CN109348676A - 机房温控系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了机房温控系统及其控制方法，其技术方案要点是机房温控系统包括间接蒸发冷却机组和机械制冷机组，本系统具有机械制冷机组单独运行模式、间接蒸发冷却机组单独运行模式以及机械制冷机组与间接蒸发冷却机组联合运行模式这三种运行模式，本系统可依据室外自然冷源的情况实现这三种运行模式的切换运行，间接蒸发冷却机组集中置于一个蒸发冷却机柜内，蒸发冷却机柜与数据中心机房相邻放置；控制方法包括以下步骤：判断获取的室外环境参数满足三种运行模式中的哪一种运行模式的运行条件，控制机房温控系统以满足的运行条件对应的运行模式运行，达到了充分利用自然冷源，使系统更加节能，同时提高数据中心机房运行可靠性的目的。

Description

机房温控系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及制冷温控技术领域，更具体地说，它涉及机房温控系统及其控制方法。
背景技术
现有的微模块数据机房，大多数采用以下两种制冷温控方式：一是采用列间精密空调或房间级精密空调的机械制冷方式，当温度高于设定值时，压缩机启动，通过机械制冷给机房服务器供冷，当温度达到设定值时，压缩机停止；二是单独采用间接蒸发冷却机组，实现机房降温，当采用间接蒸发冷却机组时，当室外干湿球温度满足间接蒸发冷却机组条件时，采用室外自然冷源，通过间接蒸发冷却机组给机房降温。
以上两种制冷温控分别存在以下问题：第一种，机械制冷方式能耗高，不能充分利用室外自然冷源；第二种，如果只采用间接蒸发冷却机组，受气候、地域条件等各种因素的限制比较大，不能满足全年大部分时间及全国大部分区域运行要求。
发明内容
本发明的第一目的是提供机房温控系统，达到充分利用自然冷源，使系统更加节能，同时提高数据中心机房运行可靠性的目的。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种机房温控系统，包括可向数据中心机房供冷的间接蒸发冷却机组和机械制冷机组，本系统具有三种运行模式，这三种运行模式为机械制冷机组单独运行模式、间接蒸发冷却机组单独运行模式以及机械制冷机组与间接蒸发冷却机组联合运行模式，本系统可依据室外自然冷源的情况实现这三种运行模式的切换运行，间接蒸发冷却机组集中置于一个蒸发冷却机柜内，蒸发冷却机柜与数据中心机房相邻放置，机械制冷机组置于数据中心机房内。
作为进一步优化的，数据中心机房设有架高地板，IT机柜置于架高地板上，间接蒸发冷却机组和机械制冷机组产出的冷气均通过架高地板的通道送风对IT机柜散热降温。
作为进一步优化的，间接蒸发冷却机组包括一次空气出风风机、一次空气回风风机、蒸发冷却换热组件和二次空气出风风机，蒸发冷却机柜设有二次空气进风口；
一次空气回风风机将数据中心机房内的一次热空气吸至蒸发冷却换热组件内，室外的二次空气经由二次空气进风口进入蒸发冷却换热组件，一次热空气和二次空气通过蒸发冷却换热组件进行冷热交换，二次空气升温且由二次空气出风风机排出，一次热空气降温成为一次冷空气，一次冷空气由一次空气出风风机输送至数据中心机房的架高地板的通道内。
作为进一步优化的，间接蒸发冷却机组还包括循环水喷淋头、蒸发冷却组件水盘、补水管和排水管，通过水泵将蒸发冷却组件水盘内的水从循环水喷淋头喷出用于喷淋蒸发冷却换热组件，喷出的水落回至蒸发冷却组件水盘形成循环，通过补水管向蒸发冷却组件水盘补水，通过排水管将蒸发冷却组件水盘内水排出。
作为进一步优化的，机械制冷机组为房间精密空调或列间精密空调。
作为进一步优化的，数据中心机房内还设有密封冷通道，冷气从架高地板的通道进入密封冷通道后对IT机柜进行散热降温。
