CN110631232B - 冷却机组的控制方法及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种冷却机组的控制方法及存储介质,该方法包括:按照第一预设时间周期,检测冷却机组的机组回风温度、机组出风温度;在所述机组回风温度小于设定的回风温度值时,根据所述机组出风温度确定所述冷却机组的运行模式,所述运行模式包括制冷剂循环模式或自然冷源模式。以此能够改善现有技术中数据中心的内部空间容易出现温度波动大的问题。

Description

冷却机组的控制方法及存储介质
技术领域
本申请涉及冷却设备技术领域,具体而言,涉及一种冷却机组的控制方法及存储介质。
背景技术
数据机房冷却空调PUE(Power Usage Effectiveness,电源使用效率)值要求越来越高,传统空调机械制冷的方式能耗太高,无法满足绿色建设方案。出于节能需求,市场上逐渐出现了利用自然冷源进行降温的方式,利用自然冷源的方式主要采用的是间接蒸发冷却技术。
目前,间接蒸发冷却机组大多根据单一的回风温度对机组进行控制,这难以保证数据机房的温度在合理范围内,而数据机房的温度波动大会进一步导致机组启停频繁,机组能耗大。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种冷却机组的控制方法及存储介质,用以改善现有技术中数据机房容易出现温度波动大的问题。
第一方面,本申请实施例提供一种冷却机组的控制方法,所述方法包括:
按照第一预设时间周期,检测冷却机组的机组回风温度、机组出风温度;
在所述机组回风温度小于设定的回风温度值时,根据所述机组出风温度确定所述冷却机组的运行模式,所述运行模式包括制冷剂循环模式或自然冷源模式。
通过上述方法,可以通过两级判断确定冷却机组的运行模式,相较于仅依赖一个回风温度对整个机组进行控制的方式,考虑到了从冷却机组的室内出风口到目标空间的出风情况,结合机组出风温度、机组回风温度确定出的运行模式更适用于数据中心的内部空间。从一定程度上可以降低整个机组的启停切换次数,避免机组频繁启停而导致能耗过高。既实现了对数据中心内部空间的合理控温又实现了冷却机组的节能运行。
结合第一方面,在一种可能的设计中,在所述机组回风温度大于所述设定的回风温度值时,控制所述冷却机组执行所述制冷剂循环模式。
通过上述实现方式,可以在判断结果表明机组出风温度过高时,直接确定冷却机组的运行模式为制冷剂循环模式,以快速对数据中心的内部空间进行降温。
结合第一方面,在一种可能的设计中,所述在所述机组回风温度小于设定的回风温度值时,根据所述机组出风温度确定所述冷却机组的运行模式,包括:
在所述机组回风温度小于设定的回风温度值时,判断所述机组出风温度是否大于设定的出风温度上限值;
若所述机组出风温度大于所述设定的出风温度上限值,控制所述冷却机组执行所述制冷剂循环模式。
通过上述实现方式,可以在两级判断结果表明回风温度合理,但出风温度过高时,控制机组执行制冷剂循环模式,以使尽快降低出风温度,避免温度过高的气流对数据中心的内部空间温度造成影响。
结合第一方面,在一种可能的设计中,所述在所述机组回风温度小于设定的回风温度值时,根据所述机组出风温度确定所述冷却机组的运行模式,包括:
在所述机组回风温度小于设定的回风温度值时,判断机组出风温度是否小于设定的出风温度下限值;
若所述机组出风温度小于所述设定的出风温度下限值,控制所述冷却机组执行所述自然冷源模式。
通过上述实现方式,可以在两级判断结果表明机组回风温度合理,且出风温度过低时,控制机组执行自然冷源模式。在确定出运行模式后,有利于基于确定出的运行模式进行后续优化控制,避免冷却机组的各项温度出现突变。
结合第一方面,在一种可能的设计中,所述冷却机组包括:第一风机、第二风机、水泵、压缩机,所述第一风机用于引导气流从所述冷却机组的第一出风口排出至数据中心的外部空间,所述第二风机用于引导气流从所述冷却机组的第二出风口排出至所述数据中心的内部空间,所述水泵用于驱动冷却水对所述冷却机组的内部通道内的气流进行冷却,所述压缩机用于输出经压缩的制冷剂,经压缩的制冷剂在汽化时实现制冷散热;所述方法还包括:
