CN102374614B - 制冷设备的控制方法和装置、以及制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制冷设备的控制方法和装置以及制冷系统，其中，该方法包括：检测第一风压和第二风压，其中，第一风压是制冷设备排出气体的风压，第二风压是被制冷设备排出气体的风压，制冷设备和被制冷设备位于密闭的空间内，并且制冷设备用于吸入被制冷设备排出的气体并在制冷后输送给被制冷设备；根据检测的第一风压与第二风压差控制制冷设备排放气体的风机的转速。本发明通过对制冷设备排风的风压以及被制冷设备排气的风压进行检测和比较，并根据比较结果控制制冷设备的风机转速，调整制冷设备的风机转速并不会影响被制冷设备的实际制冷效果，并且还能够保证密闭空间内风压稳定，避免资源浪费的问题。

Description

制冷设备的控制方法和装置、以及制冷系统

技术领域

本发明涉及一种制冷设备的控制方法和装置以及制冷系统。

背景技术

服务器机柜中通常密集地组装着多个服务器、交换机、存储装置等设备，这些设备消耗电力并产生热量。伴随着高性能服务器的出现，其消耗的功率也不断的增加，而这些热负荷产生的热量如果不被及时的驱散，对于设备的性能、安全和使用寿命都是极为不利的。服务器高的密度配置所需的制冷量和风量的需求对制冷设备提出了前所未有的挑战。

当前，主要的制冷方式是在密闭通道内水平送风空调，在送风方式采用水平方式，在送风风量上采用“按需送风”的方式，其实质上是根据热负荷进行自动控制，也就是说，当密闭空间内的热负荷较大时，空调风机会自动增大风量，但是，如果此时服务器的进风需求量并不相匹配，就会出现通道内服务器(以及与服务器一并设置的交换机等需要散热的设备)的出风口与制冷设备的进风口之间、或者制冷设备的进风口与服务器的出风口之间空气压力增大的问题，前者会导致大量的冷风从机柜的缝隙中流出，浪费能源，而后者不仅会使气体外溢，影响制冷效果，并且服务器此时处于制冷不足的状态，会影响服务器的正常运转。

针对相关技术中的对服务器等需要制冷的设备进行制冷时会导致密闭空间内气压不稳定、影响制冷效果、以及造成资源浪费的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的对服务器等需要制冷的设备进行制冷时会导致密闭空间内气压不稳定、影响制冷效果、造成资源浪费的问题，本发明提出一种制冷设备的控制方法和装置以及制冷系统，能够避免风压不稳，保证制冷的效果，并且合理地节省资源。

本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种制冷设备的控制方法。

根据本发明实施例的制冷设备的控制方法包括：检测第一风压和第二风压，其中，第一风压是制冷设备排出气体的风压，第二风压是被制冷设备排出气体的风压，制冷设备和被制冷设备位于密闭的空间内，并且制冷设备用于吸入被制冷设备排出的气体并在制冷后输送给被制冷设备；根据检测的第一风压与第二风压差控制制冷设备排放气体的风机的转速。

其中，制冷设备包括至少一个制冷子设备，每个制冷子设备具有各自的出风口，并且，该控制方法进一步包括：对于每个制冷子设备，根据设置在该制冷子设备出风口处的温度检测器所检测的温度确定当前制冷状况，并根据确定的当前制冷状况调节该制冷子设备冷媒的流量。

并且，该方法可以进一步包括：统计每个制冷子设备的出风口处的温度检测器的温度，并显示预定时间段内统计的温度。

根据检测的第一风压与第二风压差控制制冷设备排放气体的风机的转速包括：在第一风压大于第二风压的情况下，且第一风压与第二风压的差大于第一预定值的情况下，降低风机的转速；在第一风压小于第二风压的情况下，且第一风压与第二风压的差大于第二预定值的情况下，增加风机的转速。

