路，温度传感器与控制电路相连，以检测各个空调所在位置的温度。
[0003]由于第一定频空气压缩机和第二定频空气压缩机均为三相异步定频交流电机，所以其工作模式为:停止、工作两个状态(即O和100%的两个工作状态)，只要有1%的制冷需求，第一定频空气压缩机和第二定频空气压缩机的电机就工作在100%的工作状态。定频压缩机电机工作方式的缺点:11)定频压缩机电机长期工作在全速状态，能耗较大；12)频繁得启停压缩机，减少压缩机使用寿命；13)频繁启动压缩机时，启动电流大，启动时能耗很大，存在极大的能源浪费。
[0004]定频风机电机工作方式的缺点:21)定频风机电机为三相异步定频交流电机，工作模式为24小时*365天全速运转的工作状态，即便是空调压缩机不工作，无制冷需求时，风机也保持在100%的全速工作状态，风机长期全速运行，能耗大;22)风机输出的风量不能随压缩机的工作状态发生变化，风量配置不精确。
[0005]再加上，在一个机房内有三台以上的精密空调，由于每台精密空调的工作都是相对独立，每台精密空调所处的位置不同，每个所处位置的温度不一样，如果一个位置需要加热，另一个位置需要制冷，那么处在上述两个位置的精密空调就会出现竞争运行、反向运行的现象，而简单的空气流动就会处理该现象，精密空调在此环境下工作就会出现不必要能量的消耗，造成能量的浪费。
【发明内容】
[0006]针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种用于机房的精密空调节能装置及节能控制方法，既实现了对各个空调的第一定频压缩机、第二定频压缩机和两个定频风机的变频控制，又实现了对机房内多台空调的统一控制。
[0007]为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案:
[0008]本发明提供一种用于机房的精密空调节能装置，包括群控控制器、总线、变频控制模块及温度传感器，温度传感器与群控控制器的通信端相连，空调的控制电路通过总线与群控控制器的检测输入端相连;变频控制模块包括:接入工作电源的整流器、与整流器相连的第一变频电路、与整流器相连的第二变频电路以及与整流器相连的第三变频电路，第一变频电路用于实现第一定频空气压缩机与整流器和控制电路的连接，第二变频电路用于实现第二定频空气压缩机与整流器和控制电路的连接，第三变频电路用于实现两个定频风机与整流器和控制电路的连接，第一变频电路、第二变频电路及第三变频电路均包括与整流器相连的变频器、转换开关电路以及开关电源电路，转换开关电路设置有第一电源端、第二电源端、第一控制端、第二控制端及负载端，第一电源端与变频器相连，第二电源端与控制电路相连，负载端连接第一定频空气压缩机、第二定频空气压缩机或两个定频风机，开关电源电路与转换开关电路的第二控制端连接，且与群控控制器的变频输入端和工频输入端相连，以向群控控制器的变频输入端、工频输入端和第二控制端提供开关电源;其中，所有变频器的控制端均与群控控制器相连，以实现对第一定频空气压缩机、第二定频空气压缩机和两个定频风机的变频控制;转换开关电路的第一控制端与群控控制器的输出端相连，当变频输入端和三个转换开关电路的第二控制端均接入开关电源时，三个转换开关电路将三个变频器分别与第一定频空气压缩机、第二定频空气压缩机和定频风机接通，以接入变频电源；当工频输入端接入开关电源时，三个转换开关电路将控制电路与第一定频空气压缩机、第二定频空气压缩机和定频风机接通，以接入工频电源。
