一种机柜空调双机联机控制系统的制作方法

1.本发明涉及空调系统领域，具体是一种机柜空调双机联机控制系统。


背景技术：

2.执行运输、通讯、探测等任务的车载、机载等载运装备的控制机柜，普遍都处于无人值守自动运行状态，机柜内的各种电子设备都处于常年不间断的工作状态，另外，机柜通常设计为密封状态，因此各种电子设备运行过程中所产生的热能必定会在机柜内累积起来，为了维持设备正常工作，必须借助于专用的空调把热量交换到机柜外。
3.机柜空调就是采用相变制冷原理，将机柜内的热空气充分冷却，为电子设备提供了理想的温度环境，同时隔离了外界环境中的灰尘、腐蚀性气体，延长电气元件的使用寿命，使电气电子设备在温度稳定、环境清洁的条件下工作，从而提高了电气设备工作的可靠性。而现有的机柜空调技术，一般是直接采用空调进行密封式的制冷来达到机柜室内外热交换的目的，这就需要长时间运行空调，但机柜无人值守，当室外温度低于室内温度时，空调仍然开启着。长时间地开启空调，不但会缩短空调的机械寿命，而且会白白耗费掉很大的能量。
4.因此，在保证载运装备正常运行的前提下，如何使机柜空调能运行在科学的管理系统中从而达到有效节能就显的尤为重要。即保证在无人操作的环境下，对于各种工作状况能够自动处理，保证空调的正常运行，保护空调主要部件，保障机柜内各种元器件的正常工作。
5.并且，机柜空调考虑到可靠性，如果只配一台主空调，万一有故障，机柜内的温度将无法保证。


