蘇磊杰 周 鳳

我國機房空調(diào)技術專利發(fā)展概況

蘇磊杰 周 鳳

（國家知識產(chǎn)權局專利局專利審查協(xié)作河南中心，河南鄭州450018）

機房專用空調(diào)是指能夠充分滿足計算機房、數(shù)據(jù)中心環(huán)境條件要求的機房專用精密空調(diào)機，對溫度、濕度及潔凈度均有嚴格要求。本文介紹了機房空調(diào)技術在中國的專利申請概況，從專利申請量的變化、技術發(fā)展路線、主要申請人構成等方面進行分析，旨在為我國專利申請人在今后機房空調(diào)專利的技術發(fā)展研究方向提供一些參考和建議。

機房空調(diào)；數(shù)據(jù)中心；專利達到要求

Abstract:The air conditioner for computer room is a kind of special air conditioner which can meet the require?ments of environment of computer room and data center,which has strict requirements on temperature,humidity and cleanliness.This paper introduces the general situation of the patent application of air conditioning technology in China,and analyzes the changes of patent application,the development route of technology and the composition of major applicants,etc.It aims to provide some advices on the research direction in future developmet.

Key words:air conditioner for computer room;data center;patent;meet requirements

1 前言

機房空調(diào)是指能夠充分滿足計算機房、數(shù)據(jù)中心環(huán)境條件要求的機房專用精密空調(diào)機，機房中的設備包括大量微電子、精密機械設備，這些設備使用了大量的易受溫濕度影響的電子元器件、機械構件，對溫度、濕度及潔凈度均有較嚴格的要求[1,2]。早期的機房使用舒適性空調(diào)機時，常常出現(xiàn)由于溫濕度參數(shù)控制不當而造成設備運行不穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸受干擾等問題。機房空調(diào)的技術發(fā)展與傳統(tǒng)的舒適性空調(diào)相比，其對研發(fā)力量、試驗場所等具有更高要求[3,4]。機房空調(diào)是目前研究的熱點問題，眾多企業(yè)、科研院校以及學者在此方面做出了很大的努力，本文從專利申請的角度對國內(nèi)機房空調(diào)領域的技術發(fā)展概況進行分析。

2 專利申請概況

通過在中國專利文摘數(shù)據(jù)庫（CNABS）中對機房空調(diào)整體系統(tǒng)及其控制、機房空調(diào)系統(tǒng)中的通用部件等方面進行檢索，申請日截止到2016年12月31日，獲得在中國提交的專利申請文獻372篇，其能夠在總體上反映機房空調(diào)技術在我國的專利現(xiàn)狀與趨勢，本文以該檢索結果作為分析的數(shù)據(jù)樣本。

2.1專利申請量變化

圖1為機房空調(diào)領域在中國發(fā)明和實用新型專利申請的變化趨勢，申請量可直接反映該技術領域發(fā)展的活躍程度，2000年以前專利申請量較少，機房空調(diào)技術發(fā)展緩慢，2005年左右專利申請量明顯增長，2010年至今迅猛增長，顯示了旺盛的發(fā)展勢頭。從機房空調(diào)專利申請量的變化可以看出，一方面，與電信行業(yè)的發(fā)展相關；另一方面，企業(yè)和科技工作者的專利意識在不斷增強。在良好的發(fā)展環(huán)境和市場前景下，隨著機房建設的不斷加快和IT應用水平的不斷突破，可以確定機房空調(diào)領域處在技術大力發(fā)展期，前景將十分廣闊。

圖1 機房空調(diào)技術專利申請年度變化趨勢（1985年-2016年）

2.2專利申請人構成

從樣本統(tǒng)計所得，機房空調(diào)領域?qū)＠?0%以上為企業(yè)申請，目前國內(nèi)的主要申請人有蘇州昆拓熱控、艾默生、佳力圖空調(diào)、廣東美的電器等。從專利申請狀態(tài)來看，該領域國內(nèi)自主企業(yè)與合資企業(yè)平分秋色。需要注意的是專利申請量的排名與創(chuàng)新力度的排名并不完全相符，這存在諸多因素，申請人對專利的注重和對科技的創(chuàng)新都有影響。在研究樣本中，蘇州昆拓熱控是申請量最多的企業(yè)，業(yè)內(nèi)熟知的開利、申菱、阿爾西等，盡管在空調(diào)領域的專利申請逾千件，但在機房空調(diào)領域的專利申請較少。

