CN101586854B - 一种散热系统、控制方法及机房 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例中公开了一种控制方法,应用于包括埋地换热单元、第一气液热交换器、第二气液热交换器、控制装置、流体输送装置以及连接管路的散热系统,该散热系统应用于机房,包括:获得包括机房室外温度和埋管周边土壤温度中至少一种的环境信息;根据预设的控制策略以及获得的环境信息控制相应循环管路开通,使至少一条循环管路处于开通状态,循环流体在该开通的循环管路中流动,完成散热。本发明实施例还公开了一种散热系统及机房。本发明实施例能有效的为机房进行散热,使得机房室内的空气达到合适的温度的同时,还能带来节能的好处。
Description
技术领域
本发明涉及散热技术领域,尤其涉及一种基于地源热泵技术的散热系统、方法,以及机房。
背景技术
目前地源热泵技术用于建筑节能领域,地源热泵是一种利用地下浅层地热资源(也称地能,包括地下水、土壤或地表水等)的既可供热又可制冷的高效节能系统。
随着通信技术的发展,室外一体化机房中布设的通信设备密度日益增加,通信设备一般都在24小时不间断运行,发热量大;由于通信设备自身发热,且有时自然环境温度也高,不利于设备的散热,而机房中的通信设备对环境温度均有要求,高温环境容易造成通信设备的损坏,因此,机房的散热问题成为目前室外一体化机房迫切需要解决的问题。
请参阅图1,为现有机房利用空调为机房内的通信设备进行散热的示意图。图1中,机房100中布设有至少一台通信设备103,在该机房100的侧壁上安设有空调101、102,空调101、102一般为窗式或挂壁机;利用该空调系统101、102使得机房内的空气达到合适的温度;
请参阅图2,为现有机房利用空调加直接通风的散热系统为机房内的通信设备进行散热的示意图。图2中,机房200中布设有至少一台通信设备205,在该机房200的侧壁上安设有空调203、204,空调203、204一般为窗式或挂壁机;并且在机房200的左侧壁顶部开设有出风控制装置202,在机房200的右侧壁底部开设有进风控制装置201,这里的,空调203、204构成了空调系统,通风控制装置201,202构成了直通风系统,如图2所述,直通风系统的工作原理为室外的冷空气从进风控制装置201进入机房,经过机房内部时将其中的热量带走,热空气从出风控制装置202离开机房;一般在机房室外环境温度比较低时,使用直通风系统,反之,当机房室外环境温度高时使用空调系统。
本发明的发明人在对现有技术的研究过程中发现,现有技术中至少存在如下问题:现有机房常用的空调型散热系统耗能比较大,且对室外的环境造成影响;空调加直通风的散热系统虽然比单独空调型散热系统节能,但直通风部分受空气质量的影响,应用场景受限。
发明内容
本发明实施例提供一种散热系统、控制方法,以及机房,能够有效的为机房进行散热,使得机房室内的空气达到合适的温度的同时,还带来节能的好处。
本发明实施例的技术方案具体是这样实现的:
一种散热系统,所述散热系统应用于机房,所述散热系统包括第一气液热交换器、第二气液热交换器、埋地换热单元、控制装置、流体输送装置以及连接管路,其中,所述第一气液热交换器设置于所述机房内,所述第二气液热交换器设置于所述机房外,所述埋地换热单元埋设于地下,以及,所述第二气液热交换器、所述埋地换热单元与所述第一气液热交换器之间由连接管路相连接,形成至少两条循环管路;
其中,所述控制装置用于获得包括机房室外温度和埋管周围土壤温度中至少一种的环境信息,根据预设的控制策略和获得的环境信息控制所述至少两条循环管路中的至少一条循环管路处于开通状态,循环液体在所述流体输送装置驱动下在开通的循环管路中流动,完成散热。
一种机房,包括第一气液热交换器、第二气液热交换器、埋地换热单元、控制装置、流体输送装置以及连接管路的散热系统应用于所述机房,所述机房中设有所述第一气液热交换器;所述第一气液热交换器、安设于机房外的所述第二气液热交换器、埋设于地下的所述埋地换热单元之间通过所述连接管路相互连接,形成至少两条循环管路;
其中,所述控制装置用于获得包括机房室外温度和埋管周围土壤温度中至少一种的环境信息,根据预设的控制策略和获得的环境信息控制所述至少两条循环管路中的至少一条循环管路处于开通状态,循环液体在所述流体输送装置驱动下,在所述开通的循环管路中流动,完成散热。
一种控制方法,应用于包括埋地换热单元、第一气液热交换器、第二气液热交换器、控制装置、流体输送装置以及连接管路的散热系统,该散热系统应用于机房,其中,所述第二气液热交换器、所述埋地换热单元与所述第一气液热交换器之间由连接管路相连接,形成至少两条循环管路,包括:
获得包括机房室外温度和埋管周边土壤温度中至少一种的环境信息;
根据预设的控制策略以及获得的环境信息控制所述至少两条循环管路中至少一条循环管路处于开通状态,循环流体在该开通的循环管路中流动,完成散热。
本发明实施例中,根据预设控制策略以及获得的环境信息,控制相应循环管路的开通和/或关闭,使机房内热量通过第一气液热交换器传递给循环液体后,循环液体流向第二气液热交换器,和/或,埋地换热单元进行散热,从而使机房内的空气达到合适的温度;
并且,本发明实施例中主要的耗功来自于所述的管路输送装置和两个气液热交换器内的空气输送装置,比传统的空调系统更为节能;
并且,本发明实施例中由于使埋地换热单元、室外第一气液热交换器交替和/或同时使用,避免了长期连续向地下土壤散热的可能,给土壤温度恢复的时间,从而避免了地下土壤长期接收热量而导致土壤温度升高而影响系统的散热能力的问题。
附图说明
图1为现有机房常用的空调散热系统的结构示意图;
图2为现有机房常用的空调加直通风的散热系统的结构示意图;
图3为本发明实施例中机房散热系统的热量传递示意图;
图4为本发明实施例一的散热系统的结构示意图;
图5为本发明实施例二的散热系统的结构示意图;
图6为本发明实施例三的散热系统应用于机房的结构示意图;
图7为本发明实施例四的散热系统的结构示意图;
图8为本发明实施例五的散热系统的结构示意图;
图9为本发明实施例六的散热系统的结构示意图;
图10为本发明实施例七的散热系统的结构示意图;
图11为本发明实施例散热系统中控制装置的一种内部模块示意图;
图12为本发明实施例的控制方法的流程图;
图13为本发明实施例一的控制方法的具体流程图;
图14为本发明实施例一的控制方法的具体流程图;
图15为本发明实施例三的控制方法的具体流程图;
图16为本发明实施例散热系统中第二气液热交换器的风机调速策略示意图;
图17为本发明实施例散热系统中第一气液热交换器的风机调速策略示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下参照附图并举实施例,对本发明作进一步详细说明。
请参阅图3,为本发明实施例中机房散热系统的热量传递示意图,如图3所示,循环流体作为介质将机房内部空气的热量传递给外界环境空气和/或地下土壤,例如:当机房室外温度低时,如冬天外界环境温度比较低,采用热量传递过程10,将机房室内的热量传递给外界环境空气;例如:当机房室外温度高时,如夏天外界环境温度比较高,采用热量传递过程20,将机房室内的热量传递给地下土壤;实现将机房室内的热量进行散热,从而使机房内达到合适的温度,并带来节能的好处,避免了地下土壤长期接收热量而导致土壤温度升高而影响系统的散热能力的问题。
本发明实施例提供一种散热系统,该散热系统应用于机房,所述散热系统包括第一气液热交换器、第二气液热交换器、埋地换热单元、控制装置、流体输送装置以及连接管路,其中,所述第一气液热交换器设置于所述机房内,所述第二气液热交换器设置于所述机房外,所述埋地换热单元埋设于地下,以及,所述第二气液热交换器、所述埋地换热单元与所述第一气液热交换器之间由连接管路相连接,形成至少两条循环管路;