技术实现要素：

6.本发明提供了一种机柜空调双机联机控制系统，以解决现有技术机柜空调存在的节能性能差、可靠性低的问题。
7.为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种机柜空调双机联机控制系统，用于控制两路空调制冷系统，包括空调电控主板、空调电控副板；空调电控主板和空调电控副板之间通讯连接；两路空调制冷系统中的压缩机电源端一一对应与空调电控主板、空调电控副板上的压缩机继电器模块连接，两路空调制冷系统中的蒸发风机电源端一一对应与空调电控主板、空调电控副板上的蒸发风机继电器模块连接，两路空调制冷系统中的冷凝风机电源端一一对应与空调电控主板、空调电控副板上的冷凝风机继电器模块连接，两路空调制冷系统中的电加热管电源端一一对应与空调电控主板、空调电控副板上的电加热管继电器模块连接；还包括每路空调制冷系统中配置的温度传感器、压力开关，所述温度传感器测量对应路空调制冷系统中蒸发器回风温度、蒸发器盘管温度、室外温度，所述压力开关测量对
应路空调制冷系统中的液压，两路空调制冷系统的温度传感器一一对应与空调电控主板、空调电控副板的信号输入接口连接，两路空调制冷系统的压力开关一一对应与空调电控主板、空调电控副板的信号输入接口连接。
8.进一步的，空调电控主板和空调电控副板之间通过can总线通讯连接。
9.进一步的，每路空调制冷系统中配置的温度传感器包括设于蒸发器进风侧的回风温度传感器、设于蒸发器盘管上的盘管温度传感器、设于室外的室外温度传感器。
10.进一步的，所述空调电控主板、空调电控副板还分别各自通过信号i/o网口与外部上位机通讯连接。
11.进一步的，所述空调电控主板、空调电控副板还分别各自通过信号i/o接口连接控制盒。
12.本发明采用主、备两路空调制冷系统，以及空调电控主板、空调电控副板两个控制系统。空调电控主板、空调电控副板之间采用can通讯的方式相互传递信息，保持运行模式一致，不论在空调电控主板还是在空调电控副板上进行温度设定、模式转换等，另一个随即跟随进行转换。当机柜内的温差较大时，控制主、备两路空调制冷系统同时工作；当温差较小时控制一路空调制冷系统停止，当温差为零时控制两路空调制冷系统全停并且只通风循环；当一路空调制冷系统出现故障时，另一路空调制冷系统自动投入。
13.空调电控主板、空调电控副板分别通过以太网通信协议与上位机通讯，可以通过上位机实时掌握机柜内空调的运行情况，并能实时发出控制指令，实现对机柜空调的监控操作。
14.与现有技术相比，本发明优点为：1、本发明通过设计可靠的制冷系统以及采取与其相适应的控制措施，保证机柜空调系统运行的可靠性。
15.2、本发明采用主、备方式进行热备份，双机联机，根据温差自动实现双机、单机工作，既控制了机柜内温度，也增强了系统的可靠性，并且节约能源。
16.3、本发明采用主、备方式进行热备份，空调电控主板、空调电控副板之间通过can通讯连接，相互传递信息，减少了机组之间的连接线，使2台机组为独立的机组，方便了生产、测试、安装、调试。
17.4、本发明采用主、备方式进行热备份，以其中一路空调制冷系统的回风环境温度传感器感受的温度为判定空调的运行模式，确保2路空调制冷系统运行模式一致，不论在主用还是备用空调制冷系统上进行温度设定、模式转换等，另一路空调制冷系统随即跟随进行转换。
18.5、机组之间通过can通讯相互传递信息，当一路空调制冷系统出现故障时，另一路空调制冷系统自动投入运行，确保机柜内温度得到控制。
附图说明
19.图1是本发明实施例中单路空调制冷系统结构原理图。
20.图2是本发明实施例控制系统结构原理图。
具体实施方式
21.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
22.本实施例公开了一种机柜空调双机联机控制系统，用于具有主用、备用两路空调制冷系统的机柜空调。如图1所示，机柜空调中主用、备用两路空调制冷系统结构相同，均包括压缩机1、蒸发风机2、蒸发器3、膨胀阀4、过滤器5、储液器6、冷凝器7、气液分离器8、冷凝风机9，其中储液器6的出口引出管道连接过滤器5进口，过滤器5出口通过带有阀门的管道连接膨胀阀4进口，膨胀阀4出口通过管道连接蒸发器3进口，蒸发器3出口通过带有阀门的管道连接气液分离器8的进口，气液分离器8的出口通过管道连接压缩机1的进口，压缩机1的出口通过连接冷凝器2的进口，冷凝器2的出口通过管道连接储液器6的进口，由此构成制冷剂循环，蒸发风机2配置于蒸发器3用于形成冷风，冷凝风机9配置于冷凝器2用于带走冷凝器2的热量。每路空调制冷系统中还分别设置有电加热管，用于对相应空调制冷系统中的管道和其他部件进行加热。
23.如图2所示，本实施例控制系统包括空调电控主板、空调电控副板，以及回风温度传感器a、回风温度传感器b、盘管温度传感器a、盘管温度传感器b、室外温度传感器a、室外温度传感器b、压力开关a、压力开关b。
24.空调电控主板用于控制主用空调制冷系统，回风温度传感器a、盘管温度传感器a、室外温度传感器a、压力开关a用于监测主用空调制冷系统的相应信号。具体的，空调电控主板的信号输出接口连接有压缩机继电器模块a、蒸发风机继电器模块a、冷凝风机继电器模块a、电加热管继电器模块a，主用空调制冷系统中的压缩机电源端、蒸发风机电源端、冷凝风机电源端、电加热管电源端一一对应与压缩机继电器模块a、蒸发风机继电器模块a、冷凝风机继电器模块a、电加热管继电器模块a连接。回风温度传感器a设置于主用空调制冷系统中蒸发器的进风侧用于采集回风温度，盘管温度传感器a设置于主用空调制冷系统中蒸发器的盘管上用于采集盘管温度，室外温度传感器a设置于室外用于采集室外温度，压力开关a连通接入主用空调制冷系统中蒸发器、气液分离器之间管道上用于采集压力信号，回风温度传感器a、盘管温度传感器a、室外温度传感器a、压力开关a分别与空调电控主板的不同信号输入接口连接。