本发明的第二目的是提供控制方法，达到充分利用自然冷源，使系统更加节能，同时提高数据中心机房运行可靠性的目的。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种如前面任意一个技术方案所述的机房温控系统的控制方法，包括以下步骤：
获取室外环境参数；判断获取的室外环境参数满足三种运行模式中的哪一种运行模式的运行条件，控制机房温控系统以满足的运行条件对应的运行模式运行。
作为进一步优化的，室外环境参数为室外干球温度、室外湿球温度和室外相对湿度。
作为进一步优化的，采用干湿球温度表监测室外干球温度和室外湿球温度，并依照干湿球温度与湿度对照表得出室外相对湿度。
作为进一步优化的，三种运行模式的运行条件如下：
A、机械制冷机组单独运行模式：
当获取的室外干球温度T1≤a℃，室外湿球温度T2＞b℃，相对湿度ψ＞c％时，机械制冷机组单独运行，间接蒸发冷却机组待机；
B、间接蒸发冷却机组单独运行模式：
1)当获取的室外干球温度T1≤a℃，室外湿球温度T2≤b℃，相对湿度ψ≤c％时；
2)当获取的室外干球温度T1≤d℃，d＜a；
以上两个条件满足其中之一时，间接蒸发冷却机组单独运行，机械制冷待机；
C、机械制冷机组与间接蒸发冷却机组联合运行模式：
当获取的室外干球温度T1≤a℃，室外湿球温度T2＜b℃，相对湿度ψ＞c％时，机械制冷机组与间接蒸发冷却机组联合运行。
综上所述，本发明具有以下有益效果：本系统能够很好地依据自然冷源的情况，适当地选择机械制冷机组单独运行模式或者间接蒸发冷却机组单独运行模式或者机械制冷机组与间接蒸发冷却机组联合运行模式，从而达到充分利用自然冷源，使系统更加节能，同时提高数据中心机房运行可靠性的目的。
附图说明
图1是本发明的机房温控系统在机械制冷机组为房间精密空调时的结构示意图；
图2是本发明的机房温控系统在机械制冷机组为列间精密空调时的结构示意图。
图中：100、数据中心机房；110、IT机柜；120、密封冷通道；130、架高地板；2、间接蒸发冷却机组；21、一次空气出风风机；22、一次空气回风风机；23、蒸发冷却换热组件；24、二次空气出风风机；25、循环水喷淋头；26、蒸发冷却组件水盘；27、补水管；28、排水管；200、过滤网；3、机械制冷机组；4、蒸发冷却机柜。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明实施例公开了一种机房温控系统，如图1所示，包括可向数据中心机房100供冷的间接蒸发冷却机组2和机械制冷机组3，本系统具有三种运行模式，这三种运行模式为机械制冷机组3单独运行模式、间接蒸发冷却机组2单独运行模式以及机械制冷机组3与间接蒸发冷却机组2联合运行模式，本系统可依据室外自然冷源的情况实现这三种运行模式的切换运行。间接蒸发冷却机组2集中置于一个蒸发冷却机柜4内，蒸发冷却机柜4与数据中心机房100相邻放置，机械制冷机组3置于数据中心机房100内。本系统能够很好地依据自然冷源的情况，适当地选择机械制冷机组3单独运行模式或者间接蒸发冷却机组2单独运行模式或者机械制冷机组3与间接蒸发冷却机组2联合运行模式，从而达到充分利用自然冷源，使系统更加节能，同时提高数据中心机房100运行可靠性的目的。
数据中心机房100内设有IT机柜110、密封冷通道120和架高地板130，IT机柜110和密封冷通道120均置于架高地板130上，机械制冷机组3和间接蒸发冷却机组2产出的冷气均通入架高地板130的通道内，冷气从架高地板130的通道进入密封冷通道120，然后通过密封冷通道120对IT机柜110进行散热。
