CN108168144A - 一种供冷系统及切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及供冷技术领域，公开了一种供冷系统及切换方法。该系统包括：近侧供冷子系统、远侧供冷子系统、流量均衡管路、流量均衡阀以及供冷控制器；近侧供冷子系统包括：近侧供冷管路以及近侧供冷泵，近侧供冷泵设置于近侧供冷管路内；远侧供冷子系统包括：远侧供冷管路以及远侧供冷泵，远侧供冷泵设置于远侧供冷管路内；流量均衡阀设置于流量均衡管路内；近侧供冷管路、远侧供冷管路以及流量均衡管路三者可通断地连通；近侧供冷泵、远侧供冷泵以及流量均衡阀均与供冷控制器通信连接。本发明实施方式能够保证在切换至电冷机制冷的过程中，实现不间断供冷，以满足一些对于温度要求较高的使用场合的使用需求。

Description

一种供冷系统及切换方法

技术领域

本发明实施例涉及供冷技术领域，特别涉及一种供冷系统及切换方法。

背景技术

在工业生产制造的过程中，无论是设备本身还是用于控制设备运行的各种电子部件，都会产生大量的热量，这些热量若不及时散除，就会影响设备寿命以及产品质量，在一些大型机房中，计算设备也需要稳定的低温环境以保证其可靠的运行。传统制冷方式一般采用电冷机制冷，但是电冷机耗电量巨大，随着节能环保要求的不断提高，在一些供冷系统中，在电冷机制冷的基础上，还加入溴化锂制冷机进行补充制冷，并逐渐得到广泛应用。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有的包括电冷机以及溴化锂制冷机等的双供冷子系统的供冷系统中，在由溴化锂制冷机制冷切换回电冷机制冷时，由于电冷机侧管道内缺水，导致电冷机会频繁出现喘振，并由此导致电冷机发生保护性停机，进而造成供冷出现中断，不能满足需要不间断供冷的应用场合的使用需求。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种供冷系统及切换方法，能够保证在切换至电冷机制冷的过程中，电冷机侧的供水流量不断增加，从而可避免电冷机停机，进而可实现不间断供冷，以满足一些对于温度要求较高的使用场合的使用需求。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种供冷系统，包括：近侧供冷子系统、远侧供冷子系统、流量均衡管路、流量均衡阀以及供冷控制器；所述近侧供冷子系统包括：近侧供冷管路以及近侧供冷泵，所述近侧供冷泵设置于所述近侧供冷管路内；所述远侧供冷子系统包括：远侧供冷管路以及远侧供冷泵，所述远侧供冷泵设置于所述远侧供冷管路内；所述流量均衡阀设置于所述流量均衡管路内；所述近侧供冷管路、所述远侧供冷管路以及流量均衡管路三者可通断地连通；所述近侧供冷泵、远侧供冷泵以及流量均衡阀均与所述供冷控制器通信连接。

本发明的实施方式还提供了一种切换方法，应用于如上所述的供冷系统，所述方法包括：在接收到用于将供冷切换至所述近侧供冷子系统的回切指令时，控制所述远侧供冷泵工作于第一预设功率；控制所述近侧供冷管路以及所述流量均衡管路均与所述远侧供冷管路连通；通过控制所述流量均衡阀调节所述近侧供冷管路内的流量与所述远侧供冷管路内的流量；在所述近侧供冷管路内的流量与所述远侧供冷管路内的流量满足预设条件时，切断所述远侧供冷子系统。

本发明实施方式相对于现有技术而言，在将供冷切换至近侧供冷子系统时，一方面通过控制远侧供冷子系统中的远侧供冷泵的功率，使得远侧供冷管路与近侧供冷管路中的压力差降低，从而使得更多的水流经近侧供冷管路，另一方面在供冷系统中增设流量均衡管路以及流量均衡阀，通过调节流量均衡阀的开度，使得通过流量均衡管路将远侧供冷管路中的部分流量分流至近侧供冷管路，使得近侧供冷管路中的流量不断增加，从而可避免近侧供冷子系统中的供冷装置停机，进而可实现不间断供冷，以满足一些对于温度要求较高的使用场合的使用需求。

另外，所述流量均衡管路的两端分别与所述远侧供冷管路的进水管以及出水管连通。这样，流量均衡管路将远侧供冷泵的泵出流量直接送回作为远侧供冷泵的回流流量，从而可减少远侧供冷管路进出口的回流流量，进而可将远侧供冷管路中的流量引导至近侧供冷管路内。