根据本发明的另一方面，提供了一种制冷设备的控制装置。

该控制装置包括：第一检测模块，用于检测第一风压，其中，第一风压是制冷设备排出气体的风压；第二检测模块，用于检测第二风压，其中，第二风压是需要制冷的被制冷设备排出气体的风压；控制模块，用于根据检测的第一风压与第二风压差控制制冷设备排放气体的风机的转速。

其中，该制冷设备进一步包括至少一个制冷子设备，每个制冷子设备具有各自的出风口和进风口，并且每个制冷子设备的出风口均设置有温度检测器；并且，对于每个制冷子设备，控制模块还用于根据设置在该制冷子设备出风口处的温度检测器所检测的温度确定当前制冷状况，并根据确定的当前制冷状况调节该制冷子设备冷媒的流量。

该装置可以进一步包括：

统计模块和显示屏，其中，统计模块用于统计每个制冷子设备的出风口处的温度检测器的温度，显示屏用于显示预定时间段内统计的温度。

控制模块用于在第一风压大于第二风压的情况下，且第一风压与第二风压的差大于第一预定值的情况下，降低风机的转速；以及，用于在第一风压小于第二风压的情况下，且第一风压与第二风压的差大于第二预定值的情况下，增加风机的转速。

根据本发明的再一方面，还提供了一种制冷系统。

该制冷系统具有形成气体回路的密闭空间，并且包括被制冷设备和制冷设备，在密闭空间内，制冷设备用于通过其进风口吸入被制冷设备排出的气体，并在制冷后输送给被制冷设备，被制冷设备吸入制冷设备排出的气体，并将气体排出至制冷设备的进风口，并且，制冷系统进一步包括上述的控制装置。

本发明通过对制冷设备排风的风压以及被制冷设备排气的风压进行检测和比较，并根据比较结果控制制冷设备的风机转速，由于服务器等被制冷设备的风机转速会反映出其对冷气的需求量，所以通过调整制冷设备的风机转速并不会影响被制冷设备的实际制冷效果，并且还能够保证密闭空间内风压稳定，避免资源浪费的问题。

附图说明

图1是根据本发明实施例的制冷设备的控制方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的制冷设备中各个部件的连接示意图；

图3是根据本发明实施例的制冷设备的控制方法采集的不同制冷子设备制冷温度变化的曲线示意图；

图4是根据本发明实施例的制冷设备的控制方法的具体处理实例的流程图；

图5是根据本发明实施例的制冷设备的控制装置的框图。

具体实施方式

根据本发明的实施例，提供了一种制冷设备的控制方法。

如图1所示，根据本发明实施例的制冷设备的控制方法包括：

步骤S101，检测第一风压和第二风压，其中，第一风压是制冷设备排出气体的风压，第二风压是被制冷设备排出气体的风压，制冷设备和被制冷设备位于密闭的空间内，并且制冷设备用于吸入被制冷设备排出的气体并在制冷后输送给被制冷设备；

步骤S103，根据检测的第一风压与第二风压差控制制冷设备排放气体的风机的转速。

在根据检测的第一风压与第二风压差控制制冷设备排放气体的风机的转速时，在第一风压大于第二风压的情况下，且第一风压与第二风压的差大于第一预定值的情况下，降低风机的转速；在第一风压小于第二风压的情况下，且第一风压与第二风压的差大于第二预定值的情况下，增加风机的转速。

从而有效避免密闭空间内局部气压过高或过低，保证气压的均匀，避免气体泄漏和能源浪费，改善制冷效果。

另外，目前的制冷设备通常都是采用统一的制冷调节，也就是说，传统的制冷设备的出风口可以有一个或者多个，但是这些出风口所吹出的冷气的温度是几乎相同的，但是，在通常情况下，被制冷设备的数量往往是比较多的，而且这些设备的散热和功率往往是不同的，如果采用这种统一化的冷气排放，将会导致这些被制冷设备中的一部分出现制冷不足或者制冷过度，不仅会浪费资源，还会影响设备的正常工作。