在所述冷却机组的当前运行模式为所述自然冷源模式时,控制所述第一风机以允许的最大频率工作,所述水泵和所述第二风机分别以各自的初始设置频率工作,所述压缩机关闭;
在所述冷却机组的当前运行模式为所述制冷剂循环模式时,控制所述第一风机以允许的最大频率工作,所述水泵、所述第二风机、所述压缩机分别以各自的初始设置频率工作。
通过上述实现方式,可以在不同的运行模式下分别对相应模式下的核心控制组件进行优化调节,避免冷却机组的各项温度数据出现突变,避免数据中心的内部空间温度出现大幅度波动。
结合第一方面,在一种可能的设计中,按照所述第一预设时间周期,检测所述冷却机组的机组水温;
在所述冷却机组的当前运行模式为所述自然冷源模式时,根据所述机组水温调节所述第一风机、所述第二风机和所述水泵的工作频率。
通过上述实现方式,相较于仅依赖气流温度的控制方式,结合机组水温对冷却机组进行控制能够充分利用自然冷源,相较于现有技术能够避免机械制冷时间过长。
结合第一方面,在一种可能的设计中,根据所述机组出风温度,计算所述冷却机组的出风温度变化速率;
在所述冷却机组的当前运行模式为所述制冷剂循环模式时,根据所述出风温度变化速率调节所述压缩机的工作频率。
通过上述实现方式,能够充分考虑到机组自身的运行变化情况,避免机组自身温度变化率异常而对数据中心的内部空间造成不良影响。
结合第一方面,在一种可能的设计中,所述冷却机组包括风阀,所述风阀用于调节所述冷却机组的内部通道内的风量;所述方法还包括:
在所述冷却机组的当前运行模式为所述制冷剂循环模式时,控制所述风阀关闭;
在所述冷却机组的当前运行模式为所述自然冷源模式时,控制所述风阀开启。
通过上述实现方式,以此能够改变不同运行模式下的出风气流,从而使得数据中心的内部空间温度波动较小。
结合第一方面,在一种可能的设计中,所述第一风机、所述第二风机、所述水泵和所述压缩机均为多个,所述方法还包括:
在所述冷却机组的当前运行模式为所述自然冷源模式时,根据检测到的冷却机组的机组水温,调节所述第一风机、所述第二风机和所述水泵的开启个数,所有的压缩机关闭;
在所述冷却机组的当前运行模式为所述制冷剂循环模式时,根据计算出的所述冷却机组的出风温度变化速率,调节所述压缩机的开启个数,所述第一风机、所述第二风机和所述水泵的运行数量维持恒定。
通过上述实现方式,能够通过改变冷却机组各个可控组件的运行数量,以实现对于各个可控组件的加载或卸载,从而对相应运行模式下的冷却机组进行优化控制。
第二方面,本申请实施例提供一种冷却机组的控制装置,该装置包括检测模块、控制模块;
检测模块,用于按照第一预设时间周期,检测冷却机组的机组回风温度、机组出风温度;
控制模块,用于在所述机组回风温度小于设定的回风温度值时,根据所述机组出风温度确定所述冷却机组的运行模式,所述运行模式包括制冷剂循环模式或自然冷源模式。
通过上述装置能够执行前述第一方面提供的方法,能够采用上述方法对冷却机组进行控制的数据中心温度波动较小,有利于满足节能需求。
第三方面,本申请实施例提供一种存储介质,所述存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时执行前述第一方面所述的方法中的步骤。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种冷却机组的控制方法的流程图。
图2为本申请实施例提供的一个实例中的一种冷却机组的示意图。
图3为本申请实施例提供的一个实例中的冷却机组的控制方法流程图。
图4为本申请实施例提供的一个实例中的冷却机组的控制方法的部分流程图。
图5为本申请实施例提供的另一个实例中的冷却机组的控制方法的部分流程图。
图6为本申请实施例提供的一种冷却机组的控制装置的功能模块框图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。