间接蒸发冷却机组2包括一次空气出风风机21、一次空气回风风机22、蒸发冷却换热组件23和二次空气出风风机24，蒸发冷却机柜4开设有一次冷空气出风口、一次热空气回风口、二次空气进风口和二次空气出风口，一次热空气回风口和二次空气进风口均设有过滤网200，一次空气出风风机21安装在一次冷空气出风口处，一次空气回风风机22安装在一次热空气回风口处，蒸发冷却换热组件23安装在蒸发冷却机柜4内，二次空气出风风机24安装在二次空气出风口。数据中心机房100内的一次热空气，通过一次空气回风风机22吸至蒸发冷却换热组件23，室外的二次空气经由二次空气进风口进入蒸发冷却换热组件23，一次热空气和二次空气通过蒸发冷却换热组件23进行冷热交换，二次空气升温且由二次空气出风风机24从二次空气出风口排出至室外，一次热空气降温成为一次冷空气，一次冷空气由一次空气出风风机21输送至数据中心机房100的架高底板130的通道内。
间接蒸发冷却机组2还包括循环水喷淋头25、蒸发冷却组件水盘26、补水管27和排水管28，通过补水管27向蒸发冷却组件水盘26内补水，使用水泵将蒸发冷却组件水盘26中的水抽至循环水喷淋头25，水从循环水喷淋头25喷出用于喷淋蒸发冷却换热组件23，蒸发冷却组件水盘26位于蒸发冷却换热组件23下发，水落回至蒸发冷却组件水盘26，形成循环使用，多次循环后，通过排水管28将蒸发冷却组件水盘26内的水排出，重新通过补水管27补水，以保证循环水的水质。
本发明中的机械制冷机组3可以是房间级精密空调，如图1所示；本发明中的机械制冷机组3也可以是列间精密空调，如图2所示。
本发明实施例还公开了一种上述机房温控系统的控制方法，该方法包括以下步骤：获取室外环境参数；判断获取的室外环境参数满足三种运行模式中的哪一种运行模式的运行条件，控制机房温控系统以满足的运行条件对应的运行模式运行。优选的，室外环境参数为室外干球温度、室外湿球温度和室外相对湿度，采用干湿球温度表获取室外干球温度和室外湿球温度，然后依照干湿球温度与湿度对照表得出室外相对湿度。三种运行模式的运行条件如下：
A、机械制冷机组3单独运行模式：
当获取的室外干球温度T1≤a℃，室外湿球温度T2＞b℃，相对湿度ψ＞c％时，机械制冷机组3单独运行，间接蒸发冷却机组2待机。
B、间接蒸发冷却机组2单独运行模式：
1)当获取的室外干球温度T1≤a℃，室外湿球温度T2≤b℃，相对湿度ψ≤c％时；
2)当获取的室外干球温度T1≤d℃，d＜a；
以上两个条件满足其中之一时，间接蒸发冷却机组2单独运行，机械制冷待机。
C、机械制冷机组3与间接蒸发冷却机组2联合运行模式：
当获取的室外干球温度T1≤a℃，室外湿球温度T2＜b℃，相对湿度ψ＞c％时，机械制冷机组3与间接蒸发冷却机组2联合运行。
具体举例如下：a＝55，b＝27，c＝80，d＝20，即：
A、机械制冷机组3单独运行模式：
当获取的室外干球温度T1≤55℃，室外湿球温度T2＞27℃，相对湿度ψ＞80％时，机械制冷机组3单独运行，间接蒸发冷却机组2待机。
B、间接蒸发冷却机组2单独运行模式：
1)当获取的室外干球温度T1≤55℃，室外湿球温度T2≤27℃，相对湿度ψ≤80％时；
2)当获取的室外干球温度T1≤20℃；
以上两个条件满足其中之一时，间接蒸发冷却机组2单独运行，机械制冷待机。
C、机械制冷机组3与间接蒸发冷却机组2联合运行模式：
当获取的室外干球温度T1≤55℃，室外湿球温度T2＜27℃，相对湿度ψ＞80％时，机械制冷机组3与间接蒸发冷却机组2联合运行。
以上具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种机房温控系统，其特征在于：包括可向数据中心机房(100)供冷的间接蒸发冷却机组(2)和机械制冷机组(3)，本系统具有三种运行模式，这三种运行模式为机械制冷机组(3)单独运行模式、间接蒸发冷却机组(2)单独运行模式以及机械制冷机组(3)与间接蒸发冷却机组(2)联合运行模式，本系统可依据室外自然冷源的情况实现这三种运行模式的切换运行，间接蒸发冷却机组(2)集中置于一个蒸发冷却机柜(4)内，蒸发冷却机柜(4)与数据中心机房(100)相邻放置，机械制冷机组(3)置于数据中心机房(100)内。