其中,该控制装置用于获得包括机房室外温度和埋管周围土壤温度中至少一种的环境信息,根据预设的控制策略和获得的环境信息对所述至少两条循环管路进行控制,使所述循环管路中的至少一条处于开通状态(即,根据预设的控制策略和获得的环境信息控制所述至少两条循环管路中的至少一条循环管路处于开通状态),循环液体在所述流体输送装置驱动下,在所述开通的循环管路中流动,完成散热。
需要说明的是:为了实现控制装置对所述至少两条循环管路进行控制,使所述循环管路中的至少一条开通;在一种实现下,每条循环管路上需要设置至少一个控制阀,以及,每条循环管路上需要设置至少一个流体输送装置;应当理解的是:当将一个控制阀设置在多条循环管路的相同管路位置上时,本发明实施例的散热系统(中的连接管路上)可以设置一个控制阀;当将一个流体输送装置设置在多条循环管路的相同管路位置上时,本发明实施例的散热系统(中的连接管路上)可以设置一个流体输送装置;
请参阅图4,为本发明实施例一的散热系统的结构示意图,该散热系统应用于室外一体化机房,包括:埋地换热单元301、第一气液热交换器302、第二气液热交换器303、控制装置304、流体输送装置305以及连接管路307,其中,埋地换热单元301安设于地下,第一气液热交换器302安设于机房内,第二气液热交换器303安设于机房外,以及,埋地换热单元301、第二气液热交换器303和第一气液热交换器302之间由连接管路307相连接,形成了两条循环管路。需要说明的是:第一气液热交换器302和第二气液热交换器303之间由连接管路307相连接,形成第一循环管路;第一气液热交换器302和埋地换热单元301之间由连接管路307相连接,形成第二循环管路;具体的是:埋地换热单元301中的管子、第一气液热交换器302中的盘管,以及连接管路307共同构成了一条回路;第二气液热交换器303中的盘管,第一气液热交换器302中的盘管,以及连接管路307共同构成了另一条回路。
第一气液热交换器302,用于将机房内部的热空气吸入,该热空气与盘管内部流动的循环液体发生热交换(即将机房室内的空气热量传送给盘管内流动的循环液体),并将释放热量后的空气返回机房内部,吸收了热量的循环液体(即热流体)流出第一气液热交换器302,具体的是:在流体输送装置305的驱动动力下,吸收了热量的循环液体流出第一气液热交换器302;
当循环液体流出第一气液热交换器302,控制装置304,用于获得包括机房室外温度和埋管周围土壤温度中至少一种的环境信息,根据预设的控制策略和获得的环境信息对第一循环管路、第二循环管路进行控制,使第一循环管路和/或第二循环管路开通(即处于开通状态),应当理解的是:当缺省状态下,循环管路呈开通状态,则需要控制相应循环管路关闭;反之,当缺省状态下,循环管路呈闭合状态,则需要控制相应循环管路打开,所述流出的循环液体通过开通的循环管路流向相应的第二气液热交换器303和/或埋地换热单元301。
当循环液体顺着开通的第一循环管路流入第二气液热交换器303,第二气液热交换器303,用于通过自身内部盘管内流动的液体与流过盘管外部的空气进行热量交换,温度降低后的循环液体(冷流体)沿着开通的第一循环管路循环流入第一气液热交换器302,具体的是:在流体输送装置305的驱动下,温度降低后的循环液体(冷流体)沿着开通的第一循环管路循环流入第一气液热交换器302。
当循环液体顺着开通的第二循环管路流入埋地换热单元301,埋地换热单元301,用于通过管子内部的循环液体在流动过程中将热量传递给土壤,温度降低后的循环液体(冷流体)沿着开通的第二循环管路循环流入第一气液热交换器302,具体的是:在流体输送装置305的驱动下,温度降低后的循环液体(冷流体)沿着开通的第二循环管路循环流入第一气液热交换器302。埋地换热单元301,也可以称为地下埋管换热器,由一系列的埋在土壤406中的管子组成,即一组埋管结构。埋管方式可以为水平放置,也可以是竖直放置,优选为竖直埋设。埋管的材料优选为聚乙烯PE。埋管的深度和个数根据交换热量和当地的气候条件等实际应用情况确定。
如图4所示,在一种实现下,第一循环管路上设置有控制阀3.1(具体可以是第二气液热交换器303的液体入口管路上设置有控制阀3.1),第二循环管路上设置有控制阀3.2(具体可以是埋地换热单元301的液体出口管路上设置有控制阀3.2),控制装置304为第一控制装置,用于根据预设的控制策略和获得的环境信息来控制控制阀3.1和/或控制阀3.2的打开。具体为:当控制阀3.1打开时,基于第一循环管路进行散热;当控制阀3.2打开时,基于第二循环管路进行散热;当控制阀3.1、3.2都打开时,第一循环管路、第二循环管路同时并行散热。
需要说明的是:本发明实施例一的散热系统中,流体输送装置305设置在第一气液热交换器302的液体入口管路处,应当理解的是:流体输送装置305也可以设置在第一气液热交换器302的液体出口管路处。
可见,本发明实施例一的散热系统,根据机房当地的气候特点和土壤的温度变化特点,充分利用地下土壤散热和外界空气散热。当循环流体流到埋地换热单元301时,将热量带给土壤;当循环流体流到第二气液热交换器303时,就将热量传递给了室外空气。通过这两种方式交替散热或同时散热,比现有机房常用的空调更加节能,而且又避免了长期向地下散热而引起的地下土壤温度升高所导致的系统不稳定的问题,从而可以使散热(温控)系统运行更加可靠。
并且,本发明实施例中,通过利用外界大气进行散热时,并没有引入外界的空气直接进入机房,故对空气质量没有太大要求,因此,应用场景没有限制。
请参阅图5,为本发明实施例二的散热系统的结构示意图,该散热系统应用于室外一体化机房,包括:埋地换热单元401、第一气液热交换器402、第二气液热交换器403、控制装置404、流体输送装置405以及连接管路407,其中,埋地换热单元401安设于地下,第一气液热交换器402安设于机房内,第二气液热交换器403安设于机房外,以及,第二气液热交换器403和第一气液热交换器402之间由连接管路407相连接,形成第一循环管路;埋地换热单元401和第一气液热交换器402之间由连接管路407相连接,形成第二循环管路。
如图5所示,与实施例一不同的是,第一循环管路上设置有控制阀门4.1、4.2(分别设置在第二气液热交换器403的液体入口管路处、液体出口管路处),第二循环管路上设置有控制阀门4.3、4.4(分别设置在埋地换热单元401的入口管路处、出口管路处);
控制装置404,用于根据预设的控制策略和获得的包括至少机房室外温度和埋管周边土壤温度中至少一种的环境信息来控制相应控制阀4.1、4.2,和/或,控制阀4.3、4.4的打开,使第一循环管路和/或第二循环管路处于开通状态;具体为:当控制阀4.1、4.2打开时,第一气液热交换器402的盘管、第二气液热交换器403的盘管和连接管路407的相应部分构成的第一循环管路处于开通状态;同理,当控制阀4.3、4.4打开时,第一气液热交换器402的盘管、埋地换热单元401的埋管和连接管路407的相应部分构成的第二循环管路处于开通状态。
这里的控制策略有多种实现,在一种实现下,控制策略为:
根据机房室外温度与预设值的比较结果,对流出第一气液热交换器402的循环液体的流向进行控制;这里的预设值,例如可以近似于机房当地的年平均温度,或者,可以是综合考虑机房的室内温度、室外温度以及土壤情况等环境信息计算得到的温度值,或者,可以是第二气液交换器的设计最高工作温度等。
具体的,当机房室外温度高于设定值时,控制装置404开启控制阀4.3、控制阀4.4(当控制阀4.1、4.2、4.3、4.4缺省状态均为关闭时),和/或,关闭控制阀4.2、控制阀4.1(当控制阀4.1、4.2、4.3、4.4缺省状态均为打开时),从第一气液热交换器402流出的吸收了热量的循环流体406沿着开通的第二循环管路流向埋地换热单元401,在埋地换热单元401中将热量传递给土壤408后,自身温度降低,循环流体406(冷流体)沿着开通的第二循环管路流回第一气液热交换器402,从而完成一个循环,实现了将机房内的热量散掉;
