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带热回收蒸发冷却系统的控制方法及相关装置

文献发布时间:2023-06-19 12:00:51


带热回收蒸发冷却系统的控制方法及相关装置

技术领域

本发明涉及空调技术领域,具体而言,涉及一种带热回收蒸发冷却系统的控制方法及装置。

背景技术

为节省能源,数据中心纷纷建设在西北、东北、云贵等环境温湿度较低的地区,充分利用自然冷源来对数据中心进行制冷。当室外环境的干球温度较高时,利用较低的湿球温度,通过喷水(或水雾)蒸发降温从而得到低温空气,对数据中心进行冷却。但是,数据中心的冷却系统是一个开放式制冷系统,新风直接进入机房,对机房的湿度和温度控制是一个难点。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此,本发明第一方面提供了一种带热回收蒸发冷却系统的控制方法。

本发明第二方面提供了一种带热回收蒸发冷却系统的控制装置。

本发明第三方面提供了一种带热回收蒸发冷却系统。

本发明第四方面提供了一种可读存储介质。

本发明第一方面提供了一种带热回收蒸发冷却系统的控制方法,带热回收蒸发冷却系统具有相连通的进风通道和出风通道,进风通道内设置降温装置,进风通道的进风口设置有新风阀,进风通道的排风口设置有排风阀,进风通道和出风通道之间设置有混风阀,带热回收蒸发冷却系统的控制方法包括:获取室外环境的温度值和湿度值;根据温度值和湿度值,控制降温装置工作、以及控制新风阀、排风阀和混风阀联动工作,以调节进入机房内气体的温度和湿度。

本发明提出的带热回收蒸发冷却系统的控制方法,可为机房降温的带热回收蒸发冷却系统。具体地,该带热回收蒸发冷却系统包括与机房相连通的进风通道和排风通道;进风通道的进风口设置有新风阀,进风通道内设置降温装置,自然环境的新风可从进风口进入到进风通道,并在经过降温装置后进入到机房内部,以调节机房内部的温度和湿度,保证机房内部设备的存放环境。进风通道和排风通道之间设置有混风阀,经过与机房换热后的空气可通过混风阀再次进入到进风通道、或直接通过排风通道排出。

特别地,本发明在控制带热回收蒸发冷却系统运行的过程中,获取室外环境的温度值和湿度值,判断从新风阀进入到进风通道内的新风的湿度和温度;而后,综合考虑室外环境的温度值和室外环境的湿度值,来控制降温装置工作、以及控制新风阀、混风阀和排风阀中联动工作,实现带热回收蒸发冷却系统多种工作模式的切换,进而调节进入机房内气体的温度和湿度。

并且,可调节新风阀、混风阀和排风阀的开度,以保证进入到机房内的空气中新风与回风的比例,进而保证进入到机房内的空气的温度和湿度适宜,保证进入到机房内的空气不会受到外界恶劣环境影响,进而保证机房内部设备的使用寿命。

具体地,带热回收蒸发冷却系统是一个开放式的制冷系统,新风直接进入机房。由于机房内存放有服务器等设备,这就使得机房对新风具有一定的温度要求和湿度要求。因此,本发明提出的带热回收蒸发冷却系统的控制方法,可根据实际环境自我调节,实现带热回收蒸发冷却系统在多种不同工作模式下的切换,不增加热补偿功耗下即可稳定控制机房湿度,保证了机房内的湿度和温度,同时保证了带热回收蒸发冷却系统的整体结构简化。

根据本发明上述技术方案的带热回收蒸发冷却系统的控制方法,还可以具有以下附加技术特征:

在上述技术方案中,调节进入机房内气体的温度和湿度的方式,包括:调节新风阀开度和混风阀的开度,以调节进入机房内的气体中新风与回风的比例。

在该技术方案中,带热回收蒸发冷却系统是一个开放式的制冷系统,当带热回收蒸发冷却系统经常用于西北、东北、云贵等环境温湿度较低的地区时,室外新风的温度和湿度均较低,而出风通道内的回风由于已经与机房内部设备进行换热,导致回风的温度和湿度均高于室外新风,而混风阀开启可将这部分回风再次导入到进风通道内。因此,可通过调节新风阀开度和混风阀的开度,来调节再次进入到进风通道内的回风的气体量、以及调节室外新风进入到进风通道的气体量。这样,即可使得室外新风与再次进入到进风通道内的回风向混合,并调节室外新风与再次进入到进风通道内的回风的比例,以保证最终进入到机房内的气体的温度和湿度。

在上述任一技术方案中,调节进入机房内气体的温度和湿度的方式,包括:控制降温装置运行或停机,以调节进入机房内的气体的温度和湿度。

在该技术方案中,降温装置采用直接蒸发冷却模块,并可通过液体蒸发的方式降低进入到机房内气体的温度;相应地,降温装置工作会提升进入到机房内气体的湿度。因此,可根据实际情况控制降温装置运行或关闭,以保证最终进入到机房内的气体的温度和湿度。

