机房空调组件和机房空调及其控制方法

技术领域

本申请属于机房空调技术领域，具体涉及一种机房空调组件和机房空调及其控制方法。

背景技术

信息产业和数字化建设的快速发展，推动了机房、基站的数量，建设规模快速增长。据统计，机房、基站空调的能耗占其总能耗的40％以上。由于数据中心需要全年制冷，通常利用太阳能光伏发电为机房空调提供用电，这样会大大降低运行费用，甚至有剩余电力还可并入电网带来额外收益。

当机房空调的室外机组与室内机组距离过大时，采用风冷冷凝器就会存在制冷剂管长，输送压力损失大，冷冻油回流难问题。现有技术中有采用干冷器来加强冷却制冷剂，来实现减小制冷剂管长。但是增设干冷器，使得机房空调的设备增多，相应增加了安装场所和装配过程。

发明内容

因此，本申请提供一种机房空调组件和机房空调及其控制方法，能够解决现有技术中机房空调的设备增多，相应增加了安装场所和装配过程的问题。

为了解决上述问题，本申请提供一种机房空调组件，包括：

干冷器，对机房空调的制冷剂进行冷却处理；所述干冷器包括有壳体；

太阳能光伏发电设备，与所述干冷器电连接，向所述干冷器提供电能；所述太阳能光伏发电设备包括有光伏板；所述光伏板设于所述壳体上。

可选地，所述光伏板设有多个，多个所述光伏板依次串联，且相邻两个所述光伏板之间铰接设置，其中一个所述光伏板与所述壳体进行转动连接。

可选地，所述光伏板设有三个，中间所述光伏板铰接于所述壳体上。

可选地，所述机房空调组件还包括伸缩件，所述伸缩件的一端铰接于所述壳体上，另一端铰接于中间所述光伏板上。

可选地，所述壳体包括竖直设置的侧壁，所述光伏板转动连接于所述侧壁的上侧边上。

可选地，所述侧壁设有多个，且依次相邻设置；所述光伏板设置多个时，能够一一对应与所述侧壁贴合设置。

根据本申请的另一方面，提供了一种机房空调，包括如上所述的机房空调组件。

可选地，所述机房空调还包括有制冷剂回路和冷却剂回路，所述制冷剂回路中包含有冷凝器，所述冷却剂回路由所述干冷器与所述冷凝器连通构成。

可选地，所述制冷剂回路中还包含有蒸发器，所述冷却剂回路还包括有与所述冷凝器并联连接的表冷器，所述表冷器与所述蒸发器处于同一风道中。

根据本申请的再一方面，提供了一种如上所述机房空调的控制方法，包括：

检测机房的室外温度，室外温度高出第一预设值时，开启制冷剂回路循环，以及干冷器和冷凝器之间的循环；

或，

检测机房的室外温度，室外温度低于第二预设值时，开启制冷剂回路循环、干冷器和冷凝器之间的循环，以及干冷器与表冷器之间的循环；

或，

检测机房的室外温度，室外温度低于第三预设值时，开启干冷器与表冷器之间的循环；

所述第一预设值大于所述第二预设值，所述第二预设值大于所述第三预设值。

本申请提供的一种机房空调组件，包括：干冷器，对机房空调的制冷剂进行冷却处理；所述干冷器包括有壳体；太阳能光伏发电设备，与所述干冷器电连接，向所述干冷器提供电能；所述太阳能光伏发电设备包括有光伏板；所述光伏板设于所述壳体上。

本申请将光伏板安装于干冷器壳体上，减少额外的安装场地，光伏板还能为干冷器进行遮阳和供电，降低太阳辐射热量对干冷器造成的性能下降；同时光伏板将太阳能转化成供干冷器水泵使用的电能，节能省耗。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本申请实施例的机房空调的原理图；