具体而言，传统的空调内机属于单系统只有一个电子膨胀阀，通过对膨胀阀开度的控制来调节冷媒的流量，容易造成冷空气温度冷热分布不均。

根据本发明实施例的制冷设备包括多个制冷子设备(也可以仅包括一个制冷子设备)，每个制冷子设备具有各自的出风口，并且，除了控制制冷设备风机的转速，对于每个制冷子设备，根据设置在该制冷子设备出风口处的温度检测器所检测的温度确定当前制冷状况，并根据确定的当前制冷状况调节该制冷子设备冷媒的流量。

也就是说，对于制冷设备整体，可以设置风压传感器来检测整个制冷设备中所有制冷子设备排风的风压，而对于每个制冷子设备，可以设置单独的温度检测器，由于不同的制冷子设备针对被制冷设备的不同位置或不同的被制冷设备进行制冷，因此，每个制冷子设备的出风口出的温度检测器所检测的温度也会根据各个制冷子设备所针对的位置或部分而存在差异，所以，单独地控制每个制冷子设备的冷媒排放量，能够针对各个制冷子设备本身所针对的被制冷设备或其部分而做出不同方式的冷媒调整，提供相适应的制冷，改善制冷的效果，同时避免不必要资源浪费。

根据本发明的制冷设备不论是采用一个制冷子设备(即，一个制冷设备采用统一的温度和送风控制)还是采用多个制冷子设备，由于是在出风口处设置温度检测器，而出风口处的温度能够反映出之前的制冷效果，因此，相比于传统的在进风口处检测温度并进行调节的方案，通过根据出风口排出气体温度来调节冷媒的方案能够克服调节的滞后性，能够根据当前排气的温度来确定之前的制冷效果以及之后应当如何调节来进行制冷。

以制冷设备包括位于上部、和下部的两个制冷子设备为例，其中，位于上部的制冷子设备称为上部制冷设备，位于下部的制冷子设备称为下部制冷设备，可以设置8个感温包(即，温度检测器)，分别测量上部制冷子设备送风温度、下部制冷子设备送风温度、上部制冷子设备的回风温度、下部制冷子设备的回风温度、上部制冷子设备的入管温度、下部制冷子设备的入管温度、上部制冷子设备的出管温度、下部制冷子设备的出管温度。这些温度值决定了空调内机的运行状态及空调室外机运行状态。控制系统中有一个容量设置码设定容量值及一个温度设定码设定空调送风温度，室内机与室外机通过RS485信号通信，将送风温度值及容量值发送至室外机，室外机根据当前送风温度与设定温度值的比较来计算内机容量值总和来调整压缩机制冷输出能力。

对于两个膨胀阀的情况，根据本发明实施例的制冷设备可以在双系统结构系统中设置两个电子膨胀阀，分别控制流入到换热器上部及下部的冷媒流量，控制系统根据感温包中上部送风温度及下部送风温度值与设定值的大小进行比较来控制冷媒流量的调节，使密闭风道内的热空气经过换热器热交换后温度更加均匀使空调的制冷量得到了高效率的利用。具体结构可以参照图2，其中，图2所示的制冷设备包括球阀1、干燥过滤器2、夜视镜3、膨胀阀4、分液头5、蒸发器6、感温包7以及平衡管8。

此外，可选地，在进行制冷时，可以统计每个制冷子设备的出风口处的温度检测器的温度，并显示预定时间段内统计的温度，从而使得用户能够获知一段时间内的温度变化趋势，了解制冷的实际效果。

根据本发明的上述方法，既能设定风机转速也能自动控制风机转速，当调至自动控制风机转速时系统内有两个风压监测模块，从而实现气体压差的检测，通过测得的前后通道压差值来控制风机的转速，当前后风道正压差大于50Pa时风机转速逐级增大。例如，当前后通道负压差大于50Pa时增大风机转速逐级减小，改变了传统空调自动控制风速时的低、中、高三档模式，有效的实现了“按需分配”的原则，大大的减小了风机和压缩机的耗能。