在上述任一技术方案中,在温度值处于第一温度区间,湿度值大于湿度区间的上限值时,控制带热回收蒸发冷却系统运行第一工作模式;在第一工作模式下,降温装置停机、新风阀开启、混风阀开启。

在该技术方案中,在室外环境的温度值处于第一温度区间时,表示室外的新风可满足机房的降温需求;而室外环境的湿度值大于湿度区间的上限值,表示室外新风的湿度过大,此时首先需要对室外环境进行除湿处理。因此,在基于室外环境的温度值处于第一温度区间,并且室外环境的湿度值大于湿度区间的上限值的情况下,控制带热回收蒸发冷却系统运行第一工作模式,第一工作模式即为回风降湿模式。

在回风降湿模式下,控制降温装置关闭,以避免降温装置工作会提升室外新风的湿度。此外,控制新风阀和混风阀开启,使得经过换热后的一部分回风从排风通道排到室外,另一部分回风经过混风阀与从新风阀新进入的新风相混合。

特别地,经过与机房换热后的回风的温度得到提升,因此基于新风与回风的混合,可保证进入到机房内的混合风处于适宜的温度和湿度,在对机房降温的基础上,满足机房对控制的湿度要求。

此外,在第一工作模式下,可选择地控制排风阀开启或关闭,均是可以实现的。并且,新风阀的开度和混风阀的开度,也可根据实际情况进行调节。

在上述任一技术方案中,第一温度区间的下限值大于或等于15℃,并小于或等于20℃;第一温度区间的上限值大于或等于25℃,并小于或等于35℃;湿度区间的上限值大于或等于10%RH,并小于或等于20%RH。

在该技术方案中,第一温度区间可根据实际需要进行设置,并且当进入到机房内的气流的温度处于第一温度区间时,表示该部分气流满足机房的温度要求。其中,第一温度区间的上限值大于第一温度区间的下限值,并且第一温度区间的下限值的取值范围可以在15℃到20℃,第一温度区间的上限值的取值范围可以在25℃到35℃,只要可保证机房内部设备的存储环境,均是可以实现的。

此外,湿度区间可根据实际需要进行设置,并且当进入到机房内的气流的湿度处于湿度区间时,表示该部分气流满足机房的湿度要求。其中,湿度区间的上限值大于湿度区间的下限值。湿度区间的上限值的取值范围可以在70%RH到90%RH,只要可保证机房内部设备的存储环境,均是可以实现的。

在上述任一技术方案中,在温度值处于第二温度区间,湿度值小于湿度区间的下限值时,控制带热回收蒸发冷却系统运行第二工作模式;在第二工作模式下,控制降温装置运行、新风阀开启、混风阀开启。

在该技术方案中,在室外环境的温度值处于第二温度区间时,表示室外新风的温度较低;相应地,在室外环境的湿度值小于湿度区间的下限值时,表示室外新风的湿度较低。因此,基于室外环境的温度值处于第二温度区间,并且室外环境的湿度值小于湿度区间的下限值的情况下,控制带热回收蒸发冷却系统运行第二温度区间,第二温度区间即为回风升温加湿模式。

在回风升温加湿模式下,控制降温装置关闭,以通过降温装置的液体蒸发来提升室外新风的湿度,保证进入到机房内的混合风处于适宜的湿度范围。此外,控制新风阀和混风阀同时开启,使得经过换热后的一部分回风从排风通道排到室外,另一部分回风经过混风阀与从新风阀新进入的新风相混合。

特别地,经过与机房换热后的回风的温度得到提升,因此基于新风与回风的混合,可保证进入到机房内的混合风处于适宜的温度,避免由于降温装置的运行而导致进入到机房内的混合风的温度过低,在满足机房湿度要求的基础上,满足机房对控制的温度要求。

此外,在第二工作模式下,可选择地控制排风阀开启或关闭,均是可以实现的。并且,新风阀的开度和混风阀的开度,也可根据实际情况进行调节。

在上述任一技术方案中,第二温度区间的下限值大于或等于-20℃,并小于或等于5℃;第二温度区间的上限值大于或等于15℃,并小于或等于20℃湿度区间的下限值大于或等于10%RH,并小于或等于20%RH。

在该技术方案中,第二温度区间可根据实际需要进行设置,并且当进入到机房内的气流的温度处于第二温度区间时,表示该部分气流的温度过低,并不符合机房对温度的要求。

其中,第二温度区间的上限值大于第二温度区间的下限值,并且第二温度区间的下限值的取值范围可以在-20℃到5℃,第二温度区间的上限值的取值范围可以在15℃到20℃,只要可保证机房内部设备的存储环境,均是可以实现的。

此外,湿度区间可根据实际需要进行设置,并且当进入到机房内的气流的湿度处于湿度区间时,表示该部分气流满足机房的湿度要求。其中,湿度区间的上限值大于湿度区间的下限值。湿度区间的下限值的取值范围可以在10%RH到20%RH,只要可保证机房内部设备的存储环境,均是可以实现的。