另外，所述远侧供冷泵为变频水泵。这样，可以方便地通过调节远侧供冷泵的频率实现其功率的调节。

另外，所述近侧供冷子系统还包括：均与所述供冷控制器通信连接的近侧总进水阀、近侧总出水阀以及近侧流量计；所述近侧总进水阀设置于所述近侧供冷管路进水口；所述近侧总出水阀设置于所述近侧供冷管路出水口；所述近侧流量计设置于所述近侧供冷管路出水口，且位于所述近侧出水阀的出水路径上。通过近侧流量计可以方便地获取近侧供冷管路中的流量，从而便于供冷控制器实现切换控制。

另外，所述远侧供冷子系统还包括：均与所述供冷控制器通信连接的远侧总进水阀、远侧总出水阀以及远侧流量计；所述远侧总进水阀设置于所述远侧供冷管路进水口；所述远侧总出水阀设置于所述远侧供冷管路出水口；所述远侧流量计设置于所述远侧供冷管路出水口，且位于所述远侧总出水阀的出水路径上。通过远侧流量计可以方便地获取远侧供冷管路中的流量，从而便于供冷控制器实现切换控制。

另外，所述近侧供冷子系统还包括：与所述供冷控制器连接的电冷机。

另外，所述远侧供冷子系统还包括：与所述供冷控制器连接的溴化锂制冷机。

另外，所述预设条件包括：所述近侧供冷管路内的流量与所述远侧供冷管路内的流量基本相同。从而可以实现稳定地不间断供冷。

另外，所述方法还包括：在接收到用于将供冷切换至所述远侧供冷子系统的切换指令时，控制所述远侧供冷泵工作于所述第一预设功率；在所述远侧供冷管路内的流量与所述近侧供冷管路内的流量满足所述预设条件时，切断所述近侧供冷子系统，并控制所述远侧供冷泵工作于第二预设功率；其中，所述第一预设功率小于所述第二预设功率。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是根据本发明第一实施方式供冷系统的结构示意图；

图2是根据本发明第二实施方式供冷系统的结构示意图；

图3是根据本发明第三实施方式切换方法的流程图；

图4是根据本发明第四实施方式切换方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种供冷系统，可应用于数据中心、办公楼宇、工业厂房等的供冷，本实施方式对于该供冷系统的应用场合不作具体限制。

本发明的第一实施方式涉及一种供冷系统。本实施方式的供冷系统包括：近侧供冷子系统、远侧供冷子系统、流量均衡管路、流量均衡阀以及供冷控制器。近侧供冷子系统包括：近侧供冷管路以及近侧供冷泵，近侧供冷泵设置于近侧供冷管路内，远侧供冷子系统包括：远侧供冷管路以及远侧供冷泵，远侧供冷泵设置于远侧供冷管路内。流量均衡阀设置于流量均衡管路内。近侧供冷管路、远侧供冷管路以及流量均衡管路三者可通断地连通，近侧供冷泵、远侧供冷泵以及流量均衡阀均与供冷控制器通信连接。本发明实施方式相对于现有技术而言，在将供冷切换至近侧供冷子系统时，一方面通过控制远侧供冷子系统中的远侧供冷泵的功率，使得远侧供冷管路与近侧供冷管路中的压力差降低，从而使得更多的水流经近侧供冷管路，另一方面在供冷系统中增设流量均衡管路以及流量均衡阀，并通过调节流量均衡阀的开度，使得可通过流量均衡管路将远侧供冷管路中的部分流量分流至近侧供冷管路，使得近侧供冷管路中的流量不断增加，从而可避免近侧供冷子系统中的供冷装置停机，进而可实现不间断供冷，以满足一些对于温度要求较高的使用场合的使用需求。下面对本实施方式的供冷系统的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须。

请参阅图1所示，本实施方式中的供冷系统中，近侧供冷子系统具体包括：电冷机10、近侧供冷泵11、近侧供冷管路12、近侧总进水阀13、近侧总出水阀14以及近侧流量计15。其中，电冷机10、近侧供冷泵11以及近侧流量计15均与供冷控制器(图1中未示出)通信连接。近侧总进水阀13以及近侧总出水阀14亦可以在供冷控制器的直接或者间接控制下关断或者导通近侧供冷管路12。图1中的箭头方向表示近侧供冷管路12中的冷媒的流动方向。其中，近侧流量计15设置于近侧供冷管路12出水口，且位于近侧总出水阀13的出水路径上，从而可以检测出近侧供冷管路的出水流量。本实施方式对于近侧供冷子系统的具体结构不做限制。