数据中心的内部空间通常存在许多电子设备,这些电子设备可能作为网络基础建设中的组件,对于数据传递、数据展示、数据计算、数据存储有重要意义。
PUE(Power Usage Effectiveness,电源使用效率),是评价数据中心能源效率的指标,表示数据中心消耗的所有能源与IT负载使用的能源之比。PUE这一比值越接近1则表明能效水平越好,数据中心的绿色化程度越高。PUE值已成为国际上较为通用的数据中心电力使用效率的衡量指标。
若是以传统的空调机械制冷方案对数据中心的内部空间进行温度调节,持续以传统空调机械制冷的方式进行温度调控会造成能耗过高。
在市场上出现利用自然冷源进行降温的间接蒸发冷却技术后,发明人经过研究发现,现有的冷却机组是根据单一的回风温度对机组进行控制的,这样的方式难以将数据中心的温度控制在合理范围内。
有鉴于此,发明人提出以下实施例改善现有技术的缺陷,以将数据中心的温度控制在合理范围内,避免数据中心的内部空间出现较大的温度波动,从而造成冷却机组的频繁启停。
请参阅图1,图1为本申请实施例提供的一种冷却机组的控制方法的流程图,该方法能够应用于对数据中心的内部空间进行温度调节的冷却机组。可以理解的是,该方法除了可以用于对数据中心的冷却机组进行控制,还能用于对其他场所的内部空间进行温度调节的冷却机组进行控制。其中,其他场所是指对环境要求较高,且需要将温度控制在一个合理范围的场所。
其中,冷却机组的控制方法可以被一个控制器执行,控制器可以作为冷却机组的一部分,被安装在冷却机组上。控制器也可以作为独立结构,在控制器与冷却机组建立通信连接关系的情况下,控制器可以获取冷却机组的各项参数,并向冷却机组下发控制指令。
控制器可能是一种集成电路芯片,具有运算处理能力。控制器可以是中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件。控制器还可能是一种具有运算处理能力的设备,用以实现或执行本申请实施例中公开的方法。
如图1所示,该冷却机组的控制方法包括步骤:S110-S120。为了便于描述,下面将以应用于数据中心的冷却机组为例对方法流程进行介绍。
S110:按照第一预设时间周期,检测冷却机组的机组回风温度、机组出风温度。
其中,本申请实施例中的冷却机组可以是一种间接蒸发冷却机组,具有室内风道和室外风道。室内风道和室外风道中的任一风道都设置有相应的进风口、出风口。在每个出风口设置有相应的风机,风机用于引导气流从冷却机组的出风口排出至冷却机组外部。通过对室外风道处的第一风机进行控制,能够改变流向数据中心外部空间的气流速度,通过对室内风道处的第二风机进行控制,能够改变流向数据中心内部空间的气流速度。在室内风道还设置有压缩机,压缩机用于对制冷剂进行压缩,经压缩的制冷剂在汽化时进行制冷散热。
在室内风道的进风口处、出风口处均设置有温度传感器,温度传感器用以检测冷却机组的机组回风温度、机组出风温度。冷却机组中设置有水箱或接水盘等储水结构,还设置有与储水结构连接的水泵。通过对水泵的控制可以调节从储水结构中流出的水量,或,改变在冷却机组的内部通道内流动的水流速度。其中,在储水结构处也设有温度传感器,用以检测冷却机组的机组水温。
在S110中,控制器可以按照第一预设时间周期获取冷却机组的机组回风温度、机组出风温度、机组水温。例如,控制器可通过定期获取温度传感器的数据实现对冷却机组的各项温度检测,得到冷却机组的机组回风温度、机组出风温度、机组水温。
本领域技术人员可以根据实际情况任意设置第一预设时间周期,第一预设时间周期可以是5秒、10秒、20秒、30秒、1分钟等。
在每次得到冷却机组的各项温度数据时,执行S120,以使在每个第一预设时间周期的时间间隔内,都可以对获取到的各项温度数据进行对比判断。
S120:在机组回风温度小于设定的回风温度值时,根据机组出风温度确定冷却机组的运行模式,运行模式包括制冷剂循环模式或自然冷源模式。