在上述任一技术方案中,在温度值大于第一温度区间的上限值时,控制带热回收蒸发冷却系统运行第三工作模式;在第三工作模式下,控制降温装置运行。

在该技术方案中,若室外环境的温度值处于第一温度区间,表示室外的新风可实现对机房的降温,同时满足机房对新风的温度要求。而此时室外环境的温度值大于第一温度区间的上限值,表示若不对室外新风进行降温处理,则无法得到机房的降温需要。

因此,基于室外环境的温度值大于第一温度区间的上限值的情况下,控制带热回收蒸发冷却系统运行第三工作模式,第三工作模式即为蒸发冷却模式。在蒸发冷却模式下,控制降温装置运行,以通过降温装置冷却室外新风,进而保证经过冷却后的新风进入到机房内,保证室外新风机房的降温需求。

此外,在第三工作模式下,可选择地控制新风阀、混风阀和排风阀开启或关闭,均是可以实现的。并且,新风阀的开度、混风阀的开度和混风阀的开度,也可根据实际情况进行调节。

在上述任一技术方案中,在温度值处于第一温度区间,湿度值处于湿度区间时,控制带热回收蒸发冷却系统运行第四工作模式;在第四工作模式下,控制降温装置关闭。

在该技术方案中,在室外环境的温度值处于第一温度区间时,表示室外的新风可满足机房的降温需求;相应地,在室外环境的湿度值处于湿度区间时,表示室外的新风可满足机房的湿度需求。因此,基于室外环境的温度值处于第一温度区间,并且室外环境的湿度值处于湿度区间的情况下,控制带热回收蒸发冷却系统运行第四工作模式,第四工作模式即为直通风模式。

在直通风模式下,控制降温装置停止运行,直接利用室外的新风对机房降温即可,无需调节室外新风的温度和湿度,进而达到降低带热回收蒸发冷却系统能耗的作用。

此外,在第四工作模式下,可选择地控制新风阀、混风阀和排风阀开启或关闭,均是可以实现的。并且,新风阀的开度、混风阀的开度和混风阀的开度,也可根据实际情况进行调节。

在上述任一技术方案中,在温度值小于或等于第二温度区间的下限值时,控制带热回收蒸发冷却系统运行第五工作模式;在第五工作模式下,控制热回收装置运行、新风阀关闭、混风阀开启、排风阀关闭。

在该技术方案中,在实际使用过程中,机房内的设备不发生改变的情况下,机房对气体的温度要求是保持不变的。因此,当温度值小于或等于第二温度区间的下限值时,说明室外环境的温度极低,也就代表着室外新风在进入到机房之前,需要利用回风提升很高的温度。因此,基于温度值小于或等于第二温度区间的下限值的情况下,控制带热回收蒸发冷却系统运行第五工作模式,第五工作模式即为余热回收模式。

在余热回收模式下,控制新风阀关闭,同时控制混风阀开启,控制排风通道的排风口处的排风阀关闭。此时,经过机房换热后的回风通过混风阀再次进入到进风通道内,以重复循环利用。

此外,在余热回收模式下,控制热回收装置开始工作,经过机房换热后的回风与排风通道内的热回收装置接触换热,以将热量传导至热回收装置,实现机房内余热的回收。

此外,在余热回收模式下,可根据实际情况控制降温装置工作。具体地,在回风的温度较高时,控制降温装置开始工作;在回风的温度适宜时,控制降温装置停止工作。

在上述任一技术方案中,第一温度区间的上限值大于第一温度区间的下限值。

在上述任一技术方案中,第二温度区间的上限值大于第二温度区间的下限值。

在上述任一技术方案中,湿度区间的上限值大于湿度区间的下限值。

在上述任一技术方案中,第一温度区间内任一温度值大于或等于第二温度区间内任一温度值。

本发明第二方面提供了一种带热回收蒸发冷却系统的控制装置,包括:存储器,存储器上存储有程序;处理器,可用于执行程序,以实现上述任一技术方案的带热回收蒸发冷却系统的控制方法。

本发明提供的带热回收蒸发冷却系统的控制装置,其存储器所存储的程度被处理器执行时,可实现上述任一技术方案的带热回收蒸发冷却系统的控制方法。因此,该带热回收蒸发冷却系统的控制装置具有上述带热回收蒸发冷却系统的控制方法的全部有益效果,在此不再一一论述。

本发明第三方面提供了一种带热回收蒸发冷却系统,包括:进风通道,与机房相连通;排风通道,与机房相连通;降温装置,设置于进风通道内;混风阀,连通于进风通道和排风通道;新风阀,设置于排风通道的进风口;排风阀,设置于排风通道的排风口;如上述技术方案的带热回收蒸发冷却系统的控制装置。

本发明提供的带热回收蒸发冷却系统,包括如上述技术方案的带热回收蒸发冷却系统的控制装置。因此,该带热回收蒸发冷却系统具有上述带热回收蒸发冷却系统的控制方法的全部有益效果,在此不再一一论述。

具体地,该带热回收蒸发冷却系统可应用于偏远恶劣环境。其中,该带热回收蒸发冷却系统包括与机房相连通的进风通道和排风通道;进风通道的进风口设置有新风阀,进风通道内设置降温装置,自然环境的新风可从进风口进入到进风通道,并在经过降温装置后进入到机房内部,以调节机房内部的温度和湿度,保证机房内部设备的存放环境。进风通道和排风通道之间设置有混风阀,经过与机房换热后的空气可通过混风阀再次进入到进风通道、或直接通过排风通道排出。

