解决机房能耗高的方案

由于现有技术中空调系统检测到的是循环空气而非真正负荷实际的热工参数，不能及时推算出真实负荷的空调热工需求成度。故此类空调系统的反馈调节及控制模型无法完全满足区域内所有空调负荷真实的热工需求；为负荷所提供的微环境调节效应是滞后的、或者是振荡的；甚至室内空气温、湿度会依照与空调机空间距离的远近而呈现阶跃状。不能为负荷提供真正的微气候环境调节；也无法针对空调负荷的实际需求来进行空调系统的设计。这样造成空调的系统设计实际上是给区域整体空间空气所用；却没能体现出空调是为了实际负荷提供微环境调节而进行热工设计初衷。现有的空调系统的温度控制模型从初始设计上即是将区域内整个空间作为空调机组的工作对象，即为了区域内少量的真实负荷而使得几乎区域空间里的全部空气参与了空调系统的热工处理；又由于空气的导热性能较差，导致为了真正的空调负荷所进行的热工环境调节成效就无法达到预期的设计要求。对比仅仅是为了真正的空调负荷而提供微气候热工调节的空调控制模式，能源的消耗会是十分巨大的。即便是不计入要为空调负荷提供及时而有效率的热工环境调节的能耗部分、仅是计算将区域内全部空气参与了热工处理所耗用的能源数量也是相当可观的。由于现有空调控制系统的反馈调节是无法靠检测负荷实际热工参数来控制空调系统的运行；不能实现是为了满足真正空调负荷的实际需求成度而进行空调系统设计的初衷，最终无法为负荷提供真正的微气候环境热工调节，使得现有的空调暖通行业的制造、运输、安装、运行、维护等等环节上能耗、物耗均居高不下，无法满足社会对其经济性与环保性的要求。若要实现仅对机房负荷提供空调微气候的热工环境调节，那么其空调负载容量就必须通过精确的传感器检测、计量和控制器的运算才能感知和确定；再由控制器输出指令到空调系统的执行机构进行具体的功能运作。其设计理念应是在原自动控制模型中增加前反馈环节，以加快反馈调节的速度。继而实现为真正的空调负荷提供适时适量热工环境调节的目地。按照自动调节与控制规范：空气调节系统的调节方式，应根据调节对象的特性数、房间热、湿负荷变化的特点以及控制参数的精度要求等进行选择。但是作为调节对象房间微气候指标之一的折算温度，其热工参数值是无法通过现有检测方式所能测量得到的。在此引入折算温度t0的概念。[2]折算温度的计算公式可以表示如下：t0=k×tk+p×tp其中系数k=αk/(αk+αp)；系数p=αp/(αk+αp)；式中αk----对流散热系数，kcal/m2h℃；αp----辐射散热系数，kcal/m2h℃；tk----区域内空气温度，℃；tp----周围表面平均温度，℃；从上式可见折算温度是一种能够全面、真实显示负荷实际状况的热工参数，此参数兼顾了室内热负荷的辐射温度和空气环境温度两方面的参数。由于此两方面的参数可互为补充，能避免现阶段红外探测技术实际应用领域里由于探测角度的局限性而导致所采集到的数据不能真实有效的反应负荷所有热工参数的缺陷。根据折算温度作为反馈量控制空调系统进行负荷区域微环境热工调节的方法，能够补充现有技术中的空调负荷检测过程反馈慢、检测出现盲区和对高热密度负荷供冷亏欠等等弊端。依此按照采集负荷真实参数来进行运算和控制的模式，应用于机房空调系统时，用于机房区域内真正所需要的空调系统装机容量就可大为减少，可达到真正节约投入和节能高效运行的成效。本项技术即是针对于上述现有技术空调探测控制原理所存在的问题而提出的。目地是参照所检测到的空调负荷的辐射量来控制机房空调系统的运行。按照以上目地，现阶段能实现的检测方式所采用的传感器是红外测温仪，将测量空调负荷的红外线辐射量换算为标准的计量温度。譬如在为了调节空调负荷所处的环境而装载的空调机上（或之外放置）安装上了红外测温仪，参照上述红外测温仪所检测到的空调负荷红外线辐射温度来计算空调机的输出量，控制空调系统具体部件的运行，从而为真正的机房空调负荷进行有效的微气候热工环境调节。