本实施方式中，远侧供冷子系统可以采用能源回收再利用技术实现供冷，例如采用三联系统实现供冷，三联系统为本领域技术人员所熟知，此处不再赘述，从而可以大量节约能源。远侧供冷子系统例如包括：溴化锂制冷机20、远侧供冷泵21、远侧供冷管路22、远侧总进水阀23、远侧总出水阀24以及远侧流量计25。其中，溴化锂制冷机20、远侧供冷泵21以及远侧流量计25均与供冷控制器(图1中未示出)通信连接。远侧总进水阀23以及远侧总出水阀24亦可以在供冷控制器的直接或者间接控制下关断或者导通远侧供冷管路22。其中，远侧流量计25设置于远侧供冷管路22出水口，且位于远侧总出水阀24的出水路径上，从而可以检测出远侧供冷管路的出水流量。本实施方式中，远侧供冷泵21可以采用变频水泵，从而可以通过供冷控制器方便地调节变频水泵的频率，以实现远侧供冷泵21的功率调节。本实施方式对于远侧供冷泵21及其功率调节方式不作具体限制。在实际应用中，也可以设置多个，例如两个远侧供冷泵21在远侧供冷管路22中，两个远侧供冷泵21具有不同的额定功率，从而可以通过开启对应功率的远侧供冷泵，并同时关掉另外一个远侧供冷泵实现远侧供冷管路内的泵水能力的调节。

本实施方式中，近侧供冷管路12以及近侧供冷管路22内的冷媒例如为水，近侧供冷管路12以及远侧供冷管路12的出水口例如通过三通与空调水冷装置的进水管30连接，近侧供冷管路12以及远侧供冷管路12的进水口亦通过三通与空调水冷装置的出水管31连接，本实施方式对于这些不做具体限制。

本实施方式中，流量均衡管路26的两端分别与远侧供冷管路22的进水管以及出水管连通，流量均衡阀27设置于流量均衡管路26内，流量均衡阀26与供冷控制器通信连接，流量均衡阀例如为电动阀，供冷控制器用于调节流量均衡阀的开度，从而可以调节流量均衡管路内的流量，由于流量均衡管路26与远侧供冷管路22的进水管以及出水管连通，所以流量均衡管路26会将部分流出远侧供冷管路12的流量直接回流至远侧供冷泵21，这样便会减少由远侧供冷管路22流入空调水冷装置的流量，从而便于近侧供冷管路的流量不断增加。

现有技术中，在供冷系统同时包括近侧供冷子系统以及远侧供冷子系统时，在使用近侧供冷子系统供冷时，由于近侧供冷子系统使用电冷机制冷，耗电量较大，不利于节能环保，所以在远侧供冷子系统的供冷能力充沛时，将供冷切换至远侧供冷子系统，当远侧供冷子系统的供冷能力不足时，再将供冷回切至近侧供冷子系统。但是由于远侧供冷子系统距离空调水冷装置的距离较远，所以远侧供冷泵的额定功率大于近侧供冷泵的额定功率，且远侧供冷泵的扬程较近侧供冷泵大，因此，在回切过程中，在远侧供冷泵仍然工作于较高功率，例如额定功率时，远侧供冷管路与近侧供冷管路存在压力差，导致近侧供冷管路中的流量被吸入远侧供冷管路内，进而造成近侧供冷管路内缺水而引起电冷机喘振，喘振频繁会引起电冷机保护性停机，无法实现无间断回切。因此，本实施方式中，在回切过程中，供冷控制器先降低远侧供冷泵的频率，从而使得远侧供冷泵工作于第一预设功率，第一预设功率小于远侧供冷泵的额定功率，第一预设功率的大小可以测试得到，例如第一预设功率能够满足以下需求即可：在远侧供冷子系统能够稳定工作的同时，有利于减少远侧供冷管路以及近侧供冷管路内的压力差，减少近侧供冷管路内的流量被吸入远侧供冷管路内，本实施方式对于第一预设功率的大小不作具体限制，第一预设功率例如为远侧供冷泵的额定功率的90％。供冷控制器还控制流量均衡阀的开度以及控制近侧供冷子系统开始工作，当流量均衡阀的开度增加时，流量均衡管路内的流量增加，从而可以使得近侧供冷管路中的流量不断增加。供冷控制器还可以通过近侧流量计以及远侧流量计实时或者周期性地获取近侧供冷管路以及远侧供冷管路内的流量，并在近侧供冷子系统稳定工作时，例如在近侧供冷管路内的流量与远侧供冷管路内的流量基本相同时，切断远侧供冷子系统，从而实现无间断供冷。