25.空调电控副板用于控制备用空调制冷系统，回风温度传感器b、盘管温度传感器b、室外温度传感器b、压力开关b用于监测备用空调制冷系统的相应信号。具体的，空调电控副板的信号输出接口连接有压缩机继电器模块b、蒸发风机继电器模块b、冷凝风机继电器模块b、电加热管继电器模块b，备用空调制冷系统中的压缩机电源端、蒸发风机电源端、冷凝风机电源端、电加热管电源端一一对应与压缩机继电器模块b、蒸发风机继电器模块b、冷凝风机继电器模块b、电加热管继电器模块b连接。回风温度传感器b设置于备用空调制冷系统中蒸发器的进风侧用于采集回风温度，盘管温度传感器b设置于备用空调制冷系统中蒸发器的盘管上用于采集盘管温度，室外温度传感器b设置于室外用于采集室外温度，压力开关b连通接入备用空调制冷系统中蒸发器、气液分离器之间管道上用于采集压力信号，回风温度传感器b、盘管温度传感器b、室外温度传感器b、压力开关b分别与空调电控副板的不同信号输入接口连接。
26.空调电控主板和空调电控副板之间通过can总线通讯连接。空调电控主板和空调电控副板的信号i/o网口分别与上位机的网线插口连接。空调电控主板和空调电控副板的
信号i/o接口分别各自连接有控制盒。
27.空调电控主板对接入空调电控主板的回风温度传感器a的输入信号进行逻辑判断处理，通过空调电控主板上压缩机继电器模块a、蒸发风机继电器模块a、冷凝风机继电器模块a、电加热继电器模块a输出接口输出。同理，空调电控副板对接入空调电控副板的回风温度传感器b的输入信号进行逻辑判断处理，通过空调电控副板上压缩机继电器模块b、蒸发风机继电器模块b、冷凝风机继电器模块b、电加热继电器模块b输出接口输出。
28.当空调电控主板上回风温度传感器a检测到主用空调制冷系统中回风温度t1≥32℃时，主用、备用空调制冷系统同时制冷；当空调电控主板上回风温度传感器a检测到主空调回风温度t1≤26℃时，备用空调制冷系统停止；当空调电控主板上回风温度传感器a检测到主用空调制冷系统回风温度t1=22℃时，主用空调制冷系统停止制冷，转为通风循环。
29.当空调电控主板上回风温度传感器a检测到主用空调制冷系统回风温度t1≤0℃时，主用、备用空调制冷系统同时制热；当空调电控主板上回风温度传感器a检测到主用空调制冷系统回风温度t1≥4℃时，备用空调制冷系统停止；当空调电控主板上回风温度传感器a检测到主用空调制冷系统回风温度t1=10℃时，主用空调制冷系统停止制热，转为通风循环。
30.当主用空调制冷系统压力过低时，压力开关a断开，当空调电控主板检测到压力开关a断开时，使通过空调电控主板上压缩机继电器模块a、冷凝风机继电器模块a输出，使主用空调制冷系统中的压缩机、冷凝风机停止工作，主用空调制冷系统中的蒸发风机继续工作，显示故障代码。并通过can通讯传递信息，启动备用空调制冷系统。
31.当备用空调制冷系统压力过低时，压力开关b断开，当空调电控副板检测到压力开关b断开时，通过空调电控副板上压缩机继电器模块b、冷凝风机继电器模块b接口输出，使备用空调制冷系统中的压缩机、冷凝风机停止工作，备用空调制冷系统中的蒸发风机继续工作，显示故障代码。并通过can通讯传递信息，启动主用空调制冷系统。
32.当主用空调制冷系统中蒸发器盘管上安装的盘管温度传感器a感受的温度≤-5℃时，通过电控主板上压缩机继电器模块a、冷凝风机继电器模块a，使主用空调制冷系统中压缩机、冷凝风机停止工作，主用空调制冷系统中蒸发风机继续工作，显示故障代码，并通过can通讯传递信息，启动备用空调制冷系统。
33.当备用空调制冷系统中蒸发器盘管上安装的盘管温度传感器b感受的温度≤-5℃时，通过电控副板上压缩机继电器模块b、冷凝风机继电器模块b，使备用空调制冷系统中压缩机、冷凝风机停止工作，备用空调制冷系统中蒸发风机继续工作，显示故障代码，并通过can通讯传递信息，启动主用空调制冷系统。
34.通过采用主、备空调热备份，双机联机，根据温差自动实现双机、单机工作，并通过can通讯连接，实现机组相互传递信息，并以主用空调制冷系统回风环境温度传感器感受的温度为判定空调的运行模式，确保2路空调制冷系统运行模式一致，不论在主用空调制冷系统还是在备用空调制冷系统上进行温度设定、模式转换等，另一路空调制冷系统随即跟随进行转换，当一路空调制冷系统出现故障时，另一路空调制冷系统自动投入运行，确保机柜内温度得到控制，增强了系统的可靠性。
35.本实施例运行模式如下：a) 全自动运行：空调上电，主、备空调自动运行，设t1为主空调回风温度。
36.1）当t1≥32℃时，开始高风制冷；（双机组制冷）。
37.当t1降至26℃时，高风制冷；（单机组制冷）。
38.直至t1=22℃时，停止制冷，转为高风通风；2) 当t1≤0℃时，开始高风强热；（双机组）。
39.当t1升至4℃时转高风弱热；（单机组）。
40.直至t1=10℃时停止加热，转为高风通风。
41.b) 手动运行：可通过上位机或本地控制盒进行手动操作，选择运行模式，单机或双机运行。
42.开双机组时：1）制冷模式：当t1≥t0+4℃，开始高风制冷；（双机组制冷）。
43.当t1≥t0+2℃，高风制冷；（单机组制冷）。
44.当t1=t0℃时，停止制冷，转换为高风通风。
45.2）制热模式：当t1≤t0-2℃时，开始高风强热；（单机组制热）。
46.当t1≤t0-4℃时，高风强热；（双机组制热）。
47.当t0=t1℃时，转换为高风通风。
48.3）通风模式：蒸发风速不调速，默认高风。
49.开单机组时：1）制冷模式：当t1≥t0+2℃，开始高风制冷；（单机组制冷）。
50.当t1=t0℃时，停止制冷，转换为高风通风。
51.2）制热模式：当t1≤t0-2℃时，开始高风强热；（单机组制热）。
52.当t0=t1℃时，转换为高风通风。
53.3）通风模式：蒸发风速不调速，默认高风。
54.以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定。在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，这种组合只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
55.本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内以及不脱离本发明设计思想的前提下，本领域技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

