專利名稱：直接的自然冷卻的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于溫度調(diào)節(jié)的混合箱，包括一基體，能引導(dǎo)至少一個(gè)空氣流通過所述基體，并且在所述基體中設(shè)置至少一個(gè)過濾裝置，能引導(dǎo)空氣流通過所述過濾裝置， 其中通過具有至少一個(gè)活門的活門裝置實(shí)現(xiàn)空氣流的導(dǎo)向。本發(fā)明還涉及一種用于溫度調(diào)節(jié)的裝置和一種用于運(yùn)行所述裝置的方法。
背景技術(shù)：
用于溫度調(diào)節(jié)的混合箱是由現(xiàn)有技術(shù)已知的。此外用于溫度調(diào)節(jié)的裝置由現(xiàn)有技術(shù)已知用于不同的應(yīng)用。這種裝置的一個(gè)應(yīng)用可能性是對(duì)單個(gè)房間或整個(gè)建筑的空氣調(diào)節(jié)。特別是為了對(duì)計(jì)算中心進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)需要用于溫度調(diào)節(jié)的裝置，因?yàn)橛捎谟?jì)算機(jī)裝置、 例如服務(wù)器裝置的運(yùn)行會(huì)出現(xiàn)很大的發(fā)熱。必須從放置服務(wù)器裝置的房間中必要時(shí)排走由服務(wù)器裝置產(chǎn)生的熱，因?yàn)閷?duì)于這種服務(wù)器裝置的最大操作溫度處在35°C的范圍內(nèi)，沒有排走由服務(wù)器產(chǎn)生的熱就會(huì)在短時(shí)間內(nèi)達(dá)并超過所述溫度。由DE 19904667已知一種用于對(duì)建筑物進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)的裝置。其中示出的裝置包括空氣調(diào)節(jié)器，它包括冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)，由此能夠借助于冷卻劑間接地冷卻建筑物或單個(gè)房間。這樣的冷卻特別是在以下方面是有利的，即可以很好地保持允許的相對(duì)的空氣濕度范圍和希望的溫度。根據(jù)外界溫度，在冬季作為間接的自然(風(fēng))冷卻/免費(fèi)冷卻，或在夏季作為主動(dòng)的冷卻以及在換季時(shí)期作為間接的與主動(dòng)的冷卻相結(jié)合的自然冷卻實(shí)現(xiàn)所示的裝置的冷卻。但由于間接的冷卻的高的能量需求量，這樣的冷卻成本是很高的。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是，提供一種用于溫度調(diào)節(jié)的混合箱，該混合箱在能量消耗少的同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)很好的溫度調(diào)節(jié)。本發(fā)明的另一個(gè)目的是，提供一種用于溫度調(diào)節(jié)的裝置和一種運(yùn)行用于溫度調(diào)節(jié)的裝置的方法。按照本發(fā)明，為了實(shí)現(xiàn)所述目的，在開頭所述型式的混合箱中設(shè)定，活門裝置包括至少三個(gè)活門，這些活門能夠根據(jù)一個(gè)參數(shù)、特別是根據(jù)一個(gè)環(huán)境參數(shù)控制。通過使用三個(gè)活門可以實(shí)現(xiàn)混合箱的多種不同的運(yùn)行狀態(tài)，由此混合箱完全可以單獨(dú)地針對(duì)不同的運(yùn)行狀態(tài)和要求進(jìn)行調(diào)整。由此可以降低能量需求，因?yàn)閷?duì)于各個(gè)工作點(diǎn)可以進(jìn)行個(gè)別的調(diào)節(jié)，從而總是可以這樣的運(yùn)行狀態(tài)，該運(yùn)行狀態(tài)在該工作點(diǎn)中具有最小的能量需求。優(yōu)選的環(huán)境參數(shù)是溫度、例如外界溫度。附加或可選地也可設(shè)想其他的環(huán)境參數(shù)，如空氣的顆粒負(fù)荷或空氣濕度作為參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)來控制活門裝置。