蘇磊杰 周 鳳

我國機(jī)房空調(diào)技術(shù)專利發(fā)展概況

蘇磊杰 周 鳳

（國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作河南中心，河南鄭州450018）

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

機(jī)房空調(diào)；數(shù)據(jù)中心；專利達(dá)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(jī)房空調(diào)是指能夠充分滿足計(jì)算機(jī)房、數(shù)據(jù)中心環(huán)境條件要求的機(jī)房專用精密空調(diào)機(jī)，機(jī)房中的設(shè)備包括大量微電子、精密機(jī)械設(shè)備，這些設(shè)備使用了大量的易受溫濕度影響的電子元器件、機(jī)械構(gòu)件，對(duì)溫度、濕度及潔凈度均有較嚴(yán)格的要求[1,2]。早期的機(jī)房使用舒適性空調(diào)機(jī)時(shí)，常常出現(xiàn)由于溫濕度參數(shù)控制不當(dāng)而造成設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸受干擾等問題。機(jī)房空調(diào)的技術(shù)發(fā)展與傳統(tǒng)的舒適性空調(diào)相比，其對(duì)研發(fā)力量、試驗(yàn)場(chǎng)所等具有更高要求[3,4]。機(jī)房空調(diào)是目前研究的熱點(diǎn)問題，眾多企業(yè)、科研院校以及學(xué)者在此方面做出了很大的努力，本文從專利申請(qǐng)的角度對(duì)國內(nèi)機(jī)房空調(diào)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展概況進(jìn)行分析。

2 專利申請(qǐng)概況

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

2.1專利申請(qǐng)量變化

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

圖1 機(jī)房空調(diào)技術(shù)專利申請(qǐng)年度變化趨勢(shì)（1985年-2016年）

2.2專利申請(qǐng)人構(gòu)成

從樣本統(tǒng)計(jì)所得，機(jī)房空調(diào)領(lǐng)域?qū)＠?0%以上為企業(yè)申請(qǐng)，目前國內(nèi)的主要申請(qǐng)人有蘇州昆拓?zé)峥?、艾默生、佳力圖空調(diào)、廣東美的電器等。從專利申請(qǐng)狀態(tài)來看，該領(lǐng)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(qǐng)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(qǐng)人對(duì)專利的注重和對(duì)科技的創(chuàng)新都有影響。在研究樣本中，蘇州昆拓?zé)峥厥巧暾?qǐng)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(lǐng)域的專利申請(qǐng)逾千件，但在機(jī)房空調(diào)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)較少。

圖2 機(jī)房空調(diào)技術(shù)申請(qǐng)人構(gòu)成

3 技術(shù)發(fā)展路線

國內(nèi)首個(gè)關(guān)于機(jī)房空調(diào)技術(shù)的專利出現(xiàn)于1986年，CN85205539U提出把風(fēng)柜安裝在活動(dòng)地板風(fēng)口上，使二次風(fēng)不經(jīng)過送回風(fēng)道在送風(fēng)靜壓箱內(nèi)與一次風(fēng)混合，避免在機(jī)房的活動(dòng)地板下設(shè)置上下冷卻水管，達(dá)到防止水淹事故并改善了最小制冷量。

由于機(jī)房趨向高密度化，排熱量大，機(jī)房空調(diào)的能耗開始受到關(guān)注，以節(jié)能低耗為目的的機(jī)房空調(diào)進(jìn)入創(chuàng)新階段，代表性專利為2002年公開的CN2524147Y，提出了機(jī)房空調(diào)中用于節(jié)能的制冷循環(huán)裝置，通過在壓縮機(jī)旁設(shè)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(shí)的工作狀態(tài)下，用制冷劑循環(huán)泵代替壓縮機(jī)運(yùn)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(zhǎng)，機(jī)房空調(diào)技術(shù)開始朝著多元化能源供應(yīng)的方向發(fā)展，代表性專利為2008年公開的CN101280945A，詳細(xì)地介紹了應(yīng)用相變材料的機(jī)房空調(diào)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，它是在空調(diào)頂板上設(shè)置相變材料儲(chǔ)藏柜，利用相變材料發(fā)生相變時(shí)溫度波動(dòng)小的潛熱來貯存熱量，該申請(qǐng)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(shù)的不斷發(fā)展和成熟，機(jī)房空調(diào)在智能控制方向的發(fā)展和創(chuàng)新開始進(jìn)入新的階段，代表性專利為2011年公開的CN102175055A，該申請(qǐng)?zhí)岢霾捎脵C(jī)房火災(zāi)聯(lián)動(dòng)技術(shù)，將智能通風(fēng)系統(tǒng)與機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)房空調(diào)、煙霧傳感器等機(jī)房安全關(guān)鍵設(shè)備關(guān)聯(lián)起來，保障機(jī)房安全，實(shí)現(xiàn)送風(fēng)制冷、除塵制冷等多種功效。

圖3 機(jī)房空調(diào)技術(shù)發(fā)展路線

近幾年，在空調(diào)設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域中出現(xiàn)了眾多的新型設(shè)計(jì)理念，對(duì)傳統(tǒng)的零件或者排列進(jìn)行升級(jí)，都是為了提高產(chǎn)品品質(zhì)，減少產(chǎn)品對(duì)于能源的消耗。例如2014年公開的CN203533815U，該技術(shù)改變了傳統(tǒng)通過電加熱器進(jìn)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(diǎn)，改變了修理電加熱部件時(shí)需要拆卸風(fēng)機(jī)的修理方法，這種改變對(duì)于空調(diào)維護(hù)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(jī)組這種新的機(jī)房空調(diào)產(chǎn)品，在節(jié)能方面具有很大的進(jìn)展，該申請(qǐng)?zhí)峁┘訚?、新風(fēng)及空氣處理一體的節(jié)能空調(diào)，采用雙層結(jié)構(gòu)的濕膜加濕器，提高對(duì)空氣的加濕量，同時(shí)采用新風(fēng)焓值控制法，利用新風(fēng)和回風(fēng)的焓值比較來控制風(fēng)閥的開啟度，最大限度的節(jié)約能量。