当机房室外温度低于设定值时,控制装置404开启控制阀4.1、控制阀4.2,和/或,关闭控制阀4.3、控制阀4.4,从第一气液热交换器402流出的吸收了热量的循环流体406沿着第一循环管路(具体是:因控制阀4.1开启所开通的管路)流向第二气液热交换器403,在第二气液热交换器403中循环流体将热量传递给外界空气,自身温度降低,循环流体406(冷流体)沿着第一循环管路(具体是:因控制阀4.2开启所开通的管路)流回第一气液热交换器402,完成一个循环,实现了将机房内的热量散掉;
需要说明的是:循环液体406在连接管路407内的循环流动是由流体输送装置405驱动的,流体输送装置405设置在第一气液热交换器402的液体入口管路处,应当理解的是:流体输送装置405也可以设置在第一气液热交换器402的液体出口管路处。这里的流体输送装置405,在一种实现下,可以为驱动液体流动的循环泵。
可见,本发明实施例二的散热系统,根据机房当地的气候特点和土壤的温度变化特点,充分利用地下土壤散热和外界空气散热。当循环流体流到埋地换热单元401时,将热量带给土壤;当循环流体流到第二气液热交换器403时,就将热量传递给了室外空气。通过这两种方式交替和同时散热,比现有机房常用的空调更加节能,而且又避免了长期向地下散热而引起的地下土壤温度升高所导致的系统不稳定的问题,从而可以使散热(温控)系统运行更加可靠。
并且,本发明实施例中,通过利用外界大气进行散热时,并没有引入外界的空气直接进入机房,故对空气质量没有太大要求,因此,应用场景没有限制。
请参阅图6,为本发明实施例三的散热系统应用于机房的结构示意图,该散热系统应用于机房50,该机房50中安设有至少一台通信设备506,该散热系统包括:埋地换热单元501、第一气液热交换器502、第二气液热交换器503、控制装置504、流体输送装置505,以及连接管路507;其中,第一气液热交换器502设置在机房50中,控制装置504、流体输送装置505优选设置在机房50中,第二气液热交换器503设置在机房50外,埋地换热单元501埋设在地下;
第二气液热交换器503和第一气液热交换器502由连接管路507相连,形成第一循环管路;埋地换热单元501和第一气液热交换器502由连接管路507相连,形成第二循环管路;其中,第一循环管路上设置有控制阀门5071、5073,第二循环管路上设置有控制阀门5072、5074;
第一气液热交换器502,主要由盘管结构、进风口5021、出风口5022、空气输送装置5022构成,通过自身内部的空气输送装置5022,将机房50内部的热空气通过入风口5021吸入,与在盘管结构内部流动的循环液体发生热交换,热空气释放热量后自身的温度降低作为冷空气通过出风口5022返回机房50内部,盘管结构内部流动的循环液体吸收了热空气的热量后,在流体输送装置505的驱动下,流出第一气液热交换器502;
需要说明的是:第一气液热交换器502优选为立式结构,当机房50内空间比较狭小时,第一气液热交换器502可以采用卧式结构,挂在天花板上。其内部结构可以根据实际情况而定,第一气液热交换器502内部的空气输送装置5023可以是轴流风机,也可以为离心风机,优选为离心风机;
控制装置504,用于根据获得的包括机房室外温度和埋管周边土壤温度中至少一种的环境信息以及预设的控制策略对第一循环管路和/或第二循环管路进行控制,使第一循环管路和/或第二循环管路开通,流出的循环液体通过开通的循环管路流向相应的第二气液热交换器503或埋地换热单元501。
在一种实现下,控制装置504具体用于控制控制阀5071、控制阀5073,和/和,控制阀5072、控制阀5074的开启或关闭,这里的,当控制阀5071、控制阀5073开启时,第一循环管路处于开通状态;同理,当控制阀5072、控制阀5074开启时,第二循环管路处于开通状态;循环流体通过第一循环管路流向第二气液热交换器503,并流回第一气液热交换器502;和/或,循环流体通过第二循环管路流向埋地换热单元501,并流回第一气液热交换器502。
在一种具体的控制策略下,当机房室外温度低于设定值时(设定值可以根据当地的气候条件和当地的年平均温度确定),控制装置504控制控制阀5071、5073打开,循环液体(热流体)顺着第一循环管路进入机房50外的第二气液热交换器503;
第二气液热交换器503,主要由盘管结构5031和空气输送装置5032组成;用于当循环液体(热流体)流入盘管结构5031,空气输送装置5032驱动环境冷空气流过盘管结构5031外壁,从而冷却盘管结构5031内部流动的循环液体(热流体)使其温度降低后,作为冷流体后沿着第一循环管路循环流入室内风机盘管502;需要说明的是:第二气液热交换器503中的空气输送装置5032优选为轴流风机。
在一种具体的控制策略下,当机房室外温度高于设定值时,控制装置504控制控制阀5072、5074打开,流出第一气液热交换器503的循环液体(热流体)顺着第二循环管路进入埋地换热单元501;
埋地换热单元501,主要由一组地下埋管组成,循环液体(热流体)在地下埋管的流动过程中,把自身的热量传递给土壤,自身温度降低,作为冷流体后沿着第二循环管路循环流入机房50内部的第一气液热交换器502。
可见,本发明实施例三的散热系统,根据机房当地的气候特点和土壤的温度变化特点,充分利用地下土壤散热和外界空气散热。当循环流体流到埋地换热单元401时,将热量带给土壤;当循环流体流到第二气液热交换器403时,就将热量传递给了室外空气。通过这两种方式交替散热,比现有机房常用的空调更加节能,而且又避免了长期向地下散热而引起的地下土壤温度升高所导致的系统不稳定的问题,从而可以使散热(温控)系统运行更加可靠。
并且,本发明实施例中,通过利用外界大气进行散热时,并没有引入外界的空气直接进入机房,故对空气质量没有太大要求,因此,应用场景没有限制。
请参阅图7,为本发明实施例四的散热系统的结构示意图,该散热系统应用于室外一体化机房,包括:埋地换热单元601、第一气液热交换器602、第二气液热交换器603、控制装置604、流体输送装置605以及连接管路607,其中,埋地换热单元601安设于地下,第一气液热交换器602安设于机房内,第二气液热交换器603安设于机房外,以及,第二气液热交换器603和第一气液热交换器602之间由连接管路407相连接,形成第一循环管路;埋地换热单元601和第一气液热交换器602之间由连接管路407相连接,形成第二循环管路。
如图7所示,与实施例二不同的是,在第一循环管路和第二循环管路交汇管路处设置有三通阀6.1、6.2,三通阀6.1、6.2与实施例二控制阀4.1、4.2、4.3、4.4起的作用是一样的。三通阀的作用是:打开一条管路的同时,关闭另外一条管路;也可以同时打开两条管路。
控制装置604,用于根据预设的控制策略和获得的包括机房室外温度和埋管周边土壤温度中至少一种的环境信息来控制相应控制阀三通阀6.1、三通阀6.2的打开和/和关闭,使第一循环管路和/或第二循环管路处于开通状态,循环液体在开通的循环管路中流动,完成散热;
需要说明的是:循环液体在连接管路内的循环流动是由流体输送装置605驱动的,流体输送装置605设置在第一气液热交换器602的液体入口管路处,应当理解的是:流体输送装置605也可以设置在第一气液热交换器602的液体出口管路处。
可见,本发明实施例四的散热系统中,通过循环液体在第一循环管路和/或第二循环管路中流动,完成进行散热,即通过两种方式交替或同时散热,比现有机房常用的空调更加节能,而且又避免了长期向地下散热而引起的地下土壤温度升高所导致的系统不稳定的问题,从而可以使散热(温控)系统运行更加可靠。