由各從屬權(quán)利要求得出本發(fā)明的有利的改進(jìn)方案和實(shí)施形式。在一個(gè)有利的實(shí)施形式中，可以設(shè)置兩個(gè)過濾裝置，可引導(dǎo)空氣流通過這兩個(gè)過濾裝置。過濾裝置可以包括唯一的過濾器類型或例如兩個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)過濾器類型的過濾器組合，這些過濾器接連地由空氣流流過。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施形式中，其中一個(gè)過濾裝置包括過濾級(jí)別G4的過濾器和另一個(gè)過濾裝置包括兩個(gè)過濾級(jí)別G4和F7為的過濾器的組合。在計(jì)算中心所在的建筑物之外的空氣流則可以通過G4和F7過濾器的組合，由此通過 G4過濾器首先進(jìn)行粗凈化，接著通過F7過濾器從空氣流中濾出細(xì)小的顆粒。在從計(jì)算中心進(jìn)入混合箱中的空氣流中，通過F7過濾器濾出細(xì)小的顆粒就足夠了，因?yàn)樵摽諝庖驯粌艋?。在另一個(gè)有利的實(shí)施形式的范圍內(nèi)，活門裝置可以這樣構(gòu)成和/或根據(jù)參數(shù)可這樣控制，使得空氣流通過一個(gè)或兩個(gè)過濾裝置。如果空氣流只通過一過濾裝置，則這意味著，或在待溫度調(diào)節(jié)的房間與室外區(qū)域之間實(shí)現(xiàn)100%的空氣交換或者進(jìn)行循環(huán)空氣運(yùn)行。 特別在空氣流通過一個(gè)只具有一個(gè)過濾器類型的過濾裝置的情況下，壓力降通常必定明顯小于在空氣流必須通過過濾器組合時(shí)的壓力降，這又導(dǎo)致能量的節(jié)省，因?yàn)椴槐卦诤竺胬缭谕L(fēng)扇中重新建立壓力。如果空氣流通過兩個(gè)過濾裝置，則是一種混合運(yùn)行，在其中不僅實(shí)現(xiàn)了與外界空氣的空氣交換，而且在待冷卻的房間內(nèi)實(shí)現(xiàn)循環(huán)空氣的循環(huán)流通?？梢蕴貏e簡(jiǎn)單地借助于微控制器實(shí)現(xiàn)活門裝置的控制。在一個(gè)特別簡(jiǎn)單的實(shí)施形式的范圍內(nèi)，活門裝置可以包括外界空氣活門和/或循環(huán)空氣活門和/或混合空氣活門。為了改善溫度調(diào)節(jié)，基體可以配設(shè)一壓縮機(jī)，由此在確定的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，例如在流入的空氣、也稱為外界空氣的溫度高于17°c時(shí)。從25°C起可以借助于壓縮機(jī)進(jìn)行主動(dòng)的冷卻，而在高于17°C和低于25°C的范圍內(nèi)可以只進(jìn)行包括主動(dòng)的和直接的冷卻的混合運(yùn)行， 由此也可以降低能量成本。低于17°C時(shí)，可以進(jìn)行直接的自然冷卻，從而明顯降低能量需求并且盡管如此仍可以遵守準(zhǔn)則ASHRAE TC 9.9-2008的極限植。通過利用自然冷卻可以確保高的能量效率，因?yàn)闆]有例如由于附加的熱交換器出現(xiàn)能量損失。壓縮機(jī)在這里不僅可以集成到基體中，而且可以作為單獨(dú)的構(gòu)件設(shè)置在基體上。但原則該系統(tǒng)可以是水冷卻的或空氣冷卻的。按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，建議一種用于溫度調(diào)節(jié)的裝置，在該裝置中設(shè)置多個(gè)相互并聯(lián)設(shè)置的混合箱。由于在按照本發(fā)明的裝置中不需要液壓配置，如管道系統(tǒng)、泵或配件，可以實(shí)現(xiàn)裝置的很好的可縮放性(Skalierbarkeit)，從而可以根據(jù)要求隨時(shí)利用簡(jiǎn)單的措施擴(kuò)展或縮小所述裝置。此外，因此與已知的具有間接的自然冷卻的系統(tǒng)相比，投資成本較低。在另一個(gè)有利的實(shí)施形式中，可以設(shè)置至少一個(gè)通風(fēng)裝置。