图2为本申请实施例的干冷器和光伏板的结构示意图；

图3为本申请实施例的光伏板贴合于干冷器外壁的状态图；

图4为本申请实施例的光伏板展开状态示意图；

图5为本申请实施例的光伏板贴合于干冷器外壁的主视图；

图6为本申请实施例的光伏板展开状态主视图。

附图标记表示为：

1、机房空调；10、干冷器；11、冷凝器；12、表冷器；13、蒸发器；14、压缩机；15、节流装置；16、水泵；18、水阀；19、水阀；20、水阀；21、水阀；

2、光伏板；22、伸缩件。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

结合参见图1至图6所示，根据本申请的实施例，一种机房空调组件，包括：

干冷器10，对机房空调1的制冷剂进行冷却处理；所述干冷器10包括有壳体；

太阳能光伏发电设备，与所述干冷器10电连接，向所述干冷器10提供电能；所述太阳能光伏发电设备包括有光伏板2；所述光伏板2设于所述壳体上。

本申请将光伏板2转动地安装于干冷器10壳体上，减少额外的安装场地，光伏板2还能为干冷器10进行遮阳和供电，降低太阳辐射热量对干冷器10造成的性能下降；同时光伏板2将太阳能转化成供干冷器10水泵16使用的电能，节能省耗。

光伏板2为板状结构，用于接收太阳光，转化为电能，能为机房空调1提供能源，具体可为干冷器10提供能源；光伏板2设在干冷器10的壳体上，可根据光照角度进行调整转动位置，使得太阳光能够直射到光伏板2上，获取最大的光照强度。

干冷器10，即干式冷却器，其工作过程没有水的消耗，是通过管内走液体，管外走自然风来冷却管内液体，降低管内液体温度，达到冷却的目的。通常设有风叶来加速自然风，这样光伏板2产生的电能提供给风叶转动所需的能量，以及提供给为加速管内水的流动而设置的水泵16所需的能量。

由于干冷器10是对管内的水进行降温处理，本申请中光伏板2展开吸收太阳光时，能对干冷器10进行遮挡太阳光，避免干冷器10受到长时间光照，影响其对管内水进行降温，造成性能下降。

传统结构中光伏板2需单独占用安装场地，本申请中无需额外的安装场地来装配光伏板2，直接设于干冷器10上，这样光伏板2与干冷器10进行一体化设计，可与干冷器10一起打包出厂，减少打包次数和打包箱空间减少人力物力成本。

在一些实施例中，所述光伏板2设有多个，多个所述光伏板2依次串联，且相邻两个所述光伏板2之间铰接设置，其中一个所述光伏板2与所述壳体进行转动连接。

优选地，所述光伏板2设有三个，中间所述光伏板2铰接于所述壳体上。

如图2-4所示，三个光伏板2依次串联设置，相邻的两个光伏板2之间为铰接，可以相互转动，将中间的光伏板2铰接在干冷器10上，这样三个光伏板2与干冷器10进行一体化设计。

由于三个光伏板2中两边的光伏板2，为转动连接于中间的光伏板2上，在中间光伏板2设于干冷器10的一个侧壁上，两边的光伏板2既能转动至与中间光伏板2为同一平面位置，随中间光伏板2一起绕干冷器10转动，扩大接收太阳光的照射面积，也可将两边的光伏板2转动至分别贴覆于相邻的另外两个侧壁，进行折叠收拢，可使整个设备出厂时折叠打包减少人力物力等成本，减少产品占地面积。

安装时，两边的光伏板2通过能转动的连接件，分别转动到与中间光伏板2处于同一平面上，然后通过能转动的连接件和能伸缩变化的伸缩件进行伸缩支撑，实现转动连接，使光伏板2的倾斜角处于最佳位置，实现现场调整太阳能光伏发电设备的安装位置，调整光伏板2的倾斜角适应当地的太阳辐射角达到接收利用太阳能的最佳状态。

同时多个光伏板2的设置还可以遮挡干冷器10多个侧面，减少干冷器10受到长时间光照，充分利用干冷器10表面结构设置光伏板2，同时可以降低太阳辐射热量对干冷器10造成的性能下降问题；现场无需单独设置光伏板2的安装位置。

对于光伏板2数量，可依据干冷器10的外侧面进行调整。

在一些实施例中，所述机房空调组件还包括伸缩件，所述伸缩件的一端铰接于所述壳体上，另一端铰接于中间所述光伏板2上。

对于光伏板2的转动调节，采用伸缩件来实现，具体的伸缩件的两端分别铰接于壳体和光伏板2上，由于光伏板2一端铰接于壳体上，伸缩件的伸长或缩短，能够调整光伏板2与壳体之间的夹角，实现光伏板2迎光面能够正对太阳光的照射。