并且,本发明实施例中,通过利用外界大气进行散热时,并没有引入外界的空气直接进入机房,故对空气质量没有太大要求,因此,应用场景没有限制。
请参阅图8,为本发明实施例五的散热系统的结构示意图,该散热系统应用于室外一体化机房,包括:埋地换热单元701、第一气液热交换器702、第二气液热交换器703、控制装置704、流体输送装置705以及连接管路707,其中,埋地换热单元701安设于地下,第一气液热交换器702安设于机房内,第二气液热交换器703安设于机房外,以及,第二气液热交换器703和第一气液热交换器702之间由连接管路707相连接,形成第一循环管路;埋地换热单元701和第一气液热交换器702之间由连接管路707相连接,形成第二循环管路;第一气液热交换器702、第二气液热交换器703和埋地换热单元701之间由连接管路707相连接,形成第三循环管路。
如图8所示,在第一循环管路和第二循环管路交汇管路处设置有三通阀7.1、7.2,其中三通阀7.2的位置与实施例四中三通阀6.2的位置不同;
控制装置704,用于根据预设的控制策略和获得的包括机房室外温度和埋管周边土壤温度中至少一种的环境信息来控制相应控制阀三通阀7.1、三通阀7.2中阀门的打开和/或关闭,使第一循环管路、第二循环管路和第三循环管路中的至少一条处于开通状态(可以是仅第一循环管路开通,也可以是仅第二循环管路开通,也可以是三条循环管路中的两条开通,也可以都开通),循环液体在开通的循环管路中流动,完成散热。具体为:当第一循环管路处于开通状态时,从第一气液热交换器702流出的循环液体(热流体)经过三通阀7.1所在的水平的连接管路流入第二气液热交换器703进行热交换,从第二气液热交换器703流出的循环液体(冷流体)经过三通阀7.2所在的水平的连接管路流回第一气液热交换器702,完成散热;
当第二循环管路处于开通状态时,从第一气液热交换器702流出的循环液体(热流体)经过三通阀7.1、7.2所在的垂直的连接管路流入埋地换热单元701进行热交换,从埋地换热单元701流出的循环液体(冷流体)流回第一气液热交换器702,完成散热;
当第三循环管路处于开通状态时,从第一气液热交换器702流出的循环液体(热流体)经过三通阀7.1所在的水平的连接管路流入第二气液热交换器703进行热交换,从第二气液热交换器703流出的循环液体(冷流体)经过三通阀7.2所在的垂直的连接管路流入埋地换热单元701进行热交换,从埋地换热单元701流出的循环液体(冷流体)流回第一气液热交换器702,完成散热。
需要说明的是:循环液体在连接管路内的循环流动是由流体输送装置705驱动的,流体输送装置705设置在第一气液热交换器702的液体入口管路处,应当理解的是:流体输送装置705也可以设置在第一气液热交换器702的液体出口管路处。
可见,本发明实施例五的散热系统中,通过循环液体在第一循环管路、第二循环管路和第三循环管路中的至少一条管路中流动,完成散热,比现有机房常用的空调更加节能,而且又避免了长期向地下散热而引起的地下土壤温度升高所导致的系统不稳定的问题,从而可以使散热(温控)系统运行更加可靠。
并且,本发明实施例中,通过利用外界大气进行散热时,并没有引入外界的空气直接进入机房,故对空气质量没有太大要求,因此,应用场景没有限制。
请参阅图9,为本发明实施例六的散热系统的结构示意图,该散热系统应用于室外一体化机房,包括:埋地换热单元901、第一气液热交换器902、第二气液热交换器903、控制装置904、流体输送装置905以及连接管路907,其中,埋地换热单元901安设于地下,第一气液热交换器902安设于机房内,第二气液热交换器903安设于机房外,以及,第二气液热交换器903和第一气液热交换器902之间由连接管路907相连接,形成第一循环管路;埋地换热单元901和第一气液热交换器902之间由连接管路907相连接,形成第二循环管路。
如图9所示,在第一循环管路和第二循环管路交汇管路处设置有三通阀9.1;
控制装置904,用于根据预设的控制策略和获得的包括机房室外温度和埋管周边土壤温度中至少一种的环境信息来控制三通阀9.1中相应阀门的打开和/或关闭,使第一循环管路和/或第二循环管路处于开通状态,循环液体在开通的循环管路中流动,完成散热。
需要说明的是:循环液体在连接管路内的循环流动是由流体输送装置905驱动的,流体输送装置905设置在第一气液热交换器902的液体入口管路处,应当理解的是:流体输送装置905也可以设置在第一气液热交换器902的液体出口管路处。
可见,本发明实施例六的散热系统中,通过循环液体在第一循环管路和/或第二循环管路中流动,完成散热,比现有机房常用的空调更加节能,而且又避免了长期向地下散热而引起的地下土壤温度升高所导致的系统不稳定的问题,从而可以使散热(温控)系统运行更加可靠。
并且,本发明实施例中,通过利用外界大气进行散热时,并没有引入外界的空气直接进入机房,故对空气质量没有太大要求,因此,应用场景没有限制。
请参阅图10,为本发明实施例七的散热系统的结构示意图,该散热系统应用于室外一体化机房,包括:埋地换热单元801、第一气液热交换器802、第二气液热交换器803、控制装置804、流体输送装置8051、8052以及连接管路807,其中,埋地换热单元801安设于地下,第一气液热交换器802安设于机房内,第二气液热交换器803安设于机房外,以及,第二气液热交换器803和第一气液热交换器802之间由连接管路907相连接,形成第一循环管路;埋地换热单元801和第一气液热交换器802之间由连接管路807相连接,形成第二循环管路。
如图10所示,在第一循环管路和第二循环管路交汇管路处设置有三通阀8.1;与实施例六不同之处在于,对流体输送装置进行控制,即第一循环管路上设置有流体输送装置8051,第二循环管路上设置有流体输送装置8052(而不是在两条循环管路的相同管路处设置流体输送装置,如第一气液热交换器的液体出口管路处、液体入口管路处);
控制装置804,用于根据预设的控制策略和获得的包括机房室外温度和埋管周边土壤温度中至少一种的环境信息来控制三通阀8.1相应阀门的打开和/或关闭,以及对流体输送装置8051和/或流体输送装置8052进行控制,使第一循环管路和/或第二循环管路处于开通状态,循环液体在开通的循环管路中流动,完成散热。例如:当控制装置804控制三通阀8.1的阀门均打开,以及控制流体输送装置8051和流体输送装置8052均启动,则第一循环管路和第二循环管路同时并行散热,即循环液体在开通的第一循环管路和第二循环管路中流动,完成散热。
当控制装置804控制三通阀8.1的水平方向阀门打开,以及控制流体输送装置8051启动,则循环液体在流体输送装置8051动力驱动下,在开通的第一循环管路中流动,完成散热;
当控制装置804控制三通阀8.1的垂直方向阀门打开,以及控制流体输送装置8052启动,则循环液体在流体输送装置8052动力驱动下,在开通的第二循环管路中流动,完成散热。
可见,本发明实施例七的散热系统中,通过循环液体在第一循环管路和/或第二循环管路中流动,进行散热,比现有机房常用的空调更加节能,而且又避免了长期向地下散热而引起的地下土壤温度升高所导致的系统不稳定的问题,从而可以使散热(温控)系统运行更加可靠。
并且,本发明实施例中,通过利用外界大气进行散热时,并没有引入外界的空气直接进入机房,故对空气质量没有太大要求,因此,应用场景没有限制。
为了进一步的达到节能减噪的效果,对于实施例一至七中的第一气液热交换器、第二气液热交换器,控制装置还可以进一步的实现,对第一气液热交换器、第二气液热交换器的风机进行调速;例如:第一气液热交换器分为两种,一种为风机未调速的第一气液热交换器,一种为风机调速的第一气液热交换器;同理,第二气液热交换器也可以分为两种,一种为风机未调速的第二气液热交换器,一种为风机调速的第二气液热交换器。
