一种户外机柜的温控设备及其温度控制方法技术

本发明专利技术公开了一种户外机柜的温控设备及其温度控制方法，其结构包括：半导体制冷模块，压缩式制冷模块，压缩机上设有第二控制器机柜上设有吹风方向朝向外界空气的第一风机以及吹风方向朝向机柜内部的第二风机，第一风机的风路同时经过冷凝器、第一换热器，第二风机的风路同时经过蒸发器、第二换热器，温度监控模块包括设置在机柜内部的内温度传感器以及设置在机柜外部的外温度传感器，内温度传感器和外温度传感器分别和第一控制器、第二控制器电连接，本发明专利技术在外部环境温度不高的情况下，压缩机无需工作，仅通过半导体芯片实现对机柜内部的制冷，避免压缩机工作在润滑不充分或局部过热条件下工作，有效延长了压缩机的使用寿命。命。命。

【技术实现步骤摘要】
一种户外机柜的温控设备及其温度控制方法


[0001]本专利技术涉及一种新型空调
，尤其是一种户外机柜的温控设备及其温度控制方法。

技术介绍

[0002]电子设备机柜，特别是户外机柜，为了避免潮湿水气对电子设备绝缘性能的影响，通常防水防潮密封设计，但这种密封设计不利于机柜内部电子设备工作产生的热量快速传递到外部环境中。
[0003]在夏季高温环境下，户外机柜吸收太阳光辐射产生的热量和柜内高热密度电子设备产生的热量不能有效传递至外部环境，导致机柜内部温度急剧上升，甚至会超过某些电子器件的额定工作温度导致设备无法正常工作或缩减使用寿命。
[0004]目前，户外机柜的温控设备通过配置一台压缩式制冷空调设备，解决柜内设备的工作环境温度过高的问题。鉴于安装空间限制和成本控制，压缩式制冷空调通常配置一台较大功率的压缩机，以满足高温恶劣工况下大制冷量的指标要求。
[0005]然而，当外界环境温度不高时（22℃左右），若压缩机空调不工作，机柜内部无法与外部环境有效换热，虽然大部分电子设备可以正常工作，但对于一些温度敏感型元器件可能会超出耐受温度引起故障或失效或持续高温下工作降低使用寿命；若压缩机空调工作，此时机柜内部所需制冷量相对于压缩机额定制冷量偏小，压缩机较短时间运行即可产生足够制冷量以降低机柜内部温度，然后进入待机状态。这种工作模式对于压缩式空调的寿命具有极大的影响。原因在于工作状态下，润滑油对压缩机起到润滑、冷却和密封等作用。压缩机停机状态下，大量冷媒由于受到系统压力平衡和重力的作用，分别从高、低压两侧回流到压缩机内，液化并溶于压缩机油，此时压缩机油受到了稀释和冷却，黏度随着油稀释率的上升而进一步下降。当压缩机较低温启动时，溶于机油中的制冷剂会出现剧烈的翻腾，容易使的油溶液产生大量泡沫，造成润滑油膜变薄，根据冷媒与压缩机油的互溶特性，两者组成的均匀溶液的溶解度与温度成正比，当温度低于某一临界温度时，溶液便会出现分离，上层主要为压缩机油，下层主要为制冷剂，而这种不同程度的低温分离现象不仅存在平衡的静止状态，也存在于运行的流体状态，不仅发生在压缩机内，也发生于热交换器和气液分离器内，影响运行系统的回油量。压缩机连续工作时，随着循环周期的增加，回油不充分的问题可以有效改善，但压缩机短暂工作后待机，并在一个较短周期内频繁启停时，内部运动机构及其表面未能得到足够的润滑以及形成能承受一定载荷的油膜厚度，增大磨损，影响其使用寿命和运行的可靠性。
[0006]其次，在酷寒条件下，尤其是外部环境温度低于
‑
5℃时，机柜内部的部分电子设备如液晶显示屏等不能正常工作。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的提供一种户外机柜的温控设备及其温度控制方法，解决上述现有技
术问题中的一个或者多个。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种户外机柜的温控设备，其创新点在于：其结构包括：半导体制冷模块，半导体制冷模块包括半导体芯片、冷却液的第一循环流通管道、冷却液的第二循环流通管道以及控制半导体芯片正向通电制冷或者反向通电制热或者关闭的第一控制器，第一循环流通管道上依次设有第一循环泵、第一换热器以及以及导热端，第二循环流通管道上一次设有第二循环泵、第二换热器以及导冷端，导热端紧贴在半导体芯片的热端面上，导冷端紧贴在半导体芯片的冷端面上；压缩式制冷模块，压缩式制冷模块包括通过第三循环流通管道依次连通的压缩机、冷凝器、节流阀以及蒸发器，冷凝器紧靠第一换热器设置，蒸发器25紧靠第二换热器15设置，压缩机上设有第二控制器；机柜上设有吹风方向朝向外界空气的第一风机以及吹风方向朝向机柜内部的第二风机，第一风机的风路同时经过冷凝器、第一换热器，第二风机的风路同时经过蒸发器、第二换热器；温度监控模块，温度监控模块包括设置在机柜内部的内温度传感器以及设置在机柜外部的外温度传感器，内温度传感器和外温度传感器分别和第一控制器、第二控制器电连接，第一控制器和第二控制器由PLC或者单片机控制。
[0009]本专利技术提供一种户外机柜温控设备的温度控制方法，上述压缩机安全启动的最低温度设为t