該通風(fēng)裝置可以位于待冷卻的房間之夕卜、例如在戶外，以便改善熱空氣的排出。特別是在外界溫度高于17°C時(shí)可以通過通風(fēng)裝置實(shí)現(xiàn)熱量的這樣的附加排出。本發(fā)明還涉及一種所述裝置用于溫度調(diào)節(jié)的方法，其中這樣控制活門裝置，即根據(jù)一個(gè)參數(shù)、特別是根據(jù)溫度，使空氣流通過一個(gè)或兩個(gè)過濾裝置。為了控制活門裝置，可以有利地采用相應(yīng)的軟件。通過按照本發(fā)明的方法可以確保高的能量效率，因?yàn)椴粫?huì)出現(xiàn)例如由于附加的熱交換器引起的能量損失。


以下借助一個(gè)在附圖中示意性示出的實(shí)施例描述本發(fā)明。其中圖1示出按照本發(fā)明的混合箱的示意圖；圖2示出在第一運(yùn)行狀態(tài)時(shí)按照本發(fā)明的用于溫度調(diào)節(jié)的裝置示意圖3示出在第二運(yùn)行狀態(tài)時(shí)按照本發(fā)明的用于溫度調(diào)節(jié)的裝置示意圖；圖4示出在第三運(yùn)行狀態(tài)時(shí)按照本發(fā)明的用于溫度調(diào)節(jié)的裝置示意圖；圖5示出在第四運(yùn)行狀態(tài)時(shí)按照本發(fā)明的用于溫度調(diào)節(jié)的裝置示意圖；以及圖6示出在第五運(yùn)行狀態(tài)時(shí)按照本發(fā)明的用于溫度調(diào)節(jié)的裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1中是按照本發(fā)明的混合箱20的示意性示出的實(shí)施例。混合箱20具有基體1， 該基體包括一個(gè)活門裝置和兩個(gè)過濾裝置2、3，其中活門裝置具有一個(gè)外界空氣活門4、一個(gè)循環(huán)空氣活門5和一個(gè)混合空氣活門6。過濾裝置2包括一個(gè)G4過濾器7，所述G4過濾器沿通過過濾裝置2的空氣流的流動(dòng)方向設(shè)置在一個(gè)F7過濾器8之前。當(dāng)打開相應(yīng)的外界空氣活門4和必要時(shí)打開混合空氣活門6時(shí)，外界空氣AU以及在進(jìn)行過濾器預(yù)熱的情況下預(yù)熱的空氣UMl流過過濾裝置2。第二過濾裝置3包括一個(gè)G4過濾器9，該G4過濾器9 在進(jìn)行循環(huán)空氣運(yùn)行的各運(yùn)行狀態(tài)中由空氣流UM2流過?？諝饬鱑M2在該運(yùn)行狀態(tài)中在待冷卻的房間內(nèi)循環(huán)，該房間在該實(shí)施例中是計(jì)算中心。附加地在混合箱20的基體1上附裝單獨(dú)的構(gòu)件，在所述構(gòu)件中設(shè)置壓縮機(jī)10，而使基體1和所述構(gòu)件處于流動(dòng)連通。混合箱20在同樣按照本發(fā)明的裝置中的工作方式在圖2至6中示出，它們示出用于計(jì)算中心的溫度調(diào)節(jié)的裝置的五個(gè)不同的運(yùn)行狀態(tài)。計(jì)算中心具有大量服務(wù)器30，它們?cè)谶\(yùn)行中產(chǎn)生熱量。此外在計(jì)算中心的外墻中具有多個(gè)通風(fēng)活板40用于在計(jì)算中心的房間空氣與在建筑物之外的環(huán)境的外界空氣之間進(jìn)行自由的空氣交換，計(jì)算中心位于該建筑物中。在計(jì)算中心內(nèi)的房間空氣溫度在該實(shí)施例中應(yīng)調(diào)節(jié)到27°C。圖2中示出在第一運(yùn)行狀態(tài)中的、用于計(jì)算中心的溫度調(diào)節(jié)的按照本發(fā)明的裝置。該運(yùn)行狀態(tài)存在于等于或高于25°C的外界溫度下。在外界溫度這樣高時(shí)用于溫度調(diào)節(jié)的裝置在所謂循環(huán)空氣及壓縮機(jī)運(yùn)行中運(yùn)行。由于壓縮機(jī)10處于運(yùn)行中，這意味著對(duì)計(jì)算中心進(jìn)行主動(dòng)的冷卻。實(shí)心的箭頭在這里表示熱空氣流，而空心的箭頭表示冷空氣流。在該運(yùn)行狀態(tài)中，外界空氣活門4和混合空氣活門6關(guān)閉，而循環(huán)空氣活門5打開。