相应的,参考图5,举例来说,第一循环管路有三种组合形式:1、调速的第二气液热交换器、未调速的第一气液热交换器之间由连接管路形成的第一循环管路;2、未调速的第二气液热交换器、调速的第一气液热交换器之间由连接管路形成的第一循环管路;3、未调速的第二气液热交换器、未调速的第一气液热交换器之间由连接管路形成的第一循环管路。
第二循环管路有两种组合形式:1、埋地换热单元、调速的第一气液热交换器之间由连接管路形成的第二循环管路;2、埋地换热单元、未调速的第一气液热交换器之间由连接管路形成的第二循环管路。
由于风机的调速策略有多种,下面就一种方式进行描述:
第二气液热交换器的风机调速策略:
保持第二气液热交换器的循环液出口温度不变,不同的室外温度(例如:空气入口温度)对应一种风扇的转速,如图16所示,风扇全速运转时对应的是室外最大允许温度Tfmax,在散热负荷不变时,Tfmax=Tf(Tf为第二气液热交换器的设计最大允许温度)。风扇最低转速时对应一个温度Tfmin,当室外温度等于Tf时,风扇全速运转,当室外温度小于等于最低温度Tfmin时,风扇以最低转速运转;当低于极限温度Tflimit时,风扇甚至可以停转;
第一气液热交换器的风机调速策略:
优选的根据室内温度,当然也可以根据其他参数进行调速。这里的室内温度,可以是室内风机盘管出口温度、室内通讯设备的进口空气温度、室内平均温度中的一种,以“室内通讯设备的进口空气温度”为例说明:
如图17所示,风扇全速运转时对应的是室内最大允许温度Tsmax;风扇最低转速时对应一个温度Tsmin,
当通讯设备的进口空气温度等于Tsmax,风机全速运转;
当通讯设备的进口空气温度小于等于Tsmin,风机以最低速运转;
当通讯设备的进口空气温度介于Tsmax、Tsmin两者之间时,风机按设定的调速曲线进行调速;
当通讯设备的进口空气温度小于某一极限温度Tslimit,风机可以停转。
下面对控制装置的各种实现进行说明:
在一种实现下,所述每条循环管路上设置有至少一个控制阀,以及,所述每条循环管路上设置有至少一个流体输送装置,当每条循环管路上设置的流体输送装置为同一个时;
所述控制装置为第一阀控制装置,用于根据预设的控制策略和所述获得的环境信息,控制相应控制阀的打开或关闭,使至少一条循环管路开通,循环流体在该流体输送装置驱动下在该开通的循环管路中流动,完成散热。
在另一种实现下,所述每条循环管路上设置有至少一个控制阀,以及,所述每条循环管路上设置有至少一个流体输送装置,当每条循环管路上设置的流体输送装置为不同时;
所述控制装置为第二阀控制装置,用于根据预设的控制策略以及获得的环境信息,控制相应控制阀的开启或关闭,使至少一条循环管路开通,以及控制相应的流体输送装置驱动相应的循环管路中的循环液体的流动,循环流体在该开通的循环管路中流动,完成散热。
在另一种实现下,所述第二气液热交换器与所述第一气液热交换器之间由所述连接管路相连接,形成第一循环管路;所述埋地换热单元与所述第一气液热交换器之间由所述连接管路相连接,形成第二循环管路;
所述第一循环管路设有第一控制阀和第二控制阀,所述第二循环管路设有第三控制阀、第四控制阀,所述控制装置为第三阀控制装置,用于根据预设的控制策略和获得的环境信息控制第一控制阀和第二控制阀打开,和/或,第三控制阀和第四控制阀打开,循环液体在开启的控制阀所处的第一循环管路和/或第二循环管路中流动,完成散热。
具体的,在一种实现下,控制装置还用于,根据获得的室外温度,以及预先设置的室外温度信息与风扇转速的关联信息,对第二气液热交换器的风扇进行调速控制;和/或,根据获得的室内温度,以及预先设置的室内温度信息与风扇转速的关联信息,对第二气液热交换器的风扇进行调速控制。
请参阅图11,为本发明实施例的散热系统中控制装置一种内部结构示意图,如图11所示,控制装置包括控制单元1000、环境信息获得单元2000;
其中,环境信息获得单元2000,用于获得包括机房室外温度和埋管周边土壤温度中至少一种的环境信息;
控制单元1000,用于根据预设的控制策略以及环境信息获得单元4042获得的包括机房室外温度和埋管周边土壤温度中至少一种的环境信息,对相应的循环管路进行控制,使至少一条循环管路开通(即,控制至少两条循环管路中的至少一条循环管路处于开通状态),其中,循环流体在流体输送装置驱动下,在该开通的循环管路中流动,完成散热。
为了实现控制单元1000对相应的循环管路进行控制,使至少一条循环管路开通,在一种实现下,每条循环管路上设置至少一个控制阀,每条循环管路上设置至少一个流体输送装置;
当每条循环管路上设置的流体输送装置为同一个时,控制单元1000为第一阀门控制单元,用于根据预设的控制策略以及环境信息获得单元2000获得的环境信息,控制相应控制阀的开启或关闭,使至少一条循环管路开通,循环流体在该流体输送装置驱动下在该开通的循环管路中流动,完成散热。
当每条循环管路上设置的流体输送装置不是同一个时,控制单元1000为第二阀门控制单元,用于根据预设的控制策略以及环境信息获得单元2000获得的环境信息,控制相应控制阀的开启或关闭,使至少一条循环管路开通,以及控制相应的流体输送装置驱动相应的循环管路中的循环液体的流动,循环流体在该开通的循环管路中流动,完成散热。
环境信息获得单元2000,进一步用于获得机房室内温度;
相应的,控制单元1000,进一步用于根据获得的室外温度,以及预先设置的室外温度信息与第二气液热交换器的风扇转速的关联信息,对第二气液热交换器的风扇进行调速控制;和/或,根据获得的室内温度,以及预先设置的室内温度信息与第一气液热交换器的风扇转速的关联信息,对第一气液热交换器的风扇进行调速控制。
下面对本发明实施例的控制方法进行详细说明。请参阅图12,为本发明实施例的控制方法的流程图,该方法应用于包括埋地换热单元、第一气液热交换器、第二气液热交换器、控制装置、流体输送装置以及连接管路的散热系统,该散热系统应用于机房,其中,所述第二气液热交换器、所述埋地换热单元与所述第一气液热交换器之间由连接管路相连接,形成至少两条循环管路,包括以下步骤:
步骤1010、获得包括机房室外温度和埋管周边土壤温度中至少一种的环境信息;
步骤1020、根据预设的控制策略以及获得的环境信息控制相应循环管路开通,使至少一条循环管路处于开通状态(即,控制所述至少两条循环管路中至少一条循环管路处于开通状态),循环流体在该开通的循环管路中流动,完成散热。
当第二气液热交换器、第一气液热交换器通过连接管路形成第一循环管路;埋地换热单元、第一气液热交换器通过连接管路形成第二循环管路时;
步骤1020为根据预设的控制策略以及获得的环境信息控制第一循环管路和/或第二循环管路开通,其中,从第一气液热交换器流出的循环流体通过所述第一循环管路流入相应的第二气液热交换器进行散热后,并通过所述第一循环管路循环流回第一气液热交换器;和/或,从第一气液热交换器流出的循环流体通过所述第二循环管路流入相应的埋地换热单元进行散热,并通过所述第二循环管路流回第一气液热交换器。
参考图5,其中,从第一气液热交换器流出的循环流体通过所述第一循环管路流入相应的第二气液热交换器进行散热后,并通过所述第一循环管路循环流回第一气液热交换器;和/或,从第一气液热交换器流出的循环流体通过所述第二循环管路流入相应的埋地换热单元进行散热,并通过所述第二循环管路流回第一气液热交换器。
为了实现对相应的循环管路进行控制,使至少一条循环管路开通,在一种实现下,每条循环管路上设置至少一个控制阀,每条循环管路上设置至少一个流体输送装置;
当循环管路上设置有控制阀,每条循环管路共用一个流体输送装置时,步骤1020具体为根据预设的控制策略以及获得的环境信息,控制相应控制阀的开启或关闭,使至少一条循环管路开通,循环流体在该流体输送装置驱动下在该开通的循环管路中流动,完成散热。