圖2 機房空調(diào)技術申請人構成

3 技術發(fā)展路線

國內(nèi)首個關于機房空調(diào)技術的專利出現(xiàn)于1986年，CN85205539U提出把風柜安裝在活動地板風口上，使二次風不經(jīng)過送回風道在送風靜壓箱內(nèi)與一次風混合，避免在機房的活動地板下設置上下冷卻水管，達到防止水淹事故并改善了最小制冷量。

由于機房趨向高密度化，排熱量大，機房空調(diào)的能耗開始受到關注，以節(jié)能低耗為目的的機房空調(diào)進入創(chuàng)新階段，代表性專利為2002年公開的CN2524147Y，提出了機房空調(diào)中用于節(jié)能的制冷循環(huán)裝置，通過在壓縮機旁設有隨電磁控制閥的帶制冷劑循環(huán)泵的旁路管，能夠在室外氣溫較低時的工作狀態(tài)下，用制冷劑循環(huán)泵代替壓縮機運行，節(jié)能效果明顯。

隨著現(xiàn)代節(jié)能減排需求的不斷增長，機房空調(diào)技術開始朝著多元化能源供應的方向發(fā)展，代表性專利為2008年公開的CN101280945A，詳細地介紹了應用相變材料的機房空調(diào)的基本結構和工作原理，它是在空調(diào)頂板上設置相變材料儲藏柜，利用相變材料發(fā)生相變時溫度波動小的潛熱來貯存熱量，該申請通過蓄能系統(tǒng)高效地利用了白天的太陽能并用于夜間供冷供熱，減少了電能消耗。

隨著智控技術的不斷發(fā)展和成熟，機房空調(diào)在智能控制方向的發(fā)展和創(chuàng)新開始進入新的階段，代表性專利為2011年公開的CN102175055A，該申請?zhí)岢霾捎脵C房火災聯(lián)動技術，將智能通風系統(tǒng)與機房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、機房空調(diào)、煙霧傳感器等機房安全關鍵設備關聯(lián)起來，保障機房安全，實現(xiàn)送風制冷、除塵制冷等多種功效。

圖3 機房空調(diào)技術發(fā)展路線

近幾年，在空調(diào)設計制造領域中出現(xiàn)了眾多的新型設計理念，對傳統(tǒng)的零件或者排列進行升級，都是為了提高產(chǎn)品品質(zhì)，減少產(chǎn)品對于能源的消耗。例如2014年公開的CN203533815U，該技術改變了傳統(tǒng)通過電加熱器進行空氣加熱的方法，不拆部件成為該專利產(chǎn)品的最大亮點，改變了修理電加熱部件時需要拆卸風機的修理方法，這種改變對于空調(diào)維護帶來了巨大的方便，提升了工作效率。例如2014年公開的CN103868160A，提出了微通道管空調(diào)機組這種新的機房空調(diào)產(chǎn)品，在節(jié)能方面具有很大的進展，該申請?zhí)峁┘訚瘛⑿嘛L及空氣處理一體的節(jié)能空調(diào)，采用雙層結構的濕膜加濕器，提高對空氣的加濕量，同時采用新風焓值控制法，利用新風和回風的焓值比較來控制風閥的開啟度，最大限度的節(jié)約能量。

4 主要申請人專利技術介紹

本文選擇專利申請量較多，且在行業(yè)影響較大的企業(yè)申請人作為主要申請人，對其專利進行簡單介紹以明晰技術研究方向。從各企業(yè)關于機房空調(diào)的專利內(nèi)容可以看出，各企業(yè)對機房空調(diào)的技術研究都在進行優(yōu)化創(chuàng)新，各自具有特色技術。

4.1蘇州昆拓熱控系統(tǒng)股份有限公司的重點專利技術

昆拓熱控的專利申請量較多，研發(fā)重點在相對小型的機柜空調(diào)，包括機柜空調(diào)的整體系統(tǒng)，兼顧小型機柜空調(diào)的維修及防盜因素，并設計有專門用于機柜空調(diào)的風機裝置。2006年昆拓熱控提出了嵌入式一體化精密空調(diào)（文獻CN1821666A），將室內(nèi)機與室外機組合成一體，嵌入安裝在墻體中，提高了制冷效率，方便了機柜安裝。2013年昆拓熱控提出了可變冷量空調(diào)器（文獻CN103471211A），用于調(diào)整機柜的溫度，該空調(diào)器通過可調(diào)速的壓縮機及蒸發(fā)風機、冷凝風機，提供不同的冷量選擇，滿足不同的制冷需求。

