CN107796137A - 制冷系统和制冷系统的使用方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种制冷系统和制冷系统的使用方法。所述制冷系统的一具体实施方式包括：换热管路，包括：板式换热器，回液口联通回液环形管路的出液口，出液口联通液冷机组的入液口；液冷机组，回液口联通板式换热器的出液口，出液口联通源端供液环形管路的入液口；源端供液环形管路，回液口联通各路换热管路的液冷机组的出液口，出液口联通分集液器的回液口；分集液器，回液口联通源端供液环形管路的出液口，出液口联通至少一个末端液冷空调。该实施方式可以充分混合不同运行模式机组的冷冻液出液，均衡了向末端液冷空调提供的冷冻液的温度，降低了末端液冷空调的风机的功耗。

Description

制冷系统和制冷系统的使用方法

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，本申请涉及计算机技术领域，具体涉及计算机数据中心领域，尤其涉及制冷系统和制冷系统的使用方法。

背景技术

随着云计算机数据中心的发展，需要采用冷却方式对数据中心机房内的高发热量设备进行降温处理。而节能减排，则是数据中心运维中一个特别重要的任务，所以最大限度的利用自然冷源成为行业的共识。

目前，如图1所示，制冷系统为环形供冷架构,冷却塔110经由循环泵150向板式换热器120和水冷机组130提供冷却水，板式换热器120和水冷机组130的冷冻水侧经由冷冻水循环泵160向末端空调供水。其中板式换热器120和水冷机组130组成的换热管路一共有N+1组(其中N为大于零的整数，1组为冗余)。制冷系统的冷冻水出水可以公用一个环形主管出水，经二次泵打到末端环形管路。

这种制冷系统，可以为水冷数据中心提供三种运行模式：全制冷运行模式、自然冷却运行模式和预冷运行模式。其中，全制冷运行模式是指在天气炎热时采用水冷机组来提供冷冻水；自然冷却运行模式是指在天气寒冷时采用板式换热器来提供冷冻水；预冷运行模式是指在天气温度适宜时采用板式换热器和水冷机组的来提供冷冻水。这种预冷运行模式，能够追求最大限度的自然冷却运行时间，在季节交替温度适宜的情况下，在一些地区每年有几个月的时间可以采用预冷运行模式，从而起到非常高效的节能效果。

发明内容

本申请的目的在于提出一种制冷系统和制冷系统的使用方法。

第一方面，本申请提供了一种制冷系统，包括：换热管路，包括：板式换热器，回液口联通回液管路的出液口，出液口联通液冷机组的回液口或经过阀门联通液冷机组的出液口；液冷机组，回液口联通所述板式换热器的出液口或经过阀门联通板式换热器的回液口，出液口联通源端供液环形管路的回液口；源端供液环形管路，回液口联通各路换热管路的液冷机组的出液口，出液口联通分集液器的回液口；分集液器，回液口联通源端供液环形管路的出液口，出液口联通至少一个末端液冷空调。

在一些实施例中，分集液器，回液口联通源端供液环形管路的出液口，出液口联通至少一个末端液冷空调包括：分集液器，回液口联通源端供液环形管路的出液口，出液口联通末端供液环形管路的回液口；制冷系统还包括：末端供液环形管路，回液口联通分集液器的出液口，出液口联通至少一个末端液冷空调。

在一些实施例中，分集液器的出液口联通末端供液环形管路的回液口包括：分集液器的出液口分别联通末端供液环形管路的多路回液支管的回液口；末端供液环形管路的回液口联通分集液器的出液口包括：末端供液环形管路的多路回液支管的回液口分别联通分集液器的出液口。

在一些实施例中，末端供液环形管路的多路回液支管分别设有循环泵。

在一些实施例中，制冷系统还包括：蓄冷罐，出/蓄液口联通分集液器的出/入液口；以及分集液器还包括：出/入液口，用于向蓄冷罐蓄液以及在换热管路停机时基于循环泵的运转从蓄冷罐调用冷冻液。

在一些实施例中，分集液器为互为冗余的两个分集液器。

在一些实施例中，源端供液环形管路，回液口联通各路换热管路的液冷机组的出液口，出液口联通分集液器的回液口包括：源端供液环形管路，回液口联通各路换热管路的液冷机组的出液口，出液口分别联通两个分集液器的回液口；分集液器，回液口联通源端供液环形管路的出液口，出液口联通末端供液环形管路的回液口包括：两个分集液器，每个分集液器的回液口分别联通源端供液环形管路的出液口，每个分集液器的出液口分别联通末端供液环形管路的多路回液支管的回液口；以及末端供液环形管路，回液口联通分集液器的出液口，出液口联通至少一个末端液冷空调包括：末端供液环形管路，回液口分别联通两个分集液器的出液口，出液口联通至少一个末端液冷空调。