其中,在每次得到冷却机组的各项温度数据时,先对机组回风温度进行判断,再对机组出风温度进行判断。通过对机组回风温度、机组出风温度的两级判断能够确定出冷却机组的运行模式。运行模式中的自然冷源模式表示利用循环流动的冷却水进行散热的模式,运行模式中的制冷剂循环模式表示利用循环流动的制冷剂进行散热的模式。
在确定出冷却机组的运行模式后,可以通过控制冷却机组的风机、水泵、压缩机等可控组件,实现对于冷却机组的运行模式切换或实现运行模式下的优化。
在一个实例中,对于图2所示结构的冷却机组,可以采用图3所示的控制流程对图2的冷却机组进行控制。图2中,“M”、“N”分别表示冷却机组的室外风道的进风口、出风口,“P”、“Q”分别表示冷却机组的室内风道的进风口、出风口,从“Q”处流出的气流可以调节数据中心内部空间的温度。
如图2所示,冷却机组包括第一风机10、第二风机20、挡水板11、喷淋管12、湿帘纸13、接水盘14、压缩机21、表冷器16、膨胀阀23、蒸发器24、水泵15、冷凝器22、风阀25、电磁阀17。其中,第一风机10、第二风机20、水泵15、压缩机21、风阀25、电磁阀17为可控组件,其余组件为固定的组件。冷却机组可以从两个方面进行散热,分别对应两种运行模式:自然冷源模式和制冷剂循环模式。
第一方面,接水盘14中存储的冷却水可以在水泵15的控制下,流经室内风道内的表冷器16,再依次流经室外风道的喷淋管12、湿帘纸13并回到接水盘14。其中,从表冷器16流出的冷却水既可以通过电磁阀17流向喷淋管12,也可以先流向冷凝器22再流向喷淋管12。
冷却水在经过室内风道时,可以对室内风道的内部组件、流经室内风道的气流进行降温。从室外风道的进风口至出风口的气流可以对已经过室内风道的高温冷却水进行降温,挡水板11可以避免回到室外风道的冷却水被气流送至冷却机组外部,或,避免冷却水飞溅。
第二方面,压缩机21可以输出经过压缩的制冷剂,经压缩的制冷剂可能具有高温高压性质,在制冷剂汽化时可以实现制冷散热。从压缩机21流出的制冷剂可以经过冷凝器22、膨胀阀23、蒸发器24,再回到压缩机21。
在室内风道中,通过流至蒸发器24的制冷剂能够降低室内风道的气流温度,实现对于数据中心内部空间的散热。此外,流至冷凝器22的制冷剂可以与流至冷凝器22的冷却水进行热交换,以此可以充分利用自然冷源,使得自然冷源向制冷剂提供冷却效果,进而提升冷却机组对数据中心的散热效果。
如图3所示,当接收到对于冷却机组的开机需求时,可以对冷却机组进行初始化操作,对冷却机组的所有可控组件进行初始化配置,使得这些可控组件按照初始化配置进行工作,并持续检测冷却机组的机组回风温度T1、机组出风温度T2、机组水温T3。初始化配置的各项参数可能是预先设置的,也可能是根据冷却机组的历史运行记录得到的。
作为一种实现方式,初始模式下的所有可控组件可以是开启状态。
在第一预设时间周期t内,先将检测到的机组回风温度T1与设定的回风温度值T1SET进行比较,若是判断出机组回风温度T1大于或等于设定的回风温度值T1SET,则控制冷却机组执行制冷剂循环模式A。以此能够通过一级温度判断出是否直接执行制冷剂循环模式A,在机组回风温度T1过大时表明从数据中心反馈回来的回风温度过高,直接进入制冷剂循环模式A进行制冷散热。
当在判断出机组回风温度T1小于设定的回风温度值T1SET时,则根据机组出风温度T2进行二级判断,以确定出冷却机组的运行模式,确定出的运行模式可能是制冷剂循环模式A,也可能是自然冷源模式B。
需要说明的是,上述图2所示的冷却机组结构仅作为示例,本申请实施例提供的方法还可应用于具有更多或更少组件的冷却机组,例如冷却机组还可以有更多的固定组件,或冷却机组可以省却部分阀门,只需满足冷却机组具备用于执行各个运行模式的基本可控组件即可,基本可控组件包括第一风机10、第二风机20、水泵15、压缩机21。