另外，多个制冷子设备可以采用密封气流水平送风模式，突破传统空调地板下送风模式，可提供35KW甚至更高的制冷量。具体地，为了方便用户分析空调制冷状态的变化，总结设备运行过程中热交换的规律，可以在制冷设备的外壳上的适当位置处设置一块显示屏(例如，可以是4.3英寸的彩色LCD显示屏)，显示内容为空调上部送风当前温度值与下部送风温度在一小时内温度变化曲线及空调下送风温度当前值与下部送风在一小时内的温度变化曲线(如图3所示)，用户可以根据温度变化曲线来直观的分析出空调制冷效果及设备热交换的效果，另外，LCD显示屏中还可以显示当前空调内机风机运转的即时速度。通过显示屏即可直观的看到空调内机系统当前运行状态

图4是根据本发明实施例的控制方法的具体实现过程的实例，如图4所示，具体包括以下处理：

首先，系统进行初始化，电子膨胀阀复位、读取控制参数值；

根据参数判断风压差值是否大于50Pa，如果判断为是，则根据风压调节风量，在调节和控制的同时，实时记录并显示环境参数(包括制冷设备的出风口温度)；如果判断需要进行温度调节，则调节膨胀阀的开度；并进行电子膨胀阀能力控制，以及外籍制冷系统控制。

根据本发明的实施例，提供了一种制冷设备的控制装置。

如图5所示，根据本发明实施例的制冷设备的控制装置包括：

第一检测模块51，用于检测第一风压，其中，第一风压是制冷设备排出气体的风压；

第二检测模块52，用于检测第二风压，其中，第二风压是需要制冷的被制冷设备排出气体的风压；

控制模块53，连接至第一检测模块51和第二检测模块52，用于根据检测的第一风压与第二风压差控制制冷设备排放气体的风机的转速。

该制冷设备进一步包括至少一个制冷子设备(未示出)，每个制冷子设备具有各自的出风口和进风口，并且每个制冷子设备的出风口均设置有温度检测器；

并且，对于每个制冷子设备，控制模块还用于根据设置在该制冷子设备出风口处的温度检测器所检测的温度确定当前制冷状况，并根据确定的当前制冷状况调节该制冷子设备冷媒的流量。

该制冷设备可以进一步包括：统计模块和显示屏(均未示出)，其中，统计模块用于统计每个制冷子设备的出风口处的温度检测器的温度，显示屏用于显示预定时间段内统计的温度。

控制模块用于在第一风压大于第二风压的情况下，且第一风压与第二风压的差大于第一预定值的情况下，降低风机的转速；以及，用于在第一风压小于第二风压的情况下，且第一风压与第二风压的差大于第二预定值的情况下，增加风机的转速。

上述装置可以用于密闭形式的制冷系统中，制冷系统具有形成气体回路的密闭空间，并且包括被制冷设备和制冷设备，在密闭空间内，制冷设备用于通过其进风口吸入被制冷设备排出的气体，并在制冷后输送给被制冷设备，被制冷设备吸入制冷设备排出的气体，并将气体排出至制冷设备的进风口，并且，制冷系统进一步包括上述的控制装置，并借助上述的控制方法进行控制。

本发明的技术方案在传统的空调内机控制方式的基础上，对风量控制、送风温度不均、及数据统计方面进行了全面的改进，对传统的空调内机控制方式增添了新的控制理念，主要通过对风机的控制实现送风量的调节，通过对感温包的读取为内机控制提供判断标准，通过对电子膨胀阀的控制实现多个部分的独立温度调节，通过LCD显示屏将环境温度的变化趋势直观的展现给用户。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过对制冷设备排风的风压以及被制冷设备排气的风压进行检测和比较，并根据比较结果控制制冷设备的风机转速，由于服务器等被制冷设备的风机转速会反映出其对冷气的需求量，所以通过调整制冷设备的风机转速并不会影响被制冷设备的实际制冷效果，并且还能够保证密闭空间内风压稳定，避免资源浪费的问题；另外，通过针对不同的位置设置多个制冷子设备实现多口出风，并且对多个制冷子设备进行单独的冷媒控制，能够进一步有针对性地提高制冷的效果，同时避免不必要的冷媒排放，节省资源。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (9)