4.2艾默生網(wǎng)絡能源有限公司的重點專利技術

艾默生的產(chǎn)品涉及通信電源、機房專用精密空調(diào)、戶外一體化通信機柜等多個網(wǎng)絡能源產(chǎn)品。艾默生依托其在電氣控制上的優(yōu)勢，側重于數(shù)據(jù)中心使用的機房空調(diào)。2011年艾默生提出了超高熱密度冷卻系統(tǒng)（文獻CN102103399A），空調(diào)設備設有兩層冷卻循環(huán)，制冷主機與冷卻終端分離布置，冷卻終端與被冷卻設備形成全封閉式空氣循環(huán)系統(tǒng)，顯著提升了冷卻效果，且空調(diào)系統(tǒng)運行不受外界因素干擾。2014年艾默生提出了模塊化數(shù)據(jù)中心（文獻CN204047015U），該模塊化數(shù)據(jù)中心包括相對設置的排列機柜，兩排機柜間形成通道，通道的端頭設有空調(diào)機組，空調(diào)的風機出風側朝向通道，提高了空調(diào)安裝的便利性和數(shù)據(jù)中心的空間利用率。

4.3南京佳力圖空調(diào)機電有限公司的重點專利技術

佳力圖是國內(nèi)專業(yè)化生產(chǎn)機房專用精密空調(diào)和配套機電產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)，佳力圖側重于機房空調(diào)節(jié)約能耗這方面。2009年佳力圖提出了一體式節(jié)能型機房空調(diào)、大過冷度機房空調(diào)（文獻CN101520211A），該機組通過有效增加系統(tǒng)過冷度，改善自身運行工況，提高制冷量，改善了空調(diào)系統(tǒng)的能效比。2013年佳力圖提出了一種同步過冷和過熱的機房空調(diào)（文獻CN102927677A），該空調(diào)機組能夠有效地增加系統(tǒng)過冷度和控制系統(tǒng)的過熱度，提高制冷系統(tǒng)的工作性能和安全性能，提高了空調(diào)系統(tǒng)的效率。

4.4廣東美的電器股份有限公司的重點專利技術

美的電器在空調(diào)領域早期側重于舒適性空調(diào)機，對于機房精密空調(diào)起步較晚，不過作為該公司空調(diào)產(chǎn)業(yè)的一個細分，其機房空調(diào)機目前正逐步走向發(fā)展成熟。2010年美的提出了在壓縮機制冷和換新風制冷兩種方式之間自動切換的機房空調(diào)（文獻CN101846361A），該空調(diào)機組考慮節(jié)能措施，引進室外空氣進行降溫，可避免室外超低溫冷風直接吹入室內(nèi)對機房設備可能造成的損壞。2015年美的提出了復合型機房空調(diào)系統(tǒng)（文獻CN104633867A），該空調(diào)系統(tǒng)通過溫控裝置根據(jù)室外環(huán)境溫度及換熱介質(zhì)的溫度控制多個閥體的開合度，來改變換熱介質(zhì)的流通路徑，有效利用室外冷源降低能耗。

5 結束語

綜上所訴，當前機房空調(diào)領域技術發(fā)展整體呈上升趨勢，處于發(fā)展期并具有廣闊的前景。針對現(xiàn)代節(jié)能減排需求，以節(jié)能、低耗為目的的綠色機房成為發(fā)展趨勢，機房空調(diào)技術正向著高智能控制、多元化能源供應的方向發(fā)展，電力資源緊張問題加快了太陽能光伏能源的利用，風力發(fā)電與機房空調(diào)的有機結合也成為現(xiàn)代機房空調(diào)技術發(fā)展的重要方向。

[1]張高記，呂建東，陳文學．通信基站節(jié)能減排評估指標及評估方法研究[J].電信科學，2011，27(3)：101-105．

[2]彭淵博，王潯，周明亮等．基于提高機房環(huán)境設定溫度的機柜直冷技術的應用分析[J].石油石化節(jié)能，2013，(01)：16-18．

[3]Verizon.Verizon NEBSTM Compliance:Energy Efficiency Requirements for Telecommunications Equipment Verizon Technical Purchasing Requirement[S].VZ.TPR,2009:9205.

[4]吳業(yè)正．制冷原理及設備[M]．西安：西安交通大學出版社，2010．

General situation of air conditioner for computer room in domestic Patent Technology

Su Leijie Zhou Feng
(Patent Examination Cooperation Henan Center of The Patent Office,SIPO,Zhengzhou 450018,Henan,China)

TU831.4-18

A

1003-5168（2017）06-0057-03

2017-4-23

蘇磊杰（1989.2-），女，碩士，審查員，研究方向：空調(diào)制冷；周鳳（1988.6-），女，學士，研究方向：空調(diào)制冷、燃燒技術（等同于第一作者）。