第二方面，本申请提供了一种如上所述的制冷系统的使用方法，包括：接收板式换热器的出液预设温度；接收板式换热器加液冷机组的出液预定温度；获取末端液冷空调所需的最低温度；基于最低温度、出液预设温度和出液预定温度，确定仅开启板式换热器的换热管路和同时开启板式换热器和液冷机组的换热管路；基于确定的结果，控制多路换热管路的开启。

本申请提供的制冷系统和制冷系统的使用方法，通过设置换热管路包括：板式换热器，回液口联通回液管路的出液口，出液口联通液冷机组的回液口或经过阀门联通液冷机组的出液口；液冷机组，回液口联通所述板式换热器的出液口或经过阀门联通板式换热器的回液口，出液口联通源端供液环形管路的回液口；以及设置源端供液环形管路，回液口联通各路换热管路的液冷机组的出液口，出液口联通分集液器的回液口；以及设置分集液器，回液口联通源端供液环形管路的出液口，出液口联通至少一个末端液冷空调，可以在采用环形供冷时，对于一部分换热管路的冷冻液仅采用板式换热器制冷、另一部分换热管路同时采用板式换热器和液冷机组制冷所导致的温度不均衡现象(距离仅采用板式换热器制冷的换热管路近的供液主管路温度过高)进行改善，从而可以充分混合不同运行模式机组的冷冻液出液，均衡了向末端液冷空调提供的冷冻液的温度，降低了末端液冷空调的风机的功耗。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是根据本申请实施例的制冷系统的背景技术的示例性结构图；

图2是根据本申请实施例的制冷系统的一个实施例的示例性结构图；

图3是根据本申请实施例的制冷系统的又一个实施例的示例性结构图；

图4是根据本申请实施例的制冷系统的第三个实施例的示例性结构图；

图5是根据本申请实施例的制冷系统的使用方法的一个实施例的示意性流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

对于背景技术中的制冷系统，在采用板式换热器和水冷机组来提供冷冻水时，由于室外温度的限制，仅开启板式换热器的换热管路的出水温度高于末端水冷空调所需的冷却水温度，由于水冷机组的最小功率(喘振)的限制，水冷机组的出水温度不可设置过高，其等于或偏低于末端水冷空调所需的冷却水温度。在此种情况下，如果全部仅采用板式换热器制冷则会无法满足末端水冷空调所需的冷却水温度；如果每一路换热管路都采用板式换热器加水冷机组的模式则会造成能源的浪费；如果一部分换热管路仅采用板式换热器，另一部分换热管路同时采用板式换热器加水冷机组，则会导致距离仅采用板式换热器制冷的换热管路近的供水主管路温度过高，并且通过该供水主管路向末端水冷空调提供的冷冻水的温度也过高。

为此，本申请通过以下实施例，说明一种制冷系统和制冷系统的使用方法，来解决上述问题。

请参考图2，图2示出了根据本申请实施例的制冷系统的示例性结构图。在本实施例中，制冷系统的冷却液可以为冷却水或其它符合冷却需求的液态制冷剂。以下采用冷却水作为冷却液的示例来说明该制冷系统的架构。

相应的，在本示例中，液冷机组命名为水冷机组、分集液器命名为分集水器、回液口命名为回水口、回液口命名为回水口、供液口命名为供水口、回液管路命名为回水管路、源端供液环形管路命名为源端供水环形管路、末端液冷空调命名为末端水冷空调。

如图2所示，制冷系统可以包括但不限于：换热管路210、源端供水环形管路220和分集水器230。

其中，换热管路210为多路，每一路换热管路210包括：板式换热器211和水冷机组212。板式换热器211的回水口均联通回水管路的出水口，板式换热器211的出水口联通水冷机组的回水口或经过阀门联通水冷机组的出水口；水冷机组212的回水口联通板式换热器的出水口或经过阀门联通板式换热器的回水口，水冷机组212的出水口联通源端供水环形管路220的回水口。

源端供水环形管路220的回水口联通各路换热管路210的水冷机组212的出水口，源端供水环形管路220的出水口联通分集水器230的回水口。

分集水器230的回水口联通源端供水环形管路220的出水口，分集水器230的出水口联通1-M(M为大于1的整数)个末端水冷空调。

本实施例中，当多路换热管路中的一部分换热管路仅开启板式换热器(此时短接水冷机组的回水口和出水口)、另一部分换热管路同时开启板式换热器和水冷机组时，通过源端供水环形管路将各路换热管路的水冷机组的出水进行第一次混合，之后采用分集水器将源端供水环形管路的出水进行第二次混合，最后通过分集水器的出水向末端空调1-M提供冷冻水。