在上述任一技术方案中,带热回收蒸发冷却系统还包括:热回收装置,热回收装置包括盘管和旁通阀,盘管设置于排风通道内,旁通阀设置于盘管与排风通道的内壁之间。

在该技术方案中,带热回收蒸发冷却系统还包括热回收装置,以将机房的预热回收利用。具体地,热回收装置包括盘管和旁通阀;将盘管设置在排风通道内,使得盘管与排风通道内热空气充分接触,实现了对热量收集,收集得到的热量可应用于水源热泵机组等设备中,进行热量补偿,一方面可避免热量的浪费,另一方面可提升水源热泵机组等设备自身的性能。

此外,旁通阀设置在排风通道内,并且位于盘管和排风通道的内壁之间的间隔处。其中,旁通阀与盘管配合,并且设置在排风通道内同一位置,这样,可通过控制旁通阀的开启或关闭,来选择是否对排风通道内的热量进行收集,实现带热回收蒸发冷却系统运行不同模式的切换。

并且,在不需要收集排风通道内的热量时,排风通道内的气流直接通过旁通盘管穿过,可降低热回收装置在排风通道内的风阻,保证了热空气在排风通道内顺畅流动,进而保证了降温系统对机房的高效降温。进一步地,热回收装置与降温装置一体化设计。使得整个带热回收蒸发冷却系统工程化,在装配和拆卸的过程中,可降低工作人员的劳动难度和劳动强度。

在上述任一技术方案中,降温装置为蒸发冷却模块。

本发明第四方面提供了一种可读存储介质,其上存储有程序,程序被处理执行时,实现如上述任一技术方案的带热回收蒸发冷却系统的控制方法。

本发明提出的可读存储介质,其上存储的程序在被执行时,可实现如上述任一技术方案的带热回收蒸发冷却系统的控制方法。因此,具有上述带热回收蒸发冷却系统的控制方法的全部有益效果,在此不再一一论述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1是本发明一个实施例的带热回收蒸发冷却系统的示意图;

图2是图1所示带热回收蒸发冷却系统的应用示意图;

图3是本发明一个实施例的带热回收蒸发冷却系统的控制方法的流程图;

图4是本发明一个实施例的带热回收蒸发冷却系统的控制装置的框图。

其中,图1和图2中附图标记与部件名称之间的对应关系为:

100机房,102设备,104进风通道,106排风通道,108降温装置,110第一风机,112过滤装置,114热回收装置,116a盘管,116b旁通阀,118第二风机,120混风阀,122新风阀,124排风阀,126水源热泵机组,128蓄能罐,130农业大棚。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图4来描述根据本发明一些实施例提供的带热回收蒸发冷却系统及其控制方法、控制装置、可读存储介质。

如图1所示,本发明提出了一种带热回收蒸发冷却系统,该带热回收蒸发冷却系统可用于机房100的降温和调湿,并可应用于偏远恶劣环境。其中,带热回收蒸发冷却系统包括与机房100相连通的进风通道104和排风通道106;进风通道104的进风口设置有新风阀122,排风通道106的排风口设置有排风阀124;进风通道104内设置降温装置108,自然环境的新风可从进风口进入到进风通道104,并在经过降温装置108后进入到机房100内部,以调节机房100内部的温度和湿度,保证机房100内部设备102的存放环境。

此外,进风通道104和排风通道106之间设置有混风阀120,经过与机房100换热后的空气可通过混风阀120再次进入到进风通道104、或直接通过排风通道106的排风口的排风阀124排出。

本发明第一个实施例提出了一种带热回收蒸发冷却系统的控制方法,可应用于上述带热回收蒸发冷却系统。如图3所示,该带热回收蒸发冷却系统的控制方法,包括:

步骤202,获取室外环境的温度值和湿度值;

步骤204,根据温度值和湿度值,控制降温装置工作、以及控制新风阀、排风阀和混风阀联动工作,以调节进入机房内气体的温度和湿度。

本实施例在控制带热回收蒸发冷却系统运行的过程中,获取室外环境的温度值和湿度值,判断从新风阀进入到进风通道内的新风的湿度和温度;而后,综合考虑室外环境的温度值和室外环境的湿度值,来控制降温装置工作、以及控制新风阀、混风阀和排风阀中联动工作,实现带热回收蒸发冷却系统多种工作模式的切换,进而调节进入机房内气体的温度和湿度。

并且,本实施例可调节混风阀和排风阀的开度,以保证进入到机房内的空气中新风与回风的比例,进而保证进入到机房内的空气的温度和湿度适宜,保证进入到机房内的空气不会受到外界恶劣环境影响,进而保证机房内部设备的使用寿命。