4 主要申請(qǐng)人專利技術(shù)介紹

本文選擇專利申請(qǐng)量較多，且在行業(yè)影響較大的企業(yè)申請(qǐng)人作為主要申請(qǐng)人，對(duì)其專利進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹以明晰技術(shù)研究方向。從各企業(yè)關(guān)于機(jī)房空調(diào)的專利內(nèi)容可以看出，各企業(yè)對(duì)機(jī)房空調(diào)的技術(shù)研究都在進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新，各自具有特色技術(shù)。

4.1蘇州昆拓?zé)峥叵到y(tǒng)股份有限公司的重點(diǎn)專利技術(shù)

昆拓?zé)峥氐膶＠暾?qǐng)量較多，研發(fā)重點(diǎn)在相對(duì)小型的機(jī)柜空調(diào)，包括機(jī)柜空調(diào)的整體系統(tǒng)，兼顧小型機(jī)柜空調(diào)的維修及防盜因素，并設(shè)計(jì)有專門用于機(jī)柜空調(diào)的風(fēng)機(jī)裝置。2006年昆拓?zé)峥靥岢隽饲度胧揭惑w化精密空調(diào)（文獻(xiàn)CN1821666A），將室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)組合成一體，嵌入安裝在墻體中，提高了制冷效率，方便了機(jī)柜安裝。2013年昆拓?zé)峥靥岢隽丝勺兝淞靠照{(diào)器（文獻(xiàn)CN103471211A），用于調(diào)整機(jī)柜的溫度，該空調(diào)器通過可調(diào)速的壓縮機(jī)及蒸發(fā)風(fēng)機(jī)、冷凝風(fēng)機(jī)，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(luò)能源有限公司的重點(diǎn)專利技術(shù)

艾默生的產(chǎn)品涉及通信電源、機(jī)房專用精密空調(diào)、戶外一體化通信機(jī)柜等多個(gè)網(wǎng)絡(luò)能源產(chǎn)品。艾默生依托其在電氣控制上的優(yōu)勢(shì)，側(cè)重于數(shù)據(jù)中心使用的機(jī)房空調(diào)。2011年艾默生提出了超高熱密度冷卻系統(tǒng)（文獻(xiàn)CN102103399A），空調(diào)設(shè)備設(shè)有兩層冷卻循環(huán)，制冷主機(jī)與冷卻終端分離布置，冷卻終端與被冷卻設(shè)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(yùn)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(xiàn)CN204047015U），該模塊化數(shù)據(jù)中心包括相對(duì)設(shè)置的排列機(jī)柜，兩排機(jī)柜間形成通道，通道的端頭設(shè)有空調(diào)機(jī)組，空調(diào)的風(fēng)機(jī)出風(fēng)側(cè)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(jī)電有限公司的重點(diǎn)專利技術(shù)

佳力圖是國內(nèi)專業(yè)化生產(chǎn)機(jī)房專用精密空調(diào)和配套機(jī)電產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)，佳力圖側(cè)重于機(jī)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(jī)房空調(diào)、大過冷度機(jī)房空調(diào)（文獻(xiàn)CN101520211A），該機(jī)組通過有效增加系統(tǒng)過冷度，改善自身運(yùn)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(jī)房空調(diào)（文獻(xiàn)CN102927677A），該空調(diào)機(jī)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(diǎn)專利技術(shù)

美的電器在空調(diào)領(lǐng)域早期側(cè)重于舒適性空調(diào)機(jī)，對(duì)于機(jī)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(gè)細(xì)分，其機(jī)房空調(diào)機(jī)目前正逐步走向發(fā)展成熟。2010年美的提出了在壓縮機(jī)制冷和換新風(fēng)制冷兩種方式之間自動(dòng)切換的機(jī)房空調(diào)（文獻(xiàn)CN101846361A），該空調(diào)機(jī)組考慮節(jié)能措施，引進(jìn)室外空氣進(jìn)行降溫，可避免室外超低溫冷風(fēng)直接吹入室內(nèi)對(duì)機(jī)房設(shè)備可能造成的損壞。2015年美的提出了復(fù)合型機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)（文獻(xiàn)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(gè)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(jié)束語

綜上所訴，當(dāng)前機(jī)房空調(diào)領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展整體呈上升趨勢(shì)，處于發(fā)展期并具有廣闊的前景。針對(duì)現(xiàn)代節(jié)能減排需求，以節(jié)能、低耗為目的的綠色機(jī)房成為發(fā)展趨勢(shì)，機(jī)房空調(diào)技術(shù)正向著高智能控制、多元化能源供應(yīng)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(fēng)力發(fā)電與機(jī)房空調(diào)的有機(jī)結(jié)合也成為現(xiàn)代機(jī)房空調(diào)技術(shù)發(fā)展的重要方向。

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

[2]彭淵博，王潯，周明亮等．基于提高機(jī)房環(huán)境設(shè)定溫度的機(jī)柜直冷技術(shù)的應(yīng)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(shè)備[M]．西安：西安交通大學(xué)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(xué)士，研究方向：空調(diào)制冷、燃燒技術(shù)（等同于第一作者）。