按照上述内容而设计的解决方案，是采用了本项技术的参照负荷红外线辐射温度而进行控制的传统机房空调机，其内至少装有热交换器和送风机，并有结合上述风机进行吸入和排出空气的风口，检测空气温度的感温探头；至少（不仅限于）附着在出风口上的传感器是用来测定负荷区内红外线辐射温度的红外测温仪，再有参照上述传感器所检测到的负荷红外线辐射温度而调整机房空调机组输出量的控制器。I．应用中上述这些传感器可以单独布置在空气调节机的外部靠电机来驱动探测装置采用横向的扫描方式来采集辐射温度参数；（此方式针对下送风空调机组尤为必要）进一步的可以同时采用横向、纵向的扫描方式来采集辐射温度参数；进一步的安置在空调系统的送风口上，随着电机驱动的送风百叶采用横向的扫描方式采集辐射温度参数；进一步的安置在空调系统的送风口上随着送风百叶同时采用横向、纵向的扫描方式采集辐射温度参数；进一步的按照上述的扫描方式，并将送探头摆动装置通过联杆与能够检测转动角度后输出反馈信号的装置（譬如采用旋转变压器或步进电机）相连接以确定所测量负荷的方位角度；进一步的在送风口的送风百叶上同方向的安置两个接收器，按照上述的扫描方式采集参数，继而检测、校验所采集到的数据，抑制因探测方向上出现的干扰而导致的测量误差，从而采集到相对准确的辐射温度参数；进一步的将较大区域进行人为分区后再在每个小区域里的顶部安装一些装载于电机驱动装置上的传感器，按照上述的扫描方式采集负荷的辐射温度参数和方位角度；进一步的在风管送风系统的各个或间隔数个的出风口上按照以上的布置和扫描方式、安装一个或是多个装载于电机驱动装置上的传感器，采集各个出风口所能够送风覆盖区域内的辐射温度参数和方位角度；II．然后将采用以上的各种扫描方式检测到的参数传输给上述的控制器。上述控制器可以按照一定的时间间隔来采集以上辐射温度传感装置所检测到的一组数据，再传输到上述的控制器中储存。进一步的上述控制器可以按照在扫描过程中选取一组至少两个以上方位角度的数据传输到上述的控制器中储存。进一步的上述控制器经过存储以上辐射温度参数、再求得算术平均值，计算出上述区域内周围表面平均温度。进一步的上述控制器可以计算出上述区域内最高最低的辐射温度；进一步的上述控制器可以计算出上述区域内各个方位角度的辐射温度变化值；进一步的上述控制器还可以调节任意方位角度的红外线探测仪的发射率以排除干扰来读取上述区域内可靠的辐射温度参数；进一步的上述控制器可以计算出上述区域内各方位角度的辐射温度是否超出了高、低限定值，并进行报警输出；进一步的上述控制器可以计算出上述区域内平均的辐射温度是否超出了高、低限定值，并进行报警输出；进一步的上述控制器可以计算出上述区域内任意方位角度之间的温差值；进一步的上述控制器可以进行上述区域内辐射温度平面综合性柱状图的生成；进一步的上述控制器可以进行上述区域内色温图像的生成；III．然后上述的控制器参照计算出来的上述区域内周围表面平均温度，即上述折算温度计算公式中的tp，结合传统机房空调系统感温探头所采集到的区域内空气温度，即上述折算温度计算公式中的tk；依照上述标注的折算温度计算公式以得出折算温度t0数值。上述折算温度计算公式的：k+p=1。在本项技术中：k取值范围按照真实负荷换热系数的经验值而定；p取值范围按照真实负荷换热系数的经验值而定。进一步的上述控制器将空调系统设定的区域内折算温度与上述经过加权计算的区域内折算温度求出差值，来计算空调系统制冷或加热需求；进一步的上述控制器将空调系统设定的区域内折算温度与上述区域内所探测到的由管理员程序介入参照负荷方位角度剔除了各个干扰点之后的、留取各个真正需要空调处理的负荷点的红外辐射温度算术平均值再经过加权计算出来的区域内折算温度求出差值，来计算空调系统制冷或加热需求；IV．然后上述控制器根据空调系统设定的区域内空气温度与上述各点辐射温度求差值，通过计算得出空调系统送风到此负荷区域各方位角度的时间比率之大小。进一步的上述控制器根据空调系统设定的区域内空气温度与上述区域内所探测到的由管理员程序介入参照负荷方位角度剔除各个干扰点后的、各个真正需要空调处理的负荷点的辐射温度求差值，通过计算得出空调系统送风到此负荷区域各方位角度的时间比率之大小。