具体地,带热回收蒸发冷却系统是一个开放式的制冷系统,新风直接进入机房。由于机房内存放有服务器等设备,这就使得机房对新风具有一定的温度要求和湿度要求。

因此,本实施例提出的带热回收蒸发冷却系统的控制方法,可根据实际环境自我调节,实现带热回收蒸发冷却系统在多种不同工作模式下的切换,不增加热补偿功耗下即可稳定控制机房湿度,保证了机房内的湿度和温度,同时保证了带热回收蒸发冷却系统的整体结构简化。

本发明第二个实施例提出了一种带热回收蒸发冷却系统的控制方法,可应用于上述带热回收蒸发冷却系统,在实施例一的基础上,在步骤204中,调节进入机房内气体的温度和湿度的方式,包括以下至少一者:

方式一:调节新风阀开度和混风阀的开度,以调节进入机房内的气体中新风与回风的比例。

方式二:控制降温装置运行或停机,以调节进入机房内的气体的温度和湿度。

其中,带热回收蒸发冷却系统是一个开放式的制冷系统,当带热回收蒸发冷却系统经常用于西北、东北、云贵等环境温湿度较低的地区时,室外新风的温度和湿度均较低,而出风通道内的回风由于已经与机房内部设备进行换热,导致回风的温度和湿度均高于室外新风,而混风阀开启可将这部分回风再次导入到进风通道内。

因此,可通过调节新风阀开度和混风阀的开度,来调节再次进入到进风通道内的回风的气体量、以及调节室外新风进入到进风通道的气体量。这样,即可使得室外新风与再次进入到进风通道内的回风向混合,并调节室外新风与再次进入到进风通道内的回风的比例,以保证最终进入到机房内的气体的温度和湿度。

此外,降温装置采用直接蒸发冷却模块,并可通过液体蒸发的方式降低进入到机房内气体的温度;相应地,降温装置工作会提升进入到机房内气体的湿度。因此,可根据实际情况控制降温装置运行或关闭,以保证最终进入到机房内的气体的温度和湿度。

此处需说明的是,上述方式一和方式二是可以独立调节的,也可以同时调节。

本发明第三个实施例提出了一种带热回收蒸发冷却系统的控制方法,可应用于上述带热回收蒸发冷却系统,在实施例一的基础上,在步骤204中:

在室外环境的温度值处于第一温度区间时,表示室外的新风可满足机房的降温需求;而室外环境的湿度值大于湿度区间的上限值,表示室外新风的湿度过大,此时首先需要对室外环境进行除湿处理。因此,在基于室外环境的温度值处于第一温度区间,并且室外环境的湿度值大于湿度区间的上限值的情况下,控制带热回收蒸发冷却系统运行第一工作模式,第一工作模式即为回风降湿模式。

在回风降湿模式下,控制降温装置关闭,以避免降温装置工作会提升室外新风的湿度。此外,控制新风阀和混风阀开启,使得经过换热后的一部分回风从排风通道排到室外,另一部分回风经过混风阀与从新风阀新进入的新风相混合。

特别地,经过与机房换热后的回风的温度得到提升,因此基于新风与回风的混合,可保证进入到机房内的混合风处于适宜的温度和湿度,在对机房降温的基础上,满足机房对控制的湿度要求。

此外,在第一工作模式下,可选择地控制排风阀开启或关闭,均是可以实现的。并且,新风阀的开度和混风阀的开度,也可根据实际情况进行调节。

在该实施例中,进一步地,第一温度区间可根据实际需要进行设置,并且当进入到机房内的气流的温度处于第一温度区间时,表示该部分气流满足机房的温度要求。其中,第一温度区间的上限值大于第一温度区间的下限值,并且第一温度区间的下限值的取值范围可以在15℃到20℃,第一温度区间的上限值的取值范围可以在25℃到35℃,只要可保证机房内部设备的存储环境,均是可以实现的。

此外,湿度区间可根据实际需要进行设置,并且当进入到机房内的气流的湿度处于湿度区间时,表示该部分气流满足机房的湿度要求。其中,湿度区间的上限值大于湿度区间的下限值。湿度区间的上限值的取值范围可以在70%RH到90%RH,只要可保证机房内部设备的存储环境,均是可以实现的。

本发明第四个实施例提出了一种带热回收蒸发冷却系统的控制方法,可应用于上述带热回收蒸发冷却系统,在实施例一的基础上,在步骤204中:

在室外环境的温度值处于第二温度区间时,表示室外新风的温度较低;相应地,在室外环境的湿度值小于湿度区间的下限值时,表示室外新风的湿度较低。因此,基于室外环境的温度值处于第二温度区间,并且室外环境的湿度值小于湿度区间的下限值的情况下,控制带热回收蒸发冷却系统运行第二温度区间,第二温度区间即为回风升温加湿模式。

在回风升温加湿模式下,控制降温装置关闭,以通过降温装置的液体蒸发来提升室外新风的湿度,保证进入到机房内的混合风处于适宜的湿度范围。此外,控制新风阀和混风阀同时开启,使得经过换热后的一部分回风从排风通道排到室外,另一部分回风经过混风阀与从新风阀新进入的新风相混合。