其中，机房空调组件本身还连接有市电等外供电源，光伏板2只是起到节能损耗的作用，采用清洁可再生能源为数据中心机房空调1和其他用电设备提供了免费电力甚至带来额外收益。

当太阳能适宜，太阳能光伏发电系统电力正好能满足数据中心的机房空调1及其他电器用电则电力只送入数据中心。

当太阳能非常充足，太阳能光伏发电系统电力过剩时则剩余电力可送入市政电网卖电或者说存入电网。太阳能发电电力一部分经过数据中心用电接线接入各电器设备，另一部分并入电网带来额外收益。

当阳光不足时，该系统发电不足，太阳能光伏发电系统只能提供部分数据中心电力，另一部分需要市电补充。

当阴雨天气或故障等其他不可抗力因素，太阳能光伏板2不能发电时，则市网电送向用户接入数据中心各电器设备。

对于上述伸缩件，可以是电动伸缩杆。

在一些实施例中，所述壳体包括竖直设置的侧壁，所述光伏板2转动连接于所述侧壁的上侧边上。

壳体包含竖直设置的侧壁，光伏板2转动地设在侧壁的上侧边上，这样能减少伸缩件的作用力，方便光伏板2对壳体的遮光，同时安装操作非常方便。

在一些实施例中，所述侧壁设有多个，且依次相邻设置；所述光伏板2设置多个时，能够一一对应与所述侧壁贴合设置。

在侧壁设置多个时，光伏板2对应可设置多个，一一对应贴合于各侧壁上，在使用时再展开光伏板2；光伏板2贴合侧壁设置，方便搬运。

根据本申请的另一方面，提供了一种机房空调1，包括如上所述的机房空调组件。

整个数据中心的机房用电包括机房空调1用电和其他用电设备用电均可采用太阳能可再生清洁能源光伏发电。机房空调1系统全年供冷，过度季节及冬季根据室外温度变化可直接采用自然冷却最大限度的使用自然冷，减少甚至不用机械制冷，系统节能省电，最大限度的使太阳能电力能满足用电以及提高剩余电力获取额外收益。

在一些实施例中，所述机房空调1还包括有制冷剂回路和冷却剂回路，所述制冷剂回路中包含有冷凝器11，所述冷却剂回路由所述干冷器10与所述冷凝器11连通构成。

机房空调1中制冷剂回路主要有压缩机14、冷凝器11、节流装置15和蒸发器13连通构成，本申请中的冷凝器11为水冷冷凝器11，其中利用干冷器10来对水进行降温，低温水送入冷凝器11中，对制冷剂进行散热，效率高，实现减小制冷剂管长。

在一些实施例中，所述制冷剂回路中还包含有蒸发器13，所述冷却剂回路还包括有与所述冷凝器11并联连接的表冷器12，所述表冷器12与所述蒸发器13处于同一风道中。

在冷却剂回路并联设置表冷器12，并且表冷器12与蒸发器13处于同一风道中，即可利用干冷器10提供的低温水来实现机房内部的降温，节能损耗。

综上所述，干冷器10冷却后的循环水可进入表冷器12，直接冷却机房内回风，也可以进入水冷冷凝器11冷却压缩机14制冷系统的散热。

根据本申请的再一方面，提供了一种如上所述机房空调1的控制方法，包括：

检测机房的室外温度，室外温度高出第一预设值时，开启制冷剂回路循环，以及干冷器10和冷凝器11之间的循环；

或，

检测机房的室外温度，室外温度低于第二预设值时，开启制冷剂回路循环、干冷器10和冷凝器11之间的循环，以及干冷器10与表冷器12之间的循环；

或，

检测机房的室外温度，室外温度低于第三预设值时，开启干冷器10与表冷器12之间的循环；

所述第一预设值大于所述第二预设值，所述第二预设值大于所述第三预设值。

上述的制冷剂回路由依次连通的压缩机14、冷凝器11、节流装置15和蒸发器13构成的循环回路，由于制冷剂回路的循环独立于自然冷却水循环，所以机房空调1可实现自然冷却及机械压缩同时运行，包括三种运行模式：制冷剂循环制冷模式、混合制冷模式(此时制冷剂回路为卸载运行，整个空调系统开始节能)、自然冷却模式(此时制冷剂回路完全不运转，节能效果显著)。