本申请上述实施例提供的制冷系统，可以均衡各个末端水冷空调的冷冻水温度，降低了末端水冷空调的风机的能耗，提升了系统中开启的水冷机组的利用效率。

以下参考图3，图3示出了制冷系统的又一个实施例的示例性结构图。应当理解，该结构图可以为图1中的制冷系统的一种可选实现方式。在本实施例中，制冷系统的冷却水仍可以为冷却水或其它符合冷却需求的水态制冷剂。以下采用冷却水作为冷却液的示例来说明该制冷系统的架构。

相应的，在本示例中，液冷机组命名为水冷机组、分集液器命名为分集水器、回液口命名为回水口、回液口命名为回水口、供液口命名为供水口、回液管路命名为回水管路、源端供液环形管路命名为源端供水环形管路、末端液冷空调命名为末端水冷空调、末端供液环形管路命名为末端供水环形管路、多路回液支管命名为多路回水支管。

如图3所示，在图2的制冷系统包括换热管路210、源端供水环形管路220和分集水器230基础上，图3中的制冷系统还可以包括源端供水环形管路240。

应当理解，图3中示出的换热管路210和源端供水环形管路220，分别与图2的制冷系统的实施例中所述的换热管路210、源端供水环形管路220相同，在此不再赘述。

在本实施例中，分集水器230的出水口进一步分别联通末端供水环形管路的多路回水支管的回水口，源端供水环形管路240，多路回水支管的回水口分别联通分集水器的出水口，源端供水环形管路240的出水口联通至少一个末端水冷空调。

该实施例中的制冷系统，可以进一步的均衡向末端水冷空调的提供的冷冻水的温度及压力。

应当理解，本实施例仅为制冷系统的示例性实施例，并不代表对对制冷系统的限定。例如末端供水环形管路也可以不通过多路回水支管联通，而是直接采用回水总管联通分集水器230的出水口和末端供水环形管路的回水口。

请参考图4，图4示例性的示出了制冷系统的第三个实施例的示例性结构图。应当理解，该结构图可以为图1或图2中的制冷系统的一种可选实现方式，其示出了制冷系统的冷冻水系统侧的示例性结构图。在本实施例中，制冷系统的冷却水仍可以为冷却水或其它符合冷却需求的水态制冷剂。以下采用冷却水作为冷却液的示例来说明该制冷系统的架构。

相应的，在本示例中，液冷机组命名为水冷机组、分集液器命名为分集水器、回液口命名为回水口、回液口命名为回水口、供液口命名为供水口、回液管路命名为回水管路、源端供液环形管路命名为源端供水环形管路、末端液冷空调命名为末端水冷空调、末端供液环形管路命名为末端供水环形管路、出/蓄液口命名为出/蓄水口、出/入液口命名为出/入水口。

如图4所示，在图2的制冷系统包括换热管路210、源端供水环形管路220、分集水器230和源端供水环形管路240的基础上，在图4中的末端供水环形管路的多路回水支管分别设有循环泵250，并且，在图4中的制冷系统中还包括蓄冷罐260，出/蓄水口联通分集水器230的出/入水口；此外，分集水器230进一步包括：出/入水口，用于向蓄冷罐260蓄水以及在换热管路停机时基于循环泵的运转从蓄冷罐调用冷冻水。

在这里，循环泵250可以增加水的动能，使冷冻水在末端供水环形管路中顺利行进。

进一步地，图4中的分集水器为互为冗余的两个分集水器230。在一个具体的示例中，当图4中的分集水器为互为冗余的两个分集水器230时，源端供水环形管路220的回水口联通各路换热管路的水冷机组212的出水口，源端供水环形管路220的出水口分别联通两个分集水器230的回水口；两个分集水器230，每个分集水器230的回水口分别联通源端供水环形管路220的出水口，每个分集水器230的出水口分别联通末端供水环形管路240的多路回水支管241的回水口；末端供水环形管路240的回水口分别联通两个分集水器230的出水口，末端供水环形管路240的出水口联通多个末端水冷空调270。

本申请实施例提供的制冷系统，通过设置两个互为冗余的分集水器，可以互为备份，避免系统宕机，提高了制冷系统的稳定性。

请参考图5，图5示出了本申请实施例的制冷系统的使用方法的一个示例性流程图。在本实施例中，制冷系统的冷却水仍可以为冷却水或其它符合冷却需求的水态制冷剂。以下采用冷却水作为冷却液的示例来说明该制冷系统的架构。