特别地,经过与机房换热后的回风的温度得到提升,因此基于新风与回风的混合,可保证进入到机房内的混合风处于适宜的温度,避免由于降温装置的运行而导致进入到机房内的混合风的温度过低,在满足机房湿度要求的基础上,满足机房对控制的温度要求。

此外,在第二工作模式下,可选择地控制排风阀开启或关闭,均是可以实现的。并且,新风阀的开度和混风阀的开度,也可根据实际情况进行调节。

在该实施例中,进一步地,第二温度区间可根据实际需要进行设置,并且当进入到机房内的气流的温度处于第二温度区间时,表示该部分气流的温度过低,并不符合机房对温度的要求。

其中,第二温度区间的上限值大于第二温度区间的下限值,并且第二温度区间的下限值的取值范围可以在-20℃到5℃,第二温度区间的上限值的取值范围可以在15℃到20℃,只要可保证机房内部设备的存储环境,均是可以实现的。

此外,湿度区间可根据实际需要进行设置,并且当进入到机房内的气流的湿度处于湿度区间时,表示该部分气流满足机房的湿度要求。其中,湿度区间的上限值大于湿度区间的下限值。湿度区间的下限值的取值范围可以在10%RH到20%RH,只要可保证机房内部设备的存储环境,均是可以实现的。

本发明第五个实施例提出了一种带热回收蒸发冷却系统的控制方法,可应用于上述带热回收蒸发冷却系统,在实施例一的基础上,在步骤204中:

若室外环境的温度值处于第一温度区间,表示室外的新风可实现对机房的降温,同时满足机房对新风的温度要求。而此时室外环境的温度值大于第一温度区间的上限值,表示若不对室外新风进行降温处理,则无法得到机房的降温需要。

因此,基于室外环境的温度值大于第一温度区间的上限值的情况下,控制带热回收蒸发冷却系统运行第三工作模式,第三工作模式即为蒸发冷却模式。在蒸发冷却模式下,控制降温装置运行,以通过降温装置冷却室外新风,进而保证经过冷却后的新风进入到机房内,保证室外新风机房的降温需求。

此外,在第三工作模式下,可选择地控制新风阀、混风阀和排风阀开启或关闭,均是可以实现的。并且,新风阀的开度、混风阀的开度和混风阀的开度,也可根据实际情况进行调节。

本发明第六个实施例提出了一种带热回收蒸发冷却系统的控制方法,可应用于上述带热回收蒸发冷却系统,在实施例一的基础上,在步骤204中:

在室外环境的温度值处于第一温度区间时,表示室外的新风可满足机房的降温需求;相应地,在室外环境的湿度值处于湿度区间时,表示室外的新风可满足机房的湿度需求。因此,基于室外环境的温度值处于第一温度区间,并且室外环境的湿度值处于湿度区间的情况下,控制带热回收蒸发冷却系统运行第四工作模式,第四工作模式即为直通风模式。

在直通风模式下,控制降温装置停止运行,直接利用室外的新风对机房降温即可,无需调节室外新风的温度和湿度,进而达到降低带热回收蒸发冷却系统能耗的作用。

此外,在第四工作模式下,可选择地控制新风阀、混风阀和排风阀开启或关闭,均是可以实现的。并且,新风阀的开度、混风阀的开度和混风阀的开度,也可根据实际情况进行调节。

本发明第七个实施例提出了一种带热回收蒸发冷却系统的控制方法,可应用于上述带热回收蒸发冷却系统,在实施例一的基础上,在步骤204中:

在实际使用过程中,机房内的设备不发生改变的情况下,机房对气体的温度要求是保持不变的。因此,当温度值小于或等于第二温度区间的下限值时,说明室外环境的温度极低,也就代表着室外新风在进入到机房之前,需要利用回风提升很高的温度。因此,基于温度值小于或等于第二温度区间的下限值的情况下,控制带热回收蒸发冷却系统运行第五工作模式,第五工作模式即为余热回收模式。

在余热回收模式下,控制新风阀关闭,同时控制混风阀开启,控制排风通道的排风口处的排风阀关闭。此时,经过机房换热后的回风通过混风阀再次进入到进风通道内,以重复循环利用。

此外,在余热回收模式下,控制热回收装置开始工作,经过机房换热后的回风与排风通道内的热回收装置接触换热,以将热量传导至热回收装置,实现机房内余热的回收。

此外,在余热回收模式下,可根据实际情况控制降温装置工作。具体地,在回风的温度较高时,控制降温装置开始工作;在回风的温度适宜时,控制降温装置停止工作。

在上述任一实施例中,第一温度区间的上限值大于第一温度区间的下限值。

在上述任一实施例中,第二温度区间的上限值大于第二温度区间的下限值。

在上述任一实施例中,湿度区间的上限值大于湿度区间的下限值。

在上述任一实施例中,第一温度区间内任一温度值大于或等于第二温度区间内任一温度值。

本发明第八个实施例提出了一种带热回收蒸发冷却系统的控制装置,包括存储器和处理器。

如图4所示,本发明提供的带热回收蒸发冷却系统的控制装置300,其存储器302所存储的程度被处理器304执行时,可实现上述任一实施例的带热回收蒸发冷却系统的控制方法。因此,该带热回收蒸发冷却系统的控制装置300具有上述带热回收蒸发冷却系统的控制方法的全部有益效果,在此不再一一论述。