当循环管路上设置有控制阀,每条循环管路上设置不同的流体输送装置时,步骤1020具体为根据预设的控制策略以及获得的环境信息,控制相应控制阀的开启或关闭,使至少一条循环管路开通,以及控制相应的流体输送装置驱动相应的循环管路中的循环液体的流动,循环流体在该开通的循环管路中流动,完成散热。
在一种实现下,本发明实施例的控制方法中涉及的控制策略可以为:
为了方便描述,结合图5来介绍,当室外温度T1等于或低于第二气液热交换器的设计最高工作温度Tf时(具体可以是:第二气液热交换器的当前工作温度小于或等于Tf),开通第一循环管路,从第一气液热交换器出来的循环液体进入第二气液热交换器,系统利用第一循环管路进行散热;在一种实现下,第二气液热交换器的设计最高工作温度Tf是根据机房内部的散热负荷和气液热交换器的本身的参数计算得到的。
当室外温度高于第二气液热交换器的设计最高工作温度Tf时,关闭第一循环管路,开通第二循环管路,从第一气液热交换器出来的循环液体进入埋地换热单元。
当两条循环管路都分别无法满足散热要求时,即当室内温度T2高于机房室内最大允许温度(例如:机房室内通信设备的最大允许入口温度)时,而室外温度T1又大于第二气液热交换器的设计最高工作温度Tf时,将第一循环管路和第二循环管路全部开通,进行散热。应当理解的是:本控制策略适用于图4-7、图9、图10。
请参阅图13,为本发明实施例一的控制方法的具体流程图,该方法应用于包括:埋地换热单元、第一气液热交换器、第二气液热交换器、控制装置、流体输送装置以及连接管路的散热系统,为了方便描述,结合图5来介绍,当散热系统开始工作,该方法包括以下步骤:
步骤1011、获取机房室外温度T1、机房室内温度T2;
具体为,利用温度传感器获取室外温度T1、机房室内温度T2。
步骤1012、根据控制策略,将室外温度T1与第二气液热交换器的设计最大允许温度Tf进行比较,当T1>Tf,执行步骤1014;反之,执行步骤1013;
步骤1013、根据控制策略,将机房室内温度T2与机房室内最大允许温度Ts(例如:机房室内部通讯设备的最大允许入口温度)进行比较,当T2>Ts,执行步骤1016,反之,执行步骤1015;
步骤1014、控制第二循环管路开通,第二循环管路工作;
具体为,控制第二循环管路开通,循环流体在流体输送装置驱动下在该开通的第二循环管路中流动,完成散热。
步骤1015、控制第一循环管路开通,第一循环管路工作;
具体为,控制第一循环管路开通,循环流体在流体输送装置驱动下在该开通的第一循环管路中流动,完成散热。
步骤1016、控制第一循环管路、第二循环管路开通,第一循环管路和第二循环管路同时工作;
具体为,控制第一循环管路、第二循环管路同时开通,循环流体在流体输送装置驱动下在该开通的第一循环管路、第二循环管路中流动,完成散热。
可见,本发明实施例的控制方法中,通过循环液体在第一循环管路和/或第二循环管路中流动,进行散热,比现有机房常用的空调更加节能,而且又避免了长期向地下散热而引起的地下土壤温度升高所导致的系统不稳定的问题,从而可以使散热(温控)系统运行更加可靠。
并且,本发明实施例中,通过利用外界大气进行散热时,并没有引入外界的空气直接进入机房,故对空气质量没有太大要求,因此,应用场景没有限制。
在另一种实现下,本发明实施例的控制方法中涉及的控制策略还可以为:如下涉及室外温度T1、地下埋管土壤的温度T3、第二气液热交换器的设计最高温度Tf、地下埋管土壤的设计最高温度Tm;
为了方便描述,结合图5来介绍,当散热系统开始工作时,开通第二循环管路,使第一气液热交换器出来的液体进入埋地换热单元,把热量传递地下土壤,当地下埋管周围的土壤温度T3慢慢升高等于Tm时,对比T1和Tf,当T1小于等于Tf时,打开第一循环管路,关闭第二循环管路;当T 1大于Tf时,同时打开第一循环管路和第二循环管路,让两者各自分担一定的热负荷。本控制策略适用于图4-7、图9、图10。
即,当地下埋管周围的土壤温度T3小于地下埋管土壤的设计最高温度Tm,控制第二循环管路开通,循环流体在流体输送装置驱动下在该开通的第二循环管路中流动,完成散热;
当地下埋管周围的土壤温度T3高于或等于地下埋管土壤的设计最高温度Tm时,且T1小于等于第二气液热交换器的设计最高温度Tf,控制第一循环管路开通,循环流体在流体输送装置驱动下在该开通的第一循环管路中流动,完成散热;
当地下埋管周围的土壤温度T3高于或等于地下埋管土壤的设计最高温度Tm时,且T1大于第二气液热交换器的设计最高温度Tf,控制第一循环管路和第二循环管路开通,循环流体在流体输送装置驱动下在该开通的第一循环管路、第二循环管路中流动,完成散热。
请参阅图14,为本发明实施例二的控制方法的具体流程图,方法应用于包括:埋地换热单元、第一气液热交换器、第二气液热交换器、控制装置、流体输送装置以及连接管路的散热系统,为了方便描述,结合图5来介绍,当散热系统开始工作,该方法包括以下步骤:
如下涉及室外温度T1、地下埋管土壤的温度T3、第二气液热交换器的设计最高温度Tf、地下埋管土壤的设计最高温度Tm;
步骤2011、获取机房室外温度T1、埋管周围土壤温度T3;
具体为,利用温度传感器获取室外温度T1、地下埋管周围土壤温度T3。
步骤2012、根据控制策略,将埋管周围土壤温度T3与地下埋管土壤的设计最高温度Tm进行比较,当T3<Tm,执行步骤2014;反之,执行步骤2013;
步骤2013、根据控制策略,将室外温度T1与第二气液热交换器的设计最高温度Tf进行比较,当T1>Tf,执行步骤2016,反之,执行步骤2015;
步骤2014、控制第二循环管路开通,第二循环管路工作;
具体为,控制第二循环管路开通,循环流体在流体输送装置驱动下在该开通的第二循环管路中流动,完成散热。
步骤2015、控制第一循环管路开通,第一循环管路工作;
具体为,控制第一循环管路开通,循环流体在流体输送装置驱动下在该开通的第一循环管路中流动,完成散热。
步骤2016、控制第一循环管路、第二循环管路开通,第一循环管路和第二循环管路同时工作;
具体为,控制第一循环管路、第二循环管路同时开通,循环流体在流体输送装置驱动下在该开通的第一循环管路、第二循环管路中流动,完成散热。
可见,本发明实施例的控制方法中,通过循环液体在第一循环管路和/或第二循环管路中流动,进行散热,比现有机房常用的空调更加节能,而且又避免了长期向地下散热而引起的地下土壤温度升高所导致的系统不稳定的问题,从而可以使散热(温控)系统运行更加可靠。
并且,本发明实施例中,通过利用外界大气进行散热时,并没有引入外界的空气直接进入机房,故对空气质量没有太大要求,因此,应用场景没有限制。
请参阅图15,为本发明实施例三的控制方法的具体流程图,该方法应用于包括埋地换热单元、第一气液热交换器、第二气液热交换器、控制装置、流体输送装置以及连接管路的散热系统,该散热系统应用于机房,结合图5,其中连接管路407的不同位置上设置有控制阀4.3、控制阀4.4、控制阀4.2、控制阀4.1,包括以下步骤:
步骤3011、从机房外设置的至少一个测控点处采集室外温度信息T1;
需要说明的是:当从多个测控点处采集室外温度信息,可以计算得到一个室外平均温度值;
步骤3012、根据控制策略,将采集到的室外温度T1与预设值Ts进行比较,当T1>Ts时,执行步骤3013;反之,执行步骤3014;
即,根据所述比较的结果控制相应控制阀的开启或关闭;
这里的设定值可以近似于机房当地的年平均温度,或者,是综合考虑机房的室内温度、室外温度以及土壤情况等环境信息计算得到的温度值。
步骤3013、控制开启控制阀4.3、控制阀4.4;
步骤3014、控制开启控制阀4.2、控制阀4.1。
结合图5,具体描述如下:当机房室外温度T1高于设定值Ts时,控制开启控制阀4.3、控制阀4.4,关闭控制阀4.2、控制阀4.1,从第一气液热交换器402流出的吸收了热量的循环流体406沿着开通的第二循环管路流向埋地换热单元401,在埋地换热单元401中将热量传递给土壤406后,自身温度降低,循环流体406(冷流体)沿着开通的第二循环管路流回第一气液热交换器402,从而完成一个循环,实现了将机房内的热量散掉;