[0009]为了设计结构简单、使用方便的转换开关电路和开关电源电路，优选的是，转换开关电路包括:第一接触器和第二接触器，第一接触器与第二接触器互锁，第一接触器的接入端为第一电源端，第二接触器的接入端为第二电源端，第一接触器的接出端和第二接触器的接出端连接后形成负载端，第一接触器的控制端为转换开关电路的第二控制端，第二接触器的控制端为转换开关电路的第一控制端;开关电源电路包括单刀双掷开关及按键开关，单刀双掷开关的动端接入24v开关电源，单刀双掷开关的两不动端分别与群控控制器的变频输入端和工频输入端相连;按键开关的控制端连接24v开关电源，第二控制端通过按键开关的主通路连接220v工作电源，群控控制器的公共电源端与220v工作电源相连。通过设计第一接触器和第二接触器，使得第一定频压缩机、第二定频压缩机和两个定频风机在频繁开闭中得到了保护。
[0010]为了除去输入工作电源中的噪声，使得工作电源更加标准，优选的是在整流器与工作电源之间连接有第一滤波器。
[0011]为了除去输入变频器输出的电源中的噪声，使得第一定频空气压缩机和第二定频空气压缩机工作时的变频电源更加标准，以更符合实时需求，优选的是，在第一变频电路和第二变频电路中变频器和转换开关电路之间均连接有第二滤波器。
[0012]由于群控控制器在长时间工作中会产生大量的热量，若热量过大会出现群控控制器损坏的情况。因此为了防止热量过大损坏群控控制器，优选的是，在群控控制器旁设置有两个散热风扇，以对群控控制器进行散热。
[0013]为了配合上述一种用于机房的精密空调节能装置的节能运作，本发明还提供一种节能控制方法，包括:
[0014]步骤一:工作模式选择，通过按动触动开关电路选择变频工作模式和工频工作模式，以与群控控制器合作控制转换开关电路的转换开闭，当选择变频工作模式时第一定频空气压缩机、第二定频空气压缩机和两个定频风机均接入变频器提供的变频电源；当选择工频工作模式时第一定频空气压缩机、第二定频空气压缩机和两个定频风机均接入控制电路提供的工频电源，若选择变频工作模式进行步骤二，若选择工频工作模式进行步骤九；
[0015]步骤二:低频工作，第一变频电路、第二变频电路及第三变频电路分别向正在工作中的第一定频空气压缩机、第二定频空气压缩机和两个定频风机输出36HZ变频工作电源；
[0016]步骤三:压缩机工作状态检测，若有压缩机处于工作状态进行步骤四，若无压缩机处于工作状态返回步骤二；
[0017]步骤四:实时温度高低初步判断，温度传感器将检测得到实时温度传送给控制电路，控制电路将得到的实时温度传送给群控控制器，群控控制器判断实时温度是否高出设定值，若高出设定值，执行步骤五，同时进行步骤六;若未高出设定值，返回步骤三；
[0018]步骤五:风机35HZ-50HZ变频，群控控制器按照实时温度与设定温度之差值进行PID运算得到风机变频频率，并将风机变频频率传送给第三变频电路的变频器；
[0019]步骤六:实时温度高低再次判断，群控控制器判断实时温度是否高出设定值3度，若未高出设定值3度，执行步骤七;若高出设定值3度，执行步骤八；
[0020]步骤七:压缩机35HZ-50HZ变频，群控控制器按照实时温度与设定温度之差值进行PID运算得到压缩机变频频率，并将压缩机变频频率传送给与工作中的第一定频空气压缩机或第二定频空气压缩机连接的变频器；
[0021]步骤八:强制输出50HZ变频电源，群控控制器强制与工作中的第一定频空气压缩机或第二定频空气压缩机连接的变频器输出50HZ变频电源；
[0022]步骤九:工频工作，第一定频空气压缩机、第二定频空气压缩机和两个定频风机均在控制电路的控制下进行工频工作。
[0023]相比于现有技术，本发明具有如下有益效果:
[0024]I)通过设置群控控制器及变频器，实现了对各个空调的第一定频压缩机、第二定频压缩机和两个定频风机的变频控制，从而使其工作符合机房内的实时制冷需求，避免了第一定频压缩机、第二定频压缩机和两个定频风机工作时的全速运作，且启动电流也不必很大，达到了节能的目的；
[0025]2)通过设置群控控制器和总线，实现了对机房内多台空调的统一控制，使得各台空调的工作更加协调，避免了在同一机房内各台空调之间的竞争运行或反向运行，达到了节能的目的；
[0026]3)通过设置整流器对变频器的输入电压进行整流，将市电电压220v交流转变为直流，为第二变频器、第三变