因此，空氣流UM2從服務(wù)器30循環(huán)流入混合箱20，流過F7過濾器9，并經(jīng)由通風(fēng)裝置11向環(huán)境排出。根據(jù)在計(jì)算中心中的房間空氣溫度與外界溫度之間的溫度梯度，也可以實(shí)現(xiàn)通過溫度梯度引起的在房間空氣與外界空氣之間的較少量的空氣交換。通過虛線箭頭示出所述少量的空氣流。圖3示出在第二運(yùn)行狀態(tài)中的、用于溫度調(diào)節(jié)的按照本發(fā)明的裝置，在外界溫度高于17°C且低于25°C時(shí)存在該運(yùn)行狀態(tài)。在該運(yùn)行狀態(tài)中100%的空氣交換都在計(jì)算中心的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，因此外界空氣活門4打開，而循環(huán)空氣活門5和混合空氣活門6關(guān)閉。因此空氣流AU通過過濾裝置2的G4過濾器7和F7過濾器8流入混合箱20，并經(jīng)由通風(fēng)活板40 從計(jì)算中心排出。為了充分地冷卻計(jì)算中心，附加于借助于空氣交換的直接冷卻，使壓縮機(jī) 11運(yùn)行，通過壓縮機(jī)附加對(duì)計(jì)算中心進(jìn)行主動(dòng)的冷卻。此外通過通風(fēng)裝置11排出較少量的熱空氣流。圖4中示出用于溫度調(diào)節(jié)的按照本發(fā)明的裝置的第三運(yùn)行狀態(tài)。在該運(yùn)行狀態(tài)中只通過100%的空氣交換實(shí)現(xiàn)直接的自然冷卻，在外界溫度為17°C時(shí)可實(shí)現(xiàn)該運(yùn)行狀態(tài)。 空氣流AU據(jù)此通過過濾裝置2的G4過濾器7和F7過濾器8流入混合箱20中，并經(jīng)由通風(fēng)活板40從計(jì)算中心排出。在該運(yùn)行狀態(tài)中，壓縮機(jī)10或通風(fēng)裝置11不運(yùn)行。按照本發(fā)明用于溫度調(diào)節(jié)的裝置在第四運(yùn)行狀態(tài)中可以在混合運(yùn)行中以循環(huán)空氣運(yùn)行。該運(yùn)行狀態(tài)在圖5中示出。在這里所述的實(shí)施例中在從0°C到低于17°C的外界溫度下設(shè)置該運(yùn)行狀態(tài)。在在圖5中詳細(xì)示出的該運(yùn)行狀態(tài)中，外界空氣活門4和混合空氣活門6打開，而循環(huán)空氣活門5關(guān)閉。如果外界溫度低于0°C，則用于溫度調(diào)節(jié)的裝置在第五運(yùn)行狀態(tài)中運(yùn)行，如圖6中所示。在該運(yùn)行狀態(tài)中同樣是具有循環(huán)空氣和過濾器預(yù)熱的混合運(yùn)行。此時(shí)借助于通過服務(wù)器30加熱的、通過混合空氣活門6流入混合箱20中的房間空氣預(yù)熱通過外界空氣活門 4從環(huán)境流入混合箱20中的外界空氣AU。據(jù)此外界空氣活門4和混合空氣活門6在該運(yùn)行狀態(tài)中打開，而循環(huán)空氣活門5關(guān)閉。此外熱空氣通過通風(fēng)活板40排入環(huán)境中。因此， 在圖5和6所示的運(yùn)行狀態(tài)中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算中心特別能量有效的直接的自然冷卻。
權(quán)利要求
1.用于溫度調(diào)節(jié)的混合箱，包括一基體(1)，能引導(dǎo)至少一個(gè)空氣流通過所述基體，并且在所述基體中設(shè)置至少一個(gè)過濾裝置0、3)，能引導(dǎo)所述空氣流通過所述過濾裝置，其中通過包括至少一個(gè)活門的活門裝置實(shí)現(xiàn)所述空氣流的導(dǎo)向；其特征在于，活門裝置包括至少三個(gè)活門G、5、6)，這些活門能根據(jù)一個(gè)參數(shù)、特別是根據(jù)一個(gè)環(huán)境參數(shù)控制。
2.按照權(quán)利要求1所述的用于溫度調(diào)節(jié)的混合箱，其特征在于，設(shè)置兩個(gè)過濾裝置(2、 3)，能引導(dǎo)所述空氣流通過這兩個(gè)過濾裝置。