当机房室外温度T1低于设定值Ts时,控制开启控制阀4.1、控制阀4.2,关闭控制阀4.3、控制阀4.4,从第一气液热交换器402流出的吸收了热量的循环流体406沿着开通的第一循环管路流向第二气液热交换器403,在第二气液热交换器403中循环流体将热量传递给外界空气,自身温度降低,循环流体406(冷流体)沿着开通的第一循环管路流回第一气液热交换器402,完成一个循环,实现了将机房内的热量散掉。
综上所述,由本发明实施例可知,根据机房当地的气候特点和土壤的温度变化特点,充分利用地下土壤散热和外界空气散热。当循环流体流到埋地换热单元时,将热量带给土壤;当循环流体流到第二气液热交换器时,就将热量传递给了室外空气。通过这两种方式交替或同时散热,使机房内达到合适的温度,使机房内的通信设备长期都能保证正常运行,比现有机房常用的空调更加节能,并且减少对自然环境的影响,而且又避免了长期向地下散热而引起的地下土壤温度升高所导致的系统不稳定的问题,从而可以使散热系统运行更加可靠。
并且,本发明实施例中,通过利用外界大气进行散热时,并没有引入外界的空气直接进入机房,故对空气质量没有太大要求,因此,应用场景没有限制。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例控制方法的过程可以通过程序指令相关的硬件来完成,所述的程序可以存储于可读取存储介质中,该程序在执行时执行上述方法中的对应步骤。所述的存储介质可以如:ROM/RAM、磁碟、光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。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。
Claims (19)
1.一种散热系统,其特征在于,所述散热系统应用于机房,所述散热系统包括第一气液热交换器、第二气液热交换器、埋地换热单元、控制装置、流体输送装置以及连接管路,其中,所述第一气液热交换器设置于所述机房内,所述第二气液热交换器设置于所述机房外,所述埋地换热单元埋设于地下,以及,所述第二气液热交换器、所述埋地换热单元与所述第一气液热交换器之间由连接管路相连接,形成至少两条循环管路;
其中,所述控制装置用于获得包括机房室外温度和埋管周围土壤温度中至少一种的环境信息,根据预设的控制策略和获得的环境信息控制所述至少两条循环管路中的至少一条循环管路处于开通状态,循环液体在所述流体输送装置驱动下在开通的循环管路中流动,完成散热。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述第一气液热交换器,包括:盘管结构、进风口、出风口、空气输送装置,用于通过该空气输送装置,将机房内部的热空气通过入风口吸入,与在盘管结构内部流动的循环液体发生热交换,热空气释放热量后作为冷空气通过出风口返回机房内部,盘管结构内部流动的循环液体吸收了热空气的热量后,在流体输送装置的驱动下,流出第一气液热交换器。
3.根据权利要求1或2所述的系统,其特征在于,所述第二气液热交换器与所述第一气液热交换器之间由连接管路相连接,形成第一循环管路;所述埋地换热单元与所述第一气液热交换器之间由连接管路相连接,形成第二循环管路;
所述控制装置为第一控制装置,用于获得包括机房室外温度和埋管周围土壤温度中至少一种的环境信息,根据预设的控制策略和获得的环境信息控制第一循环管路处于开通状态,循环液体在所述流体输送装置驱动下在开通的第一循环管路中流动,完成散热;
或者,用于获得包括机房室外温度和埋管周围土壤温度中至少一种的环境信息,根据预设的控制策略和获得的环境信息控制第二循环管路处于开通状态,循环液体在所述流体输送装置驱动下在开通的第二循环管路中流动,完成散热;
或者,用于获得包括机房室外温度和埋管周围土壤温度中至少一种的环境信息,根据预设的控制策略和获得的环境信息控制第一循环管路和第二循环管路处于开通状态,循环液体在所述流体输送装置驱动下在开通的第一循环管路和第二循环管路中流动,完成散热。
4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述第二气液热交换器,用于当循环液体顺着开通的第一循环管路流入后,通过自身内部盘管内流动的液体与流过盘管外部的空气进行热量交换,温度降低后的循环液体由所述流体输送装置的驱动下沿着开通的第一循环管路循环流回所述第一气液热交换器。
5.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述埋地换热单元,由一组或多组埋在地下的管路组成,用于当循环液体顺着开通的第二循环管路流入后,循环液体在埋在地下的管路流动过程中将热量传递给土壤,温度降低后的循环液体由所述流体输送装置的驱动下沿着开通的第二循环管路流回第一气液热交换器。
6.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述每条循环管路上设置有至少一个控制阀,以及,所述每条循环管路上设置有至少一个流体输送装置,且当每条循环管路上设置的流体输送装置为同一个时;
所述控制装置为第一阀控制装置,用于根据预设的控制策略和所述获得的环境信息,控制相应控制阀的打开或关闭,使至少一条循环管路开通,循环流体在该流体输送装置驱动下在该开通的循环管路中流动,完成散热。
7.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述每条循环管路上设置有至少一个控制阀,以及,所述每条循环管路上设置有至少一个流体输送装置,且当每条循环管路上设置的流体输送装置不是同一个时;
所述控制装置为第二阀控制装置,用于根据预设的控制策略以及获得的环境信息,控制相应控制阀的开启或关闭,使至少一条循环管路开通,以及控制相应的流体输送装置驱动相应的循环管路中的循环液体的流动,循环流体在该开通的循环管路中流动,完成散热。
8.一种机房,其特征在于,包括第一气液热交换器、第二气液热交换器、埋地换热单元、控制装置、流体输送装置以及连接管路的散热系统应用于所述机房,所述机房中设有所述第一气液热交换器;所述第一气液热交换器、安设于机房外的所述第二气液热交换器、埋设于地下的所述埋地换热单元之间通过所述连接管路相互连接,形成至少两条循环管路;
其中,所述控制装置用于获得包括机房室外温度和埋管周围土壤温度中至少一种的环境信息,根据预设的控制策略和获得的环境信息控制所述至少两条循环管路中的至少一条循环管路处于开通状态,循环液体在所述流体输送装置驱动下,在所述开通的循环管路中流动,完成散热。
9.根据权利要求8所述的机房,其特征在于,所述每条循环管路上设置有至少一个控制阀,以及,所述每条循环管路上设置有至少一个流体输送装置,且当每条循环管路上设置的流体输送装置为同一个时;
所述控制装置为第一阀控制装置,用于根据预设的控制策略和所述获得的环境信息,控制相应控制阀的打开或关闭,使至少一条循环管路开通,循环流体在该流体输送装置驱动下在该开通的循环管路中流动,完成散热。
10.根据权利要求8所述的机房,其特征在于,所述每条循环管路上设置有至少一个控制阀,以及,所述每条循环管路上设置有至少一个流体输送装置,且当每条循环管路上设置的流体输送装置不是同一个时;
所述控制装置为第二阀控制装置,用于根据预设的控制策略以及获得的环境信息,控制相应控制阀的开启或关闭,使至少一条循环管路开通,以及控制相应的流体输送装置驱动相应的循环管路中的循环液体的流动,循环流体在该开通的循环管路中流动,完成散热。
11.根据权利要求8所述的机房,其特征在于,所述第二气液热交换器与所述第一气液热交换器之间由所述连接管路相连接,形成第一循环管路;所述埋地换热单元与所述第一气液热交换器之间由所述连接管路相连接,形成第二循环管路;