1.一种制冷设备的控制方法，其特征在于，所述制冷设备包括多个制冷子设备，并且所述多个制冷子设备采用密封气流水平送风模式，所述控制方法包括：

检测第一风压和第二风压，其中，所述第一风压是制冷设备排出气体的风压，所述第二风压是被制冷设备排出气体的风压，所述制冷设备和所述被制冷设备位于密闭的空间内，并且所述制冷设备用于吸入所述被制冷设备排出的气体并在制冷后输送给所述被制冷设备；

根据检测的所述第一风压与所述第二风压差控制所述制冷设备排放气体的风机的转速。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，每个制冷子设备具有各自的出风口，并且，所述控制方法进一步包括：

对于每个制冷子设备，根据设置在该制冷子设备出风口处的温度检测器所检测的温度确定当前制冷状况，并根据确定的当前制冷状况调节该制冷子设备冷媒的流量。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，进一步包括：

统计每个制冷子设备的出风口处的温度检测器的温度，并显示预定时间段内统计的温度。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，根据检测的所述第一风压与所述第二风压差控制所述制冷设备排放气体的风机的转速包括：

在所述第一风压大于所述第二风压的情况下，且所述第一风压与所述第二风压的差大于第一预定值的情况下，降低所述风机的转速；

在所述第一风压小于所述第二风压的情况下，且所述第一风压与所述第二风压的差大于第二预定值的情况下，增加所述风机的转速。

5.一种制冷设备的控制装置，其特征在于，所述制冷设备包括多个制冷子设备，并且所述多个制冷子设备采用密封气流水平送风模式，所述控制装置包括：

第一检测模块，用于检测第一风压，其中，所述第一风压是制冷设备排出气体的风压；

第二检测模块，用于检测第二风压，其中，所述第二风压是需要制冷的被制冷设备排出气体的风压；

控制模块，用于根据检测的所述第一风压与所述第二风压差控制所述制冷设备排放气体的风机的转速。

6.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，每个制冷子设备具有各自的出风口和进风口，并且每个制冷子设备的出风口均设置有温度检测器；

并且，对于每个制冷子设备，所述控制模块还用于根据设置在该制冷子设备出风口处的温度检测器所检测的温度确定当前制冷状况，并根据确定的当前制冷状况调节该制冷子设备冷媒的流量。

7.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，进一步包括：

统计模块和显示屏，其中，所述统计模块用于统计每个制冷子设备的出风口处的温度检测器的温度，所述显示屏用于显示预定时间段内统计的温度。

8.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述控制模块用于在所述第一风压大于所述第二风压的情况下，且所述第一风压与所述第二风压的差大于第一预定值的情况下，降低所述风机的转速；以及，用于在所述第一风压小于所述第二风压的情况下，且所述第一风压与所述第二风压的差大于第二预定值的情况下，增加所述风机的转速。

9.一种制冷系统，其特征在于，所述制冷系统具有形成气体回路的密闭空间，并且包括被制冷设备和制冷设备，在所述密闭空间内，制冷设备用于通过其进风口吸入被制冷设备排出的气体，并在制冷后输送给所述被制冷设备，所述被制冷设备吸入所述制冷设备排出的气体，并将气体排出至所述制冷设备的进风口，并且，所述制冷设备包括多个制冷子设备，并且所述多个制冷子设备采用密封气流水平送风模式，所述制冷系统进一步包括如权利要求5至8中任一项所述的控制装置。