技术特征：
1.一种机柜空调双机联机控制系统，用于控制两路空调制冷系统，其特征在于，包括空调电控主板、空调电控副板；空调电控主板和空调电控副板之间通讯连接；两路空调制冷系统中的压缩机电源端一一对应与空调电控主板、空调电控副板上的压缩机继电器模块连接，两路空调制冷系统中的蒸发风机电源端一一对应与空调电控主板、空调电控副板上的蒸发风机继电器模块连接，两路空调制冷系统中的冷凝风机电源端一一对应与空调电控主板、空调电控副板上的冷凝风机继电器模块连接，两路空调制冷系统中的电加热管电源端一一对应与空调电控主板、空调电控副板上的电加热管继电器模块连接；还包括每路空调制冷系统中配置的温度传感器、压力开关，所述温度传感器测量对应路空调制冷系统中蒸发器回风温度、蒸发器盘管温度、室外温度，所述压力开关测量对应路空调制冷系统中的液压，两路空调制冷系统的温度传感器一一对应与空调电控主板、空调电控副板的信号输入接口连接，两路空调制冷系统的压力开关一一对应与空调电控主板、空调电控副板的信号输入接口连接。2.根据权利要求1所述的一种机柜空调双机联机控制系统，其特征在于，空调电控主板和空调电控副板之间通过can总线通讯连接。3.根据权利要求1所述的一种机柜空调双机联机控制系统，其特征在于，每路空调制冷系统中配置的温度传感器包括设于蒸发器进风侧的回风温度传感器、设于蒸发器盘管上的盘管温度传感器、设于室外的室外温度传感器。4.根据权利要求1所述的一种机柜空调双机联机控制系统，其特征在于，所述空调电控主板、空调电控副板还分别各自通过信号i/o网口与外部上位机通讯连接。5.根据权利要求1所述的一种机柜空调双机联机控制系统，其特征在于，所述空调电控主板、空调电控副板还分别各自通过信号i/o接口连接控制盒。

技术总结
本发明公开了一种机柜空调双机联机控制系统，用于控制两路空调制冷系统，包括空调电控主板、空调电控副板以及温度传感器、压力开关；空调电控主板和空调电控副板之间通讯连接；两路空调制冷系统中的压缩机、蒸发风机、冷凝风机、电加热管分别与空调电控主板、空调电控副板上继电器模块连接；每路空调制冷系统中温度传感器、压力开关分别与空调电控主板、空调电控副板的信号输入接口连接。本发明可保证机柜空调系统运行的可靠性。机柜空调系统运行的可靠性。机柜空调系统运行的可靠性。


技术研发人员：沈桂琴 孙英
受保护的技术使用者：合肥天鹅制冷科技有限公司
技术研发日：2023.07.05
技术公布日：2023/9/22