所述第一循环管路设有第一控制阀和第二控制阀,所述第二循环管路设有第三控制阀、第四控制阀,
所述控制装置为第三阀控制装置,用于根据预设的控制策略和获得的环境信息控制第一控制阀和第二控制阀打开,循环液体在开启的控制阀所处的第一循环管路中流动,完成散热;
或者,用于根据预设的控制策略和获得的环境信息控制第三控制阀和第四控制阀打开,循环液体在开启的控制阀所处的第二循环管路中流动,完成散热;
或者,用于根据预设的控制策略和获得的环境信息控制第一控制阀和第二控制阀打开,和,第三控制阀和第四控制阀打开,循环液体在开启的控制阀所处的第一循环管路和第二循环管路中流动,完成散热。
12.根据权利要求8所述的机房,其特征在于,所述控制装置包括:
环境信息获得单元,用于获取包括机房室外温度和埋管周围土壤温度中至少一种的环境信息;
控制单元,用于根据预设的控制策略以及该环境信息获得单元得到的环境信息,控制所述至少二条循环管路中的至少一条循环管路开通,循环流体在所述流体输送装置驱动下,在该开通的循环管路中流动,完成散热。
13.根据权利要求12所述的机房,其特征在于,所述环境信息获得单元,进一步用于获得机房室内温度;
所述控制单元,进一步用于根据获得的机房室外温度,以及预先设置的室外温度信息与第二气液热交换器的风扇转速的关联信息,对第二气液热交换器的风扇进行相应的调速控制;
或者,所述控制单元,进一步用于根据获得的机房室内温度,以及预先设置的室内温度信息与第一气液热交换器的风扇转速的关联信息,对第一气液热交换器的风扇进行相应的调速控制;
或者,所述控制单元,进一步用于根据获得的机房室外温度,以及预先设置的室外温度信息与第二气液热交换器的风扇转速的关联信息,对第二气液热交换器的风扇进行相应的调速控制;和,根据获得的机房室内温度,以及预先设置的室内温度信息与第一气液热交换器的风扇转速的关联信息,对第一气液热交换器的风扇进行相应的调速控制。
14.一种控制方法,应用于包括埋地换热单元、第一气液热交换器、第二气液热交换器、控制装置、流体输送装置以及连接管路的散热系统,该散热系统应用于机房,其中,所述第二气液热交换器、所述埋地换热单元与所述第一气液热交换器之间由连接管路相连接,形成至少两条循环管路,其特征在于,包括:
获得包括机房室外温度和埋管周边土壤温度中至少一种的环境信息;
根据预设的控制策略以及获得的环境信息控制所述至少两条循环管路中至少一条循环管路处于开通状态,循环流体在该开通的循环管路中流动,完成散热。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,当第二气液热交换器、第一气液热交换器通过连接管路形成第一循环管路;埋地换热单元、第一气液热交换器通过连接管路形成第二循环管路时;
所述根据预设的控制策略以及获得的环境信息控制所述至少两条循环管路中至少一条循环管路处于开通状态,循环流体在该开通的循环管路中流动,完成散热的步骤包括:
根据预设的控制策略以及获得的环境信息控制第一循环管路开通,其中,从第一气液热交换器流出的循环流体通过所述第一循环管路流入相应的第二气液热交换器进行散热后,并通过所述第一循环管路循环流回第一气液热交换器;
根据预设的控制策略以及获得的环境信息控制第二循环管路开通,其中,从第一气液热交换器流出的循环流体通过所述第二循环管路流入相应的埋地换热单元进行散热,并通过所述第二循环管路流回第一气液热交换器;
根据预设的控制策略以及获得的环境信息控制第一循环管路和第二循环管路开通,其中,从第一气液热交换器流出的循环流体通过所述第一循环管路流入相应的第二气液热交换器进行散热后,并通过所述第一循环管路循环流回第一气液热交换器;和,从第一气液热交换器流出的循环流体通过所述第二循环管路流入相应的埋地换热单元进行散热,并通过所述第二循环管路流回第一气液热交换器。
16.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,每条循环管路上设置至少一个控制阀,每条循环管路上设置至少一个流体输送装置,当每条循环管路共用一个流体输送装置时,
所述根据预设的控制策略以及获得的环境信息控制所述至少两条循环管路中至少一条循环管路处于开通状态,循环流体在该开通的循环管路中流动,完成散热步骤为:
根据预设的控制策略以及获得的环境信息,控制相应控制阀的开启或关闭,使至少一条循环管路开通,循环流体在该流体输送装置驱动下在该开通的循环管路中流动,完成散热。
17.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,每条循环管路上设置至少一个控制阀,每条循环管路上设置至少一个流体输送装置,当每条循环管路上设置不同的流体输送装置时,
所述根据预设的控制策略以及获得的环境信息控制所述至少两条循环管路中至少一条循环管路处于开通状态,循环流体在该开通的循环管路中流动,完成散热步骤为:
根据预设的控制策略以及获得的环境信息,控制相应控制阀的开启或关闭,使至少一条循环管路开通,以及控制相应的流体输送装置驱动相应的循环管路中的循环液体的流动,循环流体在该开通的循环管路中流动,完成散热。
18.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,所述获得包括机房室外温度和埋管周边土壤温度中至少一种的环境信息的步骤为:获取机房室外温度T1、机房室内温度T2;
当第二气液热交换器、第一气液热交换器通过连接管路形成第一循环管路;埋地换热单元、第一气液热交换器通过连接管路形成第二循环管路时,所述根据预设的控制策略以及获得的环境信息控制所述至少两条循环管路中至少一条循环管路处于开通状态的步骤包括:
当机房室外温度T1大于第二气液热交换器的设计最大允许温度Tf时,控制第二循环管路开通,循环流体在流体输送装置驱动下在该开通的第二循环管路中流动,完成散热;
当机房室外温度T1小于或等于第二气液热交换器的设计最大允许温度Tf时,控制第一循环管路开通,循环流体在流体输送装置驱动下在该开通的第一循环管路中流动,完成散热;
当机房室内温度T2高于机房室内最大允许温度Ts,且,机房室外温度T1又大于第二气液热交换器的设计最大允许温度Tf时,控制第一循环管路和第二循环管路开通,循环流体在流体输送装置驱动下在该开通的第一循环管路和第二循环管路中流动,完成散热。
19.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,所述获得包括机房室外温度和埋管周边土壤温度中至少一种的环境信息的步骤为:获取机房室外温度T1、地下埋管周围的土壤温度T3;
当第二气液热交换器、第一气液热交换器通过连接管路形成第一循环管路;埋地换热单元、第一气液热交换器通过连接管路形成第二循环管路时,所述根据预设的控制策略以及获得的环境信息控制所述至少两条循环管路中至少一条循环管路处于开通状态的步骤包括:
当地下埋管周围的土壤温度T3小于地下埋管周围的土壤的设计最高温度Tm,控制第二循环管路开通,循环流体在流体输送装置驱动下在该开通的第二循环管路中流动,完成散热;
当地下埋管周围的土壤温度T3高于或等于地下埋管周围的土壤的设计最高温度Tm时,且机房室外温度T1小于等于第二气液热交换器的设计最大允许温度Tf,控制第一循环管路开通,循环流体在流体输送装置驱动下在该开通的第一循环管路中流动,完成散热;
当地下埋管周围的土壤温度T3高于或等于地下埋管周围的土壤的设计最高温度Tm时,且机房室外温度T1大于第二气液热交换器的设计最大允许温度度Tf,控制第一循环管路和第二循环管路开通,循环流体在流体输送装置驱动下在该开通的第一循环管路、第二循环管路中流动,完成散热。
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