通过上述方法能够通过两级判断确定冷却机组的运行模式,相较于现有技术中仅依赖一个回风温度对整个机组进行控制的方式,充分考虑到了从冷却机组的室内出风口到目标空间的出风情况,结合机组出风温度、机组回风温度确定出的运行模式更适用于具有较高环境要求的内部空间。通过两级判断确定运行模式的方式更为智能、灵活,相较于仅靠一个回风温度进行控制的方式,从一定程度上可以降低整个机组的启停切换次数,避免机组频繁启停而导致能耗过高。以此既实现了对数据中心内部空间的合理控温,又实现了冷却机组的节能运行。
其中,在S120中,可以将检测到的机组出风温度与设定的温度阈值进行对比,以识别出机组出风温度所在的温度区间,从而根据识别出的温度区间确定冷却机组的运行模式。
作为S120的一种实现方式,S120可以包括子步骤S121-S122。
S121:在机组回风温度小于设定的回风温度值时,判断机组出风温度是否大于设定的出风温度上限值。
S122:若机组出风温度大于设定的出风温度上限值,控制冷却机组执行制冷剂循环模式。
仍以图3所示的流程为例,在第一预设时间周期t内判断出机组回风温度T1小于设定的回风温度值T1SET时,继续判断该第一预设时间周期t的机组出风温度T2是否大于设定的出风温度上限值T2SETH,在判断结果表明机组出风温度T2过高时,确定冷却机组需要以制冷剂循环模式B运行。
以此可以在机组回风温度T1满足条件时,判断冷却机组的出风情况是否合理,若机组出风温度T2过高,则控制冷却机组执行制冷剂循环模式,以使冷却机组的出风气流温度降低,避免温度过高的气流对数据中心造成不良影响。
作为S120的另一种实现方式,S120可以包括子步骤S123-S124。
S123:在机组回风温度小于设定的回风温度值时,判断机组出风温度是否小于设定的出风温度下限值。
S124:若机组出风温度小于设定的出风温度下限值,控制冷却机组执行自然冷源模式。
以图3所示的流程为例,在识别出机组回风温度T1小于设定的回风温度值T1SET时,将机组出风温度T2与设定的出风温度下限值T2SETL进行对比。在机组出风温度T2小于设定的出风温度下限值T2SETL时,控制冷却机组执行自然冷源模式A。
以此可以在机组回风T1温度满足设定条件,且机组出风温度T2过低时,确定将冷却机组的当前工作状态切换为自然冷源模式A。通过在机组回风温度T1、机组出风温度T2均小于相应的设定值的情况下,控制冷却机组执行自然冷源模式A,可以使得数据中心的内部空间温度波动小。
其中,在机组回风温度T1小于设定的回风温度值T1SET的情况下,若机组出风温度T2介于设定的出风温度下限值T2SETL与设定的出风温度上限值T2SETH之间,则维持冷却机组的当前运行模式不变。
通过上述S120的多种实现方式,将机组回风温度T1小于设定的回风温度值T1SET的这一条件,作为机组回风温度T1在合理范围内的判断条件。在确定出机组回风温度T1已经合理的情况下,通过对机组出风温度T2的进一步判断能够保持数据中心的温度稳定,且进一步节能。
在确定出冷却机组的运行模式的情况下,若确定出冷却机组的当前运行模式为自然冷源模式,则可以进一步对机组水温进行判断,从而对处于自然冷源模式下的冷却机组进行优化调节;而若确定出冷却机组的当前运行模式为制冷剂循环模式,则可以根据机组出风温度的变化情况进行判断,从而对处于制冷剂循环模式下的冷却机组进行优化调节。以此能够实现对于冷却机组的三级判断,基于三级判断结果可以确定当前运行模式下的优化操作。
下面将结合具备第一风机10、第二风机20、水泵15、压缩机21等可控组件的冷却机组,分别介绍自然冷源模式下的优化控制过程和制冷剂循环模式下的优化控制过程。任一种模式下的优化控制过程可以视为对冷却机组的各个可控组件的加卸载调节。
在S120之后,方法还可以包括S130-S140或S150-S160。S130-S140是基于各变频组件的频率进行优化控制,S150-S160是基于各定频组件的数量进行优化控制。