具体地,本发明提供的带热回收蒸发冷却系统的控制装置300,可实现带热回收蒸发冷却系统多种工作模式的切换。并且,可调节混风阀和排风阀的开度,以保证进入到机房内的空气中新风与回风的比例,进而保证进入到机房内的空气的温度和湿度适宜,保证进入到机房内的空气不会受到外界恶劣环境影响,进而保证机房内部设备的使用寿命。

如图1所示,本发明第九个实施例提出了一种带热回收蒸发冷却系统,包括如实施例八的带热回收蒸发冷却系统的控制装置。

本发明提供的带热回收蒸发冷却系统,包括如实施例八的带热回收蒸发冷却系统的控制装置。因此,该带热回收蒸发冷却系统具有上述带热回收蒸发冷却系统的控制方法的全部有益效果,在此不再一一论述。

具体地,如图1所示,本发明提供的带热回收蒸发冷却系统可实现多种工作模式的切换。并且,可调节混风阀120和排风阀124的开度,以保证进入到机房100内的空气中新风与回风的比例,进而保证进入到机房100内的空气的温度和湿度适宜,保证进入到机房100内的空气不会受到外界恶劣环境影响,进而保证机房100内部设备102的使用寿命。

此外,如图1所示,该带热回收蒸发冷却系统可应用于偏远恶劣环境。其中,该带热回收蒸发冷却系统还包括与机房100相连通的进风通道104和排风通道106;进风通道104的进风口设置有新风阀122,进风通道104内设置降温装置108,自然环境的新风可从进风口进入到进风通道104,并在经过降温装置108后进入到机房100内部,以调节机房100内部的温度和湿度,保证机房100内部设备102的存放环境。进风通道104和排风通道106之间设置有混风阀120,经过与机房100换热后的空气可通过混风阀120再次进入到进风通道104、或直接通过排风通道106排出。

在该实施例中,进一步地,如图1所示,带热回收蒸发冷却系统还包括热回收装置114,以将机房100的预热回收利用。具体地,热回收装置114包括盘管116a和旁通阀116b;将盘管116a设置在排风通道106内,使得盘管116a与排风通道106内热空气充分接触,实现了对热量收集,收集得到的热量可应用于水源热泵机组126等设备中,进行热量补偿,一方面可避免热量的浪费,另一方面可提升水源热泵机组126等设备自身的性能。

此外,如图1所示,旁通阀116b设置在排风通道106内,并且位于盘管116a和排风通道106的内壁之间的间隔处。其中,旁通阀116b与盘管116a配合,并且设置在排风通道106内同一位置,这样,可通过控制旁通阀116b的开启或关闭,来选择是否对排风通道106内的热量进行收集,实现带热回收蒸发冷却系统运行不同模式的切换。

并且,在不需要收集排风通道106内的热量时,排风通道106内的气流直接通过旁通盘管116a穿过,可降低热回收装置114在排风通道106内的风阻,保证了热空气在排风通道106内顺畅流动,进而保证了降温系统对机房100的高效降温。

在该实施例中,进一步地,热回收装置114与降温装置108一体化设计。使得整个带热回收蒸发冷却系统工程化,在装配和拆卸的过程中,可降低工作人员的劳动难度和劳动强度。

在该实施例中,进一步地,如图1所示,带热回收蒸发冷却系统还包括降温系统配合使用的水源热泵机组126,并且水源热泵机组126与热回收装置114的盘管116a相连通。其中,水源热泵机组126在运行过程中需要制热,来保证水源热泵机组126自身的性能。因此,本发明提出的带热回收蒸发冷却系统巧妙地将水源热泵机组126与降温系统配合使用,并通过热回收装置114将水源热泵机组126与降温系统巧妙地联系起来。

具体实施例中,如图1所示,在空气机组运行过程中,热回收装置114的盘管116a与排风通道106内热空气充分接触,实现了对热量收集;收集得到的热量可直接供给水源热泵机组126供热,提升水源热泵机组126的制热能力,提升水源热泵机组126的工作性能。

具体实施例中,如图2所示,水源热泵机组126与蓄能罐128相连通,并可基于蓄能罐128为农业大棚130供热。

本发明第十个实施例提出了一种可读存储介质,其上存储的程序。

本发明提出的可读存储介质,其上存储的程序在被执行时,可实现如上述任一实施例的带热回收蒸发冷却系统的控制方法。因此,具有上述带热回收蒸发冷却系统的控制方法的全部有益效果,在此不再一一论述。

具体地,本发明提供的可读存储介质可实现带热回收蒸发冷却系统多种工作模式的切换。并且,可调节混风阀120和排风阀124的开度,以保证进入到机房100内的空气中新风与回风的比例,进而保证进入到机房100内的空气的温度和湿度适宜,保证进入到机房100内的空气不会受到外界恶劣环境影响,进而保证机房100内部设备102的使用寿命。