a
，外温度传感器检测机柜外部的温度为t
b
，内温度传感器检测机柜内部的温度为t
c
，PLC或者单片机上分别设定有控制半导体芯片对机柜内部进行制冷的最大温度参数值t
f
、控制半导体芯片对机柜内部进行制热的最小温度参数值t
g
，第二控制器的PLC上设定有控制压缩机对机柜内部进行制冷的最大温度参数值t
j
，t
f
＜t
j
，t
g
‑
t
j
为机柜内部电子元件的适宜运行温度，机柜的温度控制方法如下：S1、当t
b
＜t
a
时，第二控制器控制压缩机处于待机状态，第一控制器控制所述半导体芯片正向通电制冷或者反向通电制热并用于调控机柜内部的温度；S2、当t
b
≥t
a
时，第一控制器控制半导体芯片正向通电制冷或者第二控制器控制压缩机打开，使得半导体芯片辅助压缩机调控机柜内部的温度。
[0010]进一步的，在上述方法S1中，当t
c
≤t
g
时，第一控制器控制半导体芯片反向通电制热并使得机柜内部的温度升高，当t
f
≤t
c
，第一控制器控制半导体芯片正向通电制冷并使得机柜内部的温度降低，当t
g
＜t
c
＜t
f
时，第一控制器控制半导体芯片处于待机状态。
[0011]进一步的，在上述方法S2中，当t
f
≤t
c
≤t
j
，第一控制器控制半导体芯片正向通电制冷并使得机柜内部的温度降低，第二控制器控制压缩机处于待机状态，当t
c
＞t
j
时，第一控制器控制半导体芯片正向通电制冷并使得机柜内部的温度降低，第二控制器同步控制压缩机打开并对机柜的内部进行制冷，压缩机联合半导体芯片对机柜内部进行制冷，当t
g
＜t
c
＜t
f
时，第一控制器控制半导体芯片处于待机状态，第二控制器控制压缩机处于待机状态。
[0012]本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术提供了一种户外机柜的温控设备及其温度控制方法，压缩式制冷模块和半导体制冷模块共用第一风机、第二风机，可以有效减少整套产品的设备量，此种布局不仅结构紧凑，而且有效降低了产品同外部环境空气交换的面积，降低风机滤网的维护更换频
次。
[0013]2、本专利技术提供了一种户外机柜的温控设备及其温度控制方法，通过半导体芯片辅助压缩机对机柜内部的温度进行调节，机柜内部温度的调节根据机柜外部的温度来选择方法S1或者方法S2，确保机柜内部电子设备始终处于适宜的运行温度范围，而且在外部环境温度不高的情况下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种户外机柜的温控设备，其特征在于：其结构包括：半导体制冷模块，所述半导体制冷模块包括半导体芯片（11）、冷却液的第一循环流通管道（12）、冷却液的第二循环流通管道（13）以及控制半导体芯片（11）正向通电制冷或者反向通电制热或者关闭的第一控制器，所述第一循环流通管道（12）上依次设有第一循环泵（14）、第一换热器（15）以及以及导热端（16），所述第二循环流通管道（13）上一次设有第二循环泵（17）、第二换热器（18）以及导冷端（19），所述导热端（16）紧贴在所述半导体芯片（11）的热端面上，所述导冷端（19）紧贴在所述半导体芯片（11）的冷端面上；压缩式制冷模块，所述压缩式制冷模块包括通过第三循环流通管道（21）依次连通的压缩机（22）、冷凝器（23）、节流阀（24）以及蒸发器（25），所述冷凝器（23）紧靠所述第一换热器（15）设置，所述蒸发器（25）紧靠所述第二换热器（15）设置，所述压缩机（22）上设有第二控制器；所述机柜上设有吹风方向朝向外界空气的第一风机（31）以及吹风方向朝向所述机柜内部的第二风机（32），所述第一风机（31）的风路同时经过所述冷凝器（23）、所述第一换热器（15），所述第二风机（32）的风路同时经过所述蒸发器（25）、所述第二换热器（18）；温度监控模块，所述温度监控模块包括设置在机柜内部的内温度传感器以及设置在机柜外部的外温度传感器，所述内温度传感器和所述外温度传感器分别和所述第一控制器、所述第二控制器电连接，所述第一控制器和所述第二控制器由PLC或者单片机控制。2.如权利要求1所述的一种户外机柜温控设备的温度控制方法，其特征在于：所述压缩机（22）安全启动的最低温度设为t
a
，所述外温度传感器检测机柜外部的温度为t
b
，所述内温度传感器检测机柜内部的温度为t
c
，所述PLC或者单片机上分别设定有控制所述半导体芯片（11）对所述机柜内部进行制冷的最大温度参数值t
f
、控制所述半导体芯片（11）对所述机柜内部进行制热的最小温度参数值t
g
，所述第二控制器的PLC上设定有控制所述压缩机（22）对所述机柜内部进行制冷的最大温度参数值t
j
，t
f
＜t
j

【专利技术属性】
技术研发人员：熊绎，张安邦，汪玉成，刘峻，
申请(专利权)人：江苏中科新源半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：