作为一种实现方式,若第一风机10、第二风机20、水泵15和压缩机21是频率可变的组件,则可以通过调节第一风机10、第二风机20、水泵15和压缩机21的频率改变冷却机组的运行模式,或通过调节第一风机10、第二风机20、水泵15和压缩机21的频率实现相应运行模式下的优化控制,基于频率的优化控制过程包括S130-S140。
S130:在冷却机组的当前运行模式为自然冷源模式时,控制第一风机10以允许的最大频率工作,水泵15和第二风机20分别以各自的初始设置频率工作,压缩机21关闭。
S140:在冷却机组的当前运行模式为制冷剂循环模式时,控制第一风机10以允许的最大频率工作,水泵15、第二风机20和压缩机21分别以各自的初始设置频率工作。
由于在实际应用中,第一风机10、第二风机20、水泵15和压缩机21各自的具体位置不同,各自的作用也不同,第一风机10、第二风机20、水泵15和压缩机21各自的初始设置频率可能是不同的。因此,具体的频率值不应作为对本申请的限制。
作为另一种实现方式,若第一风机10、第二风机20、水泵15和压缩机21是以固定频率工作的组件,第一风机10、第二风机20、水泵15和压缩机21均为多个,则可以通过开启不同数量的可控组件实现对于相应运行模式下的优化控制。基于数量的优化控制过程包括S150-S160。
S150:在冷却机组的当前运行模式为自然冷源模式时,根据检测到的冷却机组的机组水温,调节第一风机10、第二风机20和水泵15的开启个数,所有的压缩机21关闭。
S160:在冷却机组的当前运行模式为制冷剂循环模式时,根据计算出的冷却机组的出风温度变化速率,调节压缩机21的开启个数,第一风机10、第二风机20和水泵15的运行数量维持恒定。
在上述两种实现方式下,第一风机10作为对各个运行模式下的室外风道气流进行调节的主要控制组件,通过对冷却机组的第一风机10的控制,可以改变从冷却机组的第一出风口排出至数据中心的外部空间的气流。第二风机20作为对各个运行模式下的室内风道气流进行调节的主要控制组件,通过对第二风机20的控制,可以改变从冷却机组的第二出风口排出至数据中心的内部空间的气流。压缩机21作为制冷剂循环模式下的核心控制组件,用于输出经压缩的制冷剂。水泵15作为自然冷源模式下的核心控制组件,用于驱动冷却水对冷却机组内部通道内的气流进行冷却。
通过上述方法,可以在不同的运行模式下对冷却机组的各个可控组件进行不同的调节。可以理解的是,在其他实施例中,频率调节和数量调节这两种方式可以结合使用,以实现对于相应模式下的优化控制。相较于仅依赖气流温度进行控制的方式,结合机组水温进行控制能够充分利用自然冷源,避免机械制冷时间过长。相较于仅根据单一的温度大小进行控制的方式,通过温度变化率进行优化,能够充分考虑到机组自身的运行变化情况,避免机组自身温度变化率异常而对数据中心的内部空间造成不良影响。
可选地,若冷却机组还包括用于调节室内风道内气流速度的风阀25,则在自然冷源模式下还可以开启风阀25,在制冷剂循环模式下将风阀25关闭。通过对风阀25的控制可以调节冷却机组内部通道内的风量,减小数据中心的温度波动。
以图2为例,在压缩机21未开启、风阀25开启的情况下,冷却机组的室内风道进风口处的回风气流经过表冷器16后再经风阀25,流向数据中心的内部空间,无需经过蒸发器24以对第二风机20造成更多的电能消耗。在压缩机21开启、风阀25关闭的情况下,回风气流可经过表冷器16后再经蒸发器24,流向数据中心的内部空间,能够快速进行温度调节。
可选地,若冷却机组还包括用于将室内风道中的表冷器16与室外风道中的喷淋管12连接的电磁阀17,则在自然冷源模式下还可以开启电磁阀17,用以将表冷器16中的冷却水直接引回室外风道中的喷淋管12。在制冷剂循环模式下,可以将电磁阀17关闭,以使表冷器16中的冷却水能够进入冷凝器22,从而与流经冷凝器22的制冷剂进行热交换,利用自然冷源提升对于制冷剂的冷却效果。
作为上述S130的一种实现方式,S130可以包括子步骤S131-S132。
S131:按照第一预设时间周期,检测冷却机组的机组水温。