如图1所示，对三种运行模式分别描述如下：

1)制冷剂循环制冷模式：当室外温度高于压缩机制冷模式设计值时，该系统此时与常规水冷机房空调系统无异，此时系统采用制冷剂循环来制冷来冷却机房回风。该模式室外温度设计值通常低于室内回风温度3～5℃左右。

此时，水泵16开启，水阀18和水阀21关闭，水阀19和水阀20打开，水源侧的水经过干冷器10与室外空气换热后进入水冷冷凝器11与冷媒换热后，再次经过水泵16完成下次循环。而制冷剂则经过压缩机14进入水冷冷凝器11与水源进行换热冷凝散热，然后流经节流装置15进行节流，进入室内蒸发器13与室内回风进行换热蒸发吸热，然后再次进入压缩机14进行下一次循环。

2)混合制冷模式：过渡季节室外温度较低时(比如5～20℃时)，干冷器10提供的冷水一部分流向表冷器12直接冷却室内回风，冷量不足的部分由制冷剂循环制冷提供将室内回风冷却至需要的送风温度，另一部分冷水流经冷凝器11经板式换热带走机械压缩制冷循环的散热。此时制冷剂循环制冷系统可采用卸载运行，整个空调系统开始节能。

此时，压缩机14开启，水泵16开启，水阀18、水阀19、水阀20和水阀21均打开。

水流经水泵16进入干冷器10与室外空气换热冷却后部分水流进入表冷器12直接与室内回风换热制冷，然后再次进入水泵16进行下一次的循环。

水源侧的水经过干冷器10与室外空气换热后部分水流进入水冷冷凝器11与冷媒换热后再次经过水泵16完成下次循环。而冷媒则经过压缩机14进入水冷冷凝器11与水源进行换热冷凝散热，然后流经节流装置15进行节流，进入室内蒸发器13与室内回风进行换热蒸发吸热，然后再次进入压缩机14进行下一次循环。

3)自然冷却模式：当室外温度进一步降低(比如低于5℃时)，干冷器10提供的冷水温度可直接将室内回风温度降至需求的送风温度，此时压缩机完全不运转，此时节能效果显著。

此时，压缩机不开启，水泵16开启，水阀18和水阀21打开，水阀19和水阀20关闭，水流经水泵16进入干冷器10与室外空气换热冷却后进入表冷器12直接与室内回风换热制冷，然后再次进入水泵16进行下一次的循环。

对于机房所使用的太阳能光伏发电设备，包括两种结构形式：设在干冷器上的光伏板，只是作为一种电能补充；另外再设置一套光伏发电设备，为整个机房进行供电。

另外一套光伏发电设备，主要包括光伏板2和交-直流转换装置，还另外接入市电网，连接数据中心机房其他用电接线口，以及机房空调用电接线口。

当太阳能适宜，太阳能光伏发电系统电力正好能满足数据中心的机房空调及其他电器用电则电力只送入数据中心，太阳能发电电力依次经过光伏板2、交-直流转换装置经过数据中心其他用电接线口和机房空调用电接线口接入各电器设备。

当太阳能非常充足，太阳能光伏发电系统电力过剩时则剩余电力可送入市政电网卖电或者说存入电网。太阳能发电电力一部分依次经过太阳能光伏电池板2、交-直流转换装置经过数据中心其他用电接线口和机房空调用电接线口接入各电器设备，另一部分依次经过太阳能光伏电池板2、交-直流转换装置及市电网并入电网。

当阳光不足时，该系统发电不足，太阳能光伏发电系统只能提供部分数据中心电力，另一部分需要市电补充。太阳能发电电力一部分依次经过太阳能光伏电池板2、交-直流转换装置经过数据中心其他用电接线口和机房空调用电接线口接入各电器设备，另一部分依次经过市电网、经过数据中心其他用电接线口和机房空调用电接线口接入各电器设备。

当阴雨天气或故障等其他不可抗力因素，太阳能光伏板不能发电时，则市网电送向用户，电力依次经过市网8、经过数据中心其他用电接线口和机房空调用电接线口接入各电器设备。

对于干冷器10上设置的光伏板2，可以是小型的发电设备，当有太阳光可利用时，利用太阳能发电，优先为干冷器侧自身循环水泵16提供用电，不足时才考虑用另外一套光伏发电设备来供电。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各实施方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。