本实施方式与现有技术相比，在将供冷切换至近侧供冷子系统时，一方面通过控制远侧供冷子系统中的远侧供冷泵的功率，使得远侧供冷管路与近侧供冷管路中的压力差降低，从而使得更多的水流经近侧供冷管路，另一方面在供冷系统中增设流量均衡管路以及流量均衡阀，通过调节流量均衡阀的开度，使得可通过流量均衡管路将远侧供冷管路中的部分流量分流至近侧供冷管路，使得近侧供冷管路中的流量不断增加，从而可避免近侧供冷子系统中的供冷装置停机，进而可实现不间断供冷，以满足一些对于温度要求较高的使用场合的使用需求。

本发明的第二实施方式涉及一种供冷系统。第二实施方式与第一实施方式大致相同，主要区别之处在于：流量均衡管路的设置方式不同，在第一实施方式中，流量均衡管路的两端分别与远侧供冷管路的进水管和出水管连通。

请参阅图2所示，本发明第二实施方式中，流量均衡管路26的一端与远侧供冷管路22的出水管连通，另一端与近侧供冷管路22的进水管连通。

本实施方式与第一实施方式相比，由于流量均衡管路能够直接将远侧供冷管路内的流量引导至近侧供冷管路中，从而可以快速补充近侧供冷管路内的流量，有利于快速回切至近侧供冷子系统。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本发明第三实施方式涉及一种切换方法，应用于如第一或者第二实施方式所述的供冷系统。

请参阅图3所示，本实施方式的切换方法包括步骤：301至步骤305。

步骤301：在接收到用于将供冷切换至近侧供冷子系统的回切指令时，控制远侧供冷泵工作于第一预设功率。

其中，第一预设功率小于远侧供冷泵的额定功率，第一预设功率的大小可以测试得到，例如第一预设功率能够满足以下需求即可：在远侧供冷子系统能够稳定工作的同时，有利于减少远侧供冷管路以及近侧供冷管路内的压力差，减少近侧供冷管路内的流量被吸入远侧供冷管路内，本实施方式对于第一预设功率的大小不作具体限制，第一预设功率例如为远侧供冷泵的额定功率的90％。

步骤302：控制近侧供冷管路以及流量均衡管路均与远侧供冷管路连通。

具体地，控制流量均衡阀打开，控制近侧供冷管路中的近侧总进水阀、近侧总出水阀以及近侧流量计打开，此时，近侧供冷管路、流量均衡管路以及远侧供冷管路三者处于连通状态。

步骤303：通过控制流量均衡阀调节近侧供冷管路内的流量与远侧供冷管路内的流量。

其中，流量均衡阀的开度越大，流量均衡管路对远侧供冷管路的分流量越大，在实际应用中，可以实际测得流量均衡阀的开度。

步骤304：判断近侧供冷管路内的流量与远侧供冷管路内的流量是否满足预设条件，若满足预设条件，则执行步骤305，否则，返回步骤304。

其中，预设条件例如是近侧供冷管路内的流量与远侧供冷管路内的流量基本相同，这样，近侧供冷管路内不会出现缺水而导致电冷机喘振，使得电冷机基本达到稳定工作状态。

步骤305：切断远侧供冷子系统，从而完成供冷回切。

本实施方式与现有技术相比，在将供冷切换至近侧供冷子系统时，一方面通过控制远侧供冷子系统中的远侧供冷泵的功率，使得远侧供冷管路与近侧供冷管路中的压力差降低，从而使得更多的水流经近侧供冷管路，另一方面在供冷系统中增设流量均衡管路以及流量均衡阀，通过调节流量均衡阀的开度，使得可通过流量均衡管路将远侧供冷管路中的部分流量分流至近侧供冷管路，使得近侧供冷管路中的流量不断增加，从而可避免近侧供冷子系统中的供冷装置停机，进而可实现不间断供冷，以满足一些对于温度要求较高的使用场合的使用需求。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的方法实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

本发明第四实施方式涉及一种切换方法。第四实施方式在第三实施方式的基础上做出改进，主要改进之处在于，在本发明第四实施方式中，对于将供冷切换至远侧供冷子系统做出了进一步限定。

请参阅图4所示，本实施方式的切换方法包括步骤401至步骤409。

步骤401：判断切换指令是否为回切指令，若为回切指令，则执行步骤402，若不为回切指令，则表示切换指令为用于将供冷切换至远侧供冷子系统的切换指令，此时，执行步骤407。其中，步骤402至步骤406分别与步骤301与步骤305对应相同，此处不再赘述。