S132:在冷却机组的当前运行模式为自然冷源模式时,根据机组水温调节第一风机10、第二风机20和水泵15的工作频率。
其中,在自然冷源模式下,可以通过将机组水温与预设的水温阈值进行对比,可以识别出机组水温所在的温度区间,从而根据确定出的温度区间确定执行哪一种优化流程。
请参阅图4,在进入自然冷源模式A后,每次获取到的机组水温T3都和设定的两个水温阈值进行比较。设定的两个水温阈值分别为水温下限值T3SETL、水温上限值T3SETH。
当机组水温T3小于设定的水温下限值T3SETL时,以预设的第二时间周期执行S201-S203的优化流程。
S201:按照每个预设的第二时间周期,增大第二风机20的工作频率。
其中,第二时间周期的时间长度为第一时间周期t的时间长度的整数倍,在一个实例中,第二时间周期的长度为第一时间周期t的3倍。若每隔10秒检测一次机组回风温度T1、机组出风温度T2、机组水温T3,则每隔10秒执行一轮三级判断以确定运行模式为自然冷源模式A,但每隔30秒对第二风机20进行一次升频调节和对第二风机20的频率判断。
S202:判断第二风机20的当前工作频率是否达到第二风机20所允许的频率上限。若第二风机20的当前工作频率小于第二风机20所允许的频率上限,则跳转执行S201。若第二风机20的当前工作频率等于第二风机20所允许的频率上限,则执行S203。
S203:在第二风机20以允许的频率上限进行运行时,关闭第一风机10,并从下一个第二时间周期起,按照每个预设的第二时间周期,降低水泵15的工作频率,直至水泵15的工作频率被降低至水泵15对应的最低频率。
通过S201-203的优化流程,能够逐渐提升水温,使得机组水温T3较为平缓地得到提升,直至机组水温T3大于或等于水温下限值T3SETL。以此可以避免温度过低的冷却水流至冷却机组的室内风道,从而避免温度高于机组水温T3的回风气流遇到温度过低的冷却水,导致室内风道内出现水珠,例如机组回风温度T1为38摄氏度的回风气流在遇到流经表冷器16的5摄氏度冷却水时,容易形成水珠。通过前述优化流程能够避免送至数据机房的气流湿度过大,有利于将机组出风温度T2控制在数据中心的露点温度以上,避免数据中心内部空间的湿度过大。
当机组水温T3大于设定的水温上限值T3SETH时,以预设的第二时间周期执行S211-S213的优化流程。
S211:控制第一风机10以允许的最大频率工作,按照每个预设的第二时间周期增大水泵15的工作频率,直至达到水泵15所允许的频率上限。
第一风机10以允许的最大频率工作表示第一风机10全开。
S212:判断水泵15的当前工作频率是否达到水泵15所允许的频率上限,若水泵15的当前工作频率小于水泵15对应的频率上限,则跳转执行S211。
S213:在水泵15的当前工作频率达到水泵15所允许的频率上限时,按照每个第二时间周期降低第二风机20的工作频率,直至第二风机20的工作频率降至第二风机20对应的最低频率。
通过S211-213的优化流程,能够逐渐降低水温,使得机组水温T3较为平缓地得到降低,直至机组水温小于或等于水温上限值T3SETH。以此能够通过降低冷却水的温度,提升对室内风道内的各个组件进行降温的散热效果,从而避免流向数据中心的出风气流温度过高,而对数据中心的内部空间温度造成明显影响。
其中,当在自然冷源模式A下,识别出机组水温T3介于水温下限值T3SETL、水温上限值T3SETH之间时,则维持冷却机组的各个可控组件运行状态不变,即继续执行之前的运行模式。
可选地,每次升频或降频的百分比可以相同。例如,每次优化控制过程中,可以5%、10%、20%等百分比进行升频或降频控制。
需要说明的是,不论当前运行模式是哪种模式,一旦按照第一时间周期检测到新的温度参数,仍然是先对机组回风温度进行判断,再对机组出风温度进行判断。
在一种可能的情况下,对于已经进入自然冷源模式优化调节过程中的冷却机组,在识别到机组回风温度和/或机组出风温度未满足设定的条件时,可能会跳出当前的自然冷源模式,不再继续判断机组水温。