2.根据权利要求1所述的机房温控系统，其特征在于：数据中心机房(100)设有架高地板(130)，IT机柜(110)置于架高地板(130)上，间接蒸发冷却机组(2)和机械制冷机组(3)产出的冷气均通过架高地板(130)的通道送风对IT机柜(110)散热降温。
3.根据权利要求2所述的机房温控系统，其特征在于：间接蒸发冷却机组(2)包括一次空气出风风机(21)、一次空气回风风机(22)、蒸发冷却换热组件(23)和二次空气出风风机(24)，蒸发冷却机柜(4)设有二次空气进风口；
一次空气回风风机(22)将数据中心机房(100)内的一次热空气吸至蒸发冷却换热组件(23)内，室外的二次空气经由二次空气进风口进入蒸发冷却换热组件(23)，一次热空气和二次空气通过蒸发冷却换热组件(23)进行冷热交换，二次空气升温且由二次空气出风风机(24)排出，一次热空气降温成为一次冷空气，一次冷空气由一次空气出风风机(21)输送至数据中心机房(100)的架高地板(130)的通道内。
4.根据权利要求3所述的机房温控系统，其特征在于：间接蒸发冷却机组(2)还包括循环水喷淋头(25)、蒸发冷却组件水盘(26)、补水管(27)和排水管(28)，通过水泵将蒸发冷却组件水盘(26)内的水从循环水喷淋头(25)喷出用于喷淋蒸发冷却换热组件(23)，喷出的水落回至蒸发冷却组件水盘(26)形成循环，通过补水管(27)向蒸发冷却组件水盘(26)补水，通过排水管(28)将蒸发冷却组件水盘(26)内水排出。
5.根据权利要求1所述的机房温控系统，其特征在于：机械制冷机组(3)为房间精密空调或列间精密空调。
6.根据权利要求2所述的机房温控系统，其特征在于：数据中心机房(100)内还设有密封冷通道(120)，冷气从架高地板(130)的通道进入密封冷通道(120)后对IT机柜(110)进行散热降温。
7.一种如权利要求1-6任意一项所述的机房温控系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
获取室外环境参数；判断获取的室外环境参数满足三种运行模式中的哪一种运行模式的运行条件，控制机房温控系统以满足的运行条件对应的运行模式运行。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：室外环境参数为室外干球温度、室外湿球温度和室外相对湿度。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：采用干湿球温度表监测室外干球温度和室外湿球温度，并依照干湿球温度与湿度对照表得出室外相对湿度。
10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：三种运行模式的运行条件如下：
A、机械制冷机组(3)单独运行模式：
当获取的室外干球温度T1≤a℃，室外湿球温度T2＞b℃，相对湿度ψ＞c％时，机械制冷机组(3)单独运行，间接蒸发冷却机组(2)待机；
B、间接蒸发冷却机组(2)单独运行模式：
1)当获取的室外干球温度T1≤a℃，室外湿球温度T2≤b℃，相对湿度ψ≤c％时；
2)当获取的室外干球温度T1≤d℃，d＜a；
以上两个条件满足其中之一时，间接蒸发冷却机组(2)单独运行，机械制冷待机；
C、机械制冷机组(3)与间接蒸发冷却机组(2)联合运行模式：
当获取的室外干球温度T1≤a℃，室外湿球温度T2＜b℃，相对湿度ψ＞c％时，机械制冷机组(3)与间接蒸发冷却机组(2)联合运行。
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