随着新基建5G的发展,数据中心建设呈现爆发式增长,数据中心能耗巨大,其中机房制冷能耗占比数据中心总能耗40%以上,相应产生的热量直接排放到环境中。为节省能源,数据中心纷纷建设在西北、东北、云贵等环境温湿度较低的地区,充分利用自然冷源来对数据中心进行制冷,但数据中心产生热量仍直接排放到环境中。

此外,当前数据中心降低PUE,只关注机房制冷能耗的降低,如何节能,没有从总能量的角度考虑节能。

并且,在空气环境(温度低、湿度低、洁净度高)相对适宜的地区多采用直接蒸发冷技术,机房通过直接利用室外低温新风进行制冷,当干球温度较高时,利用较低的湿球温度,通过喷水(或水雾)蒸发降温从而得到低温空气,对数据中心进行冷却。

本发明着力降低数据中心制冷能耗,同时将数据中心产生的热量进行有效回收,作为绿色能源用于农业生产。从整个系统进行节能,尤其是西北,如西藏拉萨对农业的政策扶植。以拉萨应用为例,技术上,要解决数据中心制冷自然冷源的利用,但拉萨冬季湿度过低,在低负载时低温时如何控制湿度需要解决;并且在余热回收时如何高效,均是本发明重点解决的技术问题。

具体实施例中,如图1所示,带热回收蒸发冷却系统包括与机房100相连通的进风通道104和排风通道106,进风通道104的进风口设置有新风阀122,排风通道106的排风口设置有排风阀124,进风通道104与排风通道106之间设置有混风阀120。沿进风通道104的进风方向,依次设置有第一风机110、降温装置108、过滤装置112;沿排风通道106的排风方向,设置有配合适应的热回收装置114、第二风机118,以及混风阀120;热回收装置114包括配合使用的盘管116a和旁通阀116b。此外,盘管116a通过管路连通到水源热泵机组126,并可将收集到的热量供给于水源热泵机组126;水源热泵机组126与蓄能罐128相连通。

具体实施例中,如图2所示,可将热回收装置114所收集的热量供给于农业大棚130,以促进农业大棚130内农作物的生长,同时避免机房100内的热量浪费。此处仅仅以农业大棚130作为一个示例,本发明提出的带热回收蒸发冷却系统在收集热量后,可将收集到的热量供给于任何有需要的地方,并不局限于农业大棚130。

具体地,本发明提出的带热回收蒸发冷却系统,降温装置108与热回收装置114一体化设计,以便于整个带热回收蒸发冷却系统的装配和拆卸。此外,热回收装置114的判断设置在排风通道106内,并且位于混风阀120的前端,使得从机房100排出的回风先经过盘管116a后经过混风阀120。此外,降温装置108标准化设置,并在工厂预制,极大节省工程安装时间和提高工程安装质量。

具体地,本发明提出的带热回收蒸发冷却系统,可通过新风阀122、混风阀120、排风阀124的联动开度控制,实现不同运行模式的切换。在保证机房100制冷控制需求的情况下,当带热回收蒸发冷却系统运行热回收模式时,排风阀124可以全闭,提高热回收效率。

因此,本发明在满足数据中心的机房100内环境控制需求的前提下,可以进行余热回收,用于农业生产,减少农业生产能源消耗;对于农业应用,数据中心余热是一种清洁能源,碳排放为0;采用直接蒸发冷却模块对机房100降温,换热效率高、满足机房100新风要求。

具体实施例中,本发明提出的带热回收蒸发冷却系统根据机房100的制冷需求和农业大棚130制热需求,结合环境条件,带热回收功能的带热回收蒸发冷却系统可以开启不同的运行模式,既满足需求又能最大限度节能。

具体实施例中,带热回收蒸发冷却系统的工作模式包括但不限于以下几种:蒸发冷却模式、直通风模式、回风降湿模式、回风升温加湿模式、余热回收模式。详细模式条件如下:

当室外环境的温度值处于第一温度区间时,控制带热回收蒸发冷却系统运行直通风模式。在直通风模式下,控制降温装置108停止运行,新风阀122和混风阀120可根据实际清理进行控制,在此并不做限定。

当室外环境的温度值处于第一温度区间,并且室外环境的湿度值大于湿度区间的上限值时,控制带热回收蒸发冷却系统运行回风降湿模式。在回风降湿模式下,控制降温装置108关闭,同时控制新风阀122和混风阀120开启。

当室外环境的温度值处于第二温度区间,并且室外环境的湿度值小于湿度区间的下限值时,控制带热回收蒸发冷却系统运行回风升温加湿模式。回风升温加湿模式下,控制降温装置108关闭,控制新风阀122和混风阀120同时开。

当温度值小于或等于第二温度区间的下限值时,控制热回收装置114开始工作,同时控制新风阀122关闭,控制混风阀120开启,控制排风通道106的排风口处的排风阀关闭。

在本发明的描述中,术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制;术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

相关技术
  • 带热回收蒸发冷却系统的控制方法及相关装置
  • 一种带冷回收的蒸发冷却冷水机组冷却系统
技术分类

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