3.按照權(quán)利要求2所述的用于溫度調(diào)節(jié)的混合箱，其特征在于，活門裝置這樣構(gòu)成和/ 或根據(jù)參數(shù)能這樣控制，使得所述空氣流只通過一個(gè)過濾裝置(2、3)。
4.按照權(quán)利要求1至3之一項(xiàng)所述的用于溫度調(diào)節(jié)的混合箱，其特征在于，活門裝置包括一外界空氣活門(4)和/或一循環(huán)空氣活門(5)和/或一混合空氣活門(6)。
5.按照權(quán)利要求1至4之一項(xiàng)所述的用于溫度調(diào)節(jié)的混合箱，其特征在于，基體(1)配設(shè)一壓縮機(jī)單元(10)。
6.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的用于溫度調(diào)節(jié)的混合箱，其特征在于，能根據(jù)溫度、 優(yōu)選外界或供氣溫度控制各活門0、5、6)。
7.按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的用于溫度調(diào)節(jié)的混合箱，其特征在于，能根據(jù)空氣的顆粒負(fù)荷或空氣濕度控制活門裝置。
8.用于溫度調(diào)節(jié)的裝置，其特征在于，設(shè)置多個(gè)按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的混合箱(20)，這些混合箱相互并聯(lián)設(shè)置。
9.按照權(quán)利要求8所述的用于溫度調(diào)節(jié)的裝置，其特征在于，設(shè)置多個(gè)通風(fēng)裝置(11)。
10.用于運(yùn)行按照權(quán)利要求8或9之一項(xiàng)所述的用于溫度調(diào)節(jié)的裝置的方法，其特征在于，這樣控制活門裝置，使得空氣流根據(jù)一個(gè)參數(shù)、特別是根據(jù)溫度通過過濾裝置(2、3)。
11.按照權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，a.在第一運(yùn)行狀態(tài)中，外界空氣活門(4)和混合空氣活門(6)關(guān)閉，而循環(huán)空氣活門(5)打開，b.在第二運(yùn)行狀態(tài)中，外界空氣活門(4)打開，而循環(huán)空氣活門(5)和混合空氣活門(6)關(guān)閉，c.在第三運(yùn)行狀態(tài)中，外界空氣活門(4)打開，而混合空氣活門(6)和循環(huán)空氣活門 (5)關(guān)閉，d.第四運(yùn)行狀態(tài)，外界空氣活門(4)和混合空氣活門(6)打開，而循環(huán)空氣活門(5)關(guān)閉，以及e.第五運(yùn)行狀態(tài)，外界空氣活門(4)和混合空氣活門(6)打開，而循環(huán)空氣活門(5)關(guān)閉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于溫度調(diào)節(jié)的混合箱(20)，包括一基體(1)，能引導(dǎo)至少一個(gè)空氣流通過所述基體，并且在所述基體中設(shè)置至少一個(gè)過濾裝置(2、3)，能引導(dǎo)空氣流通過所述過濾裝置，其中通過包括至少一個(gè)活門的活門裝置實(shí)現(xiàn)空氣流的導(dǎo)向，為了在少的能量消耗的同時(shí)實(shí)現(xiàn)良好的溫度調(diào)節(jié)，這樣構(gòu)成和改進(jìn)所述活門裝置，即，活門裝置包括至少三個(gè)活門(4、5、6)，這些活門能根據(jù)一個(gè)參數(shù)、特別是根據(jù)一個(gè)環(huán)境參數(shù)控制。本發(fā)明還涉及一種用于溫度調(diào)節(jié)的裝置和一種用于運(yùn)行所述裝置的方法。
文檔編號(hào)F24F3/044GK102362124SQ201080013044
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2010年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月27日
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