进一步的上述控制器根据空调系统区域内计算过的折算温度，来与上述各点辐射温度求差值，通过计算得出空调送风到此负荷区域各方位角度的时间比率之大小。进一步的上述控制器根据空调系统区域内计算过的折算温度，来与上述区域内所探测到的由管理员程序介入参照负荷方位角度剔除各个干扰点后的、留取各个真正需要空调处理的负荷点的辐射温度求差值，再计算得出空调送风到此负荷区域各方位角度的时间比率之大小。进一步的上述控制器按照上述所采集到的各负荷点辐射温度和计算出来的各点送风时间的数据来估算经上述空气调节机系统工作过后的负荷区域平均辐射温度，与区域内设定的平均辐射温度来比较，适选各种类型的运算模式进行计算，调整空调系统各部件的输出量，以达到精确控制上述的传统机房空调系统的运行。V．然后上述的控制器通过上述的计算得出各负荷方位角度的送风时间比率后，控制上述空气调节机组风机送风口上的百叶导向到具有高度空调需求的负荷点的方向、维持送风一定的时间，来扰动上述负荷附近的空气，使上述负荷受到空调系统送风强制对流进行热交换。即上述的空调机的送风口上的百叶按照送风比率长时间的将气流导向到具有高空调需求成度的负荷区域，短时间的将气流导向到具有低空调需求成度的负荷区域，使负荷受到空调系统送风强制对流的冷却，以避免热空气团长久围绕在空调负荷周围无法散去。进一步的上述控制器可以采用回避开所探测到具有高度空调需求的负荷点，横向、纵向的环绕其送风，以提供负荷点正面受风量较低的送风效果；进一步的上述控制器可将空调送风系统通风机的风速、风压提高、或可以将几组（或几台机组各自的）送风口上的百叶聚拢朝向到具有高度空调需求负荷的方向集中送风，以提高送风到负荷区域的风速、风压，使其送风能够尽量到达预定负荷区域的效果。（此方式针对下送风空调联网运行的机组尤为必要）VI．上述的控制器的内部算法可以是按照比例输出或者是比例+微分+积分等等其它模式算法计算后输出，以控制空气调节机系统部件的动作。诸如调节空气调节机的风机的风速、风压；调节空气调节机的送风百叶的送风方向及运行在送风方向上的时间比率或送风速度、风压；调节空气调节机的压缩机开停比率；调节空气调节机的双压缩机或多台压缩机的开停比率；调节空气调节机的压缩机上热气旁通阀的开启率；调节空气体调节机的变频器频率输出的比率和电子膨胀阀的开启度；调节空气调节机的数码涡旋压缩机容量比例值和电子膨胀阀的开启度；调节空气调节机的冷冻水阀门开启度或冷冻水的流量；调整空气调节机的风量调节装置的开启度；以及调节变水量(VWV)、变风量(VAV)、变制冷剂流量(VRV)类型的空调系统中可随着控制器输出指令而动作的一系列部件等等。进一步的可以将同样采用上述探测原理的多台空气调节机、多个空调系统内的模块或多个送风风口进行联网控制，由上述控制器按照各自的、平均的、网络主机采集的参数等方式来进行联机工作，以满足负荷区域性的环境要求。进一步的对有空调需求控制的负荷区域，可将由上述控制器的输入装置所探测到并经上述控制器计算过的参数送至外部控制器（上位机），使其能够进行上述的诸多种送风风向的控制；进一步的可将上述控制器的输出信号经过通讯编码转换后传输到外部控制器（上位机）上，进行广大区域综合性的温度控制；进一步的可以把上述控制器计算过的参数发送数据到原有的空调系统控制器上、使其对区域负荷环境进行综合性的温度控制；进一步的可以将上述空调系统各个探测器分别采集到的参数经通讯汇总传输到上述的控制器，经计算再由上述控制器进行局域性的上述诸多种送风风向的控制，以避免在区域内有送风效果欠载或送风效果超载的区域。进一步的将负荷区域环境监控系统所采集到的房间内各个位置温度，或者是环境动力集中监控系统、计算机服务器电源管理系统所采集到的机柜内（外）温度、机柜输入电流功率、芯片利用效率等数据传输到上述控制器的通信接口上，再结合上述扫描方式对负荷区