步骤407：控制远侧供冷泵工作于第一预设功率。

其中，第一预设功率例如为远侧供冷泵的额定功率的90％，可以通过调节远侧供冷泵的频率控制远侧供冷泵工作于第一预设功率。本实施方式对于第一预设功率的大小不作具体限制。

步骤408：判断近侧供冷管路内的流量与远侧供冷管路内的流量是否满足预设条件，若满足预设条件，则执行步骤409，否则，返回步骤408。

其中，预设条件例如是指远侧供冷管路与近侧供冷管路内的流量基本相同，本实施方式对于预设条件不作具体限制。

步骤409：切断近侧供冷子系统，并控制远侧供冷泵工作于第二预设功率。其中，第一预设功率小于第二预设功率。

具体地，第二预设功率例如为远侧供冷泵的额定功率，本实施方式对于第二预设功率不作具体限制。

本实施方式与第三实施方式相比，在将供冷切换至远侧供冷子系统时，同样可以避免由于远侧供冷泵的大功率导致的近侧供冷管路缺水而引起的电冷机喘振，从而使得切换过程中，电冷机能够稳定工作，且远侧供冷子系统能够恢复工作，从而实现无间断切换。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种供冷系统，其特征在于，包括：近侧供冷子系统、远侧供冷子系统、流量均衡管路、流量均衡阀以及供冷控制器；

所述近侧供冷子系统包括：近侧供冷管路以及近侧供冷泵，所述近侧供冷泵设置于所述近侧供冷管路内；

所述远侧供冷子系统包括：远侧供冷管路以及远侧供冷泵，所述远侧供冷泵设置于所述远侧供冷管路内；

所述流量均衡阀设置于所述流量均衡管路内；

所述近侧供冷管路、所述远侧供冷管路以及流量均衡管路三者可通断地连通；

所述近侧供冷泵、远侧供冷泵以及流量均衡阀均与所述供冷控制器通信连接。

2.根据权利要求1所述的供冷系统，其特征在于，所述流量均衡管路的两端分别与所述远侧供冷管路的进水管以及出水管连通。

3.根据权利要求1所述的供冷系统，其特征在于，所述远侧供冷泵为变频水泵。

4.根据权利要求1所述的供冷系统，其特征在于，所述近侧供冷子系统还包括：均与所述供冷控制器通信连接的近侧总进水阀、近侧总出水阀以及近侧流量计；

所述近侧总进水阀设置于所述近侧供冷管路进水口；

所述近侧总出水阀设置于所述近侧供冷管路出水口；

所述近侧流量计设置于所述近侧供冷管路出水口，且位于所述近侧出水阀的出水路径上。

5.根据权利要求1所述的供冷系统，其特征在于，所述远侧供冷子系统还包括：均与所述供冷控制器通信连接的远侧总进水阀、远侧总出水阀以及远侧流量计；

所述远侧总进水阀设置于所述远侧供冷管路进水口；

所述远侧总出水阀设置于所述远侧供冷管路出水口；

所述远侧流量计设置于所述远侧供冷管路出水口，且位于所述远侧总出水阀的出水路径上。

6.根据权利要求1所述的供冷系统，其特征在于，所述近侧供冷子系统还包括：与所述供冷控制器连接的电冷机。

7.根据权利要求1所述的供冷系统，其特征在于，所述远侧供冷子系统还包括：与所述供冷控制器连接的溴化锂制冷机。

8.一种切换方法，其特征在于，应用于如权利要求1至7中任一项所述的供冷系统，所述方法包括：

在接收到用于将供冷切换至所述近侧供冷子系统的回切指令时，控制所述远侧供冷泵工作于第一预设功率；

控制所述近侧供冷管路以及所述流量均衡管路均与所述远侧供冷管路连通；

通过控制所述流量均衡阀调节所述近侧供冷管路内的流量与所述远侧供冷管路内的流量；

在所述近侧供冷管路内的流量与所述远侧供冷管路内的流量满足预设条件时，切断所述远侧供冷子系统。

9.根据权利要求8所述的切换方法，其特征在于，所述预设条件包括：所述近侧供冷管路内的流量与所述远侧供冷管路内的流量基本相同。

10.根据权利要求8所述的切换方法，其特征在于，所述方法还包括：

在接收到用于将供冷切换至所述远侧供冷子系统的切换指令时，控制所述远侧供冷泵工作于所述第一预设功率；

在所述远侧供冷管路内的流量与所述近侧供冷管路内的流量满足所述预设条件时，切断所述近侧供冷子系统，并控制所述远侧供冷泵工作于第二预设功率；其中，所述第一预设功率小于所述第二预设功率。