相应的，在本示例中，液冷机组命名为水冷机组、分集液器命名为分集水器、回液口命名为回水口、回液口命名为回水口、供液口命名为供水口、回液管路命名为回水管路、源端供液环形管路命名为源端供水环形管路、末端液冷空调命名为末端水冷空调、末端供液环形管路命名为末端供水环形管路、出/蓄液口命名为出/蓄水口、出/入液口命名为出/入水口。

如图5所示，制冷系统的使用方法可以包括：

在步骤510中，接收板式换热器的出水预设温度；

在步骤520中，接收板式换热器加水冷机组的出水预定温度；

在步骤530中，获取末端水冷空调所需的最低温度；

在步骤540中，基于最低温度、出水预设温度和出水预定温度，确定仅开启板式换热器的换热管路和同时开启板式换热器和水冷机组的换热管路；

在步骤550中，基于确定的结果，控制多路换热管路的开启。

在本实施例中，由于目前的制冷系统设计的各路换热管路的运行模式是相同的，但在实际运行中，为了节能考虑，各路换热管路的运行模式并未完全相同。为了更好的采用板式换热器来实行自然冷却，各路换热管路设定的出水温度也并不相同。

例如，可以设定板式换热器的出水预设温度为T1，板式换热器加水冷机组的出水预定温度为T2，末端水冷空调所需的最低温度为T0，那么混合T1和T2后的温度小于T0即可，从而可以充分混合系统提供的冷冻水，并且降低系统能耗。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (8)

1.一种制冷系统，包括：

换热管路，包括：板式换热器，回液口联通回液管路的出液口，出液口联通液冷机组的回液口或经过阀门联通液冷机组的出液口；液冷机组，回液口联通所述板式换热器的出液口或经过阀门联通所述板式换热器的回液口，出液口联通源端供液环形管路的回液口；

所述源端供液环形管路，回液口联通各路换热管路的液冷机组的出液口，出液口联通分集液器的回液口；

所述分集液器，回液口联通所述源端供液环形管路的出液口，出液口联通至少一个末端液冷空调。

2.根据权利要求1所述的制冷系统，其中，所述分集液器，回液口联通所述源端供液环形管路的出液口，出液口联通至少一个末端液冷空调包括：所述分集液器，回液口联通所述源端供液环形管路的出液口，出液口联通末端供液环形管路的回液口；

所述制冷系统还包括：末端供液环形管路，回液口联通分集液器的出液口，出液口联通至少一个末端液冷空调。

3.根据权利要求2所述的制冷系统，其中，所述分集液器的出液口联通末端供液环形管路的回液口包括：所述分集液器的出液口分别联通末端供液环形管路的多路回液支管的回液口；

所述末端供液环形管路的回液口联通所述分集液器的出液口包括：所述末端供液环形管路的多路回液支管的回液口分别联通所述分集液器的出液口。

4.根据权利要求3所述的制冷系统，其中，所述末端供液环形管路的多路回液支管分别设有循环泵。

5.根据权利要求4所述的制冷系统，其中，所述制冷系统还包括：蓄冷罐，出/蓄液口联通所述分集液器的出/入液口；以及

所述分集液器还包括：所述出/入液口，用于向所述蓄冷罐蓄液以及在所述换热管路停机时基于所述循环泵的运转从所述蓄冷罐调用冷冻液。

6.根据权利要求3-5任意一项所述的制冷系统，其中，所述分集液器为互为冗余的两个分集液器。

7.根据权利要求6所述的制冷系统，其中，所述源端供液环形管路，回液口联通各路换热管路的液冷机组的出液口，出液口联通分集液器的回液口包括：所述源端供液环形管路，回液口联通各路换热管路的液冷机组的出液口，出液口分别联通两个分集液器的回液口；

所述分集液器，回液口联通所述源端供液环形管路的出液口，出液口联通末端供液环形管路的回液口包括：两个所述分集液器，每个所述分集液器的回液口分别联通所述源端供液环形管路的出液口，每个所述分集液器的出液口分别联通所述末端供液环形管路的多路回液支管的回液口；以及

所述末端供液环形管路，回液口联通所述分集液器的出液口，出液口联通至少一个末端液冷空调包括：所述末端供液环形管路，回液口分别联通两个所述分集液器的出液口，出液口联通至少一个末端液冷空调。

8.一种如权利要求1-7所述的制冷系统的使用方法，包括：

接收板式换热器的出液预设温度；

接收板式换热器加液冷机组的出液预定温度；

获取末端液冷空调所需的最低温度；

基于所述最低温度、出液预设温度和出液预定温度，确定仅开启板式换热器的换热管路和同时开启板式换热器和液冷机组的换热管路；

基于确定的结果，控制多路换热管路的开启。