在现有技术中,仅依靠回风温度对机组进行控制的方式可能无法充分利用自然冷源,从而导致机械制冷的时间会更长,造成能耗高。而通过上述方法中基于检测的机组水温进行三级判断的方式,能够在一级判断、二级判断的基础上,根据机组水温改变各个可控组件的工作频率,充分利用自然冷源,避免冷却机组轻易进行机械制冷而消耗过多能量。通过针对机组水温对应的三种温度区间分别设置相应的优化流程,可以使得数据中心内部空间的温度稳定,且进一步实现节能。
作为上述S140的一种实现方式,S140可以包括子步骤S141-S142。
S141:根据机组出风温度,计算冷却机组的出风温度变化速率。
S142:在冷却机组的当前运行模式为制冷剂循环模式时,根据出风温度变化速率调节压缩机21的工作频率。
其中,出风温度变化速率VT可以表示两个机组出风温度T2的差值。可以按照第三时间周期计算冷却机组的出风温度变化速率VT。第三时间周期的时间长度为第一时间周期的整数倍。
在一个实例中,第三时间周期的长度为第一时间周期的2倍。若每隔10秒检测一次机组出风温度T2,则可以根据连续两次检测到的机组出风温度T2计算出风温度变化速率VT。
其中,在制冷剂循环模式下,可以通过将出风温度变化速率VT与预设的温度变化阈值进行对比,可以识别得到出风温度变化速率VT所在的温度区间,从而根据确定的温度区间确定执行哪一种优化流程。
请参阅图5,在进入制冷剂循环模式B后,每次计算出的出风温度变化速率VT都可以与设定的两个温度变化阈值进行比较,设定的两个温度变化阈值分别为温度变化下限VTSETL、温度变化上限VTSETH。
当识别到出风温度变化速率VT小于设定的温度变化下限VTSETL时,按照第三时间周期增大压缩机21的工作频率,直至将压缩机21的工作频率调至压缩机21所允许的频率上限。
当识别到出风温度变化速率VT介于设定的温度变化下限VTSETL与温度变化上限VTSETH之间时,维持压缩机21的当前运行状态不变,压缩机21的工作频率不变。
当识别到出风温度变化速率VT大于设定的温度变化上限VTSETH时,按照第三时间周期降低压缩机21的工作频率。直至将压缩机21的工作频率调至压缩机21所允许的频率下限。
通过上述优化流程,可以基于计算得到的出风温度变化速率VT,进行制冷剂循环模式下的三级判断,从而对制冷剂循环模式下的冷却机组进行优化调节。
在实际应用中,通过前述方法中的两级判断,能够使得冷却机组在检测到机组回风温度过大、机组出风温度过大时都会进入制冷剂循环模式,而制冷剂循环模式的制冷能量来源于压缩机21输出的制冷剂。上述优化流程可以通过调节压缩机21以改变冷却机组在制冷剂循环模式的制冷能力,使得检测到的机组回风温度能够尽快满足数据中心所需要的温度范围,但在检测到机组出风温度临近目标温度时,通过上述优化流程可以减缓制冷能力,避免造成由于温度变化太快而反超出目标温度。目标温度有可能与具体的内部空间需求有关,可能不是前述设定的回风温度值。
以第10秒的机组出风温度T1为30摄氏度,第20秒的机组出风温度T1为29摄氏度,且目标温度是25摄氏度为例,计算出从第10秒至第20秒的VT为1摄氏度,若想尽快达到25摄氏度这一目标温度,需要增大制冷能力,升高压缩机21工作频率,在压缩机21工作频率升高后,下一次计算出的VT会大于1摄氏度,可能为2摄氏度,以此能够提高冷却机组的工作效率。但若机组出风温度T1已经为24摄氏度,此时临近25摄氏度这一目标温度,需要减缓制冷能力,避免出风气流变化过快,导致输出的气流温度远低于目标温度。
通过前述方法中的三级判断,以及分别针对自然冷源模式、制冷剂循环模式的优化流程,可以使得冷却机组的各项温度都更加稳定,机组回风温度、机组出风温度、机组水温都能够变得更加稳定,即使其中一项温度未在合理范围内,通过上述方法也可以在节能运行的情况下尽快将各项温度调节至对应的合理范围,且各项温度的变化是较为平滑的,能够避免数据机房的内部空间温度出现大幅度波动的现象。而通过将数据中心的内部空间温度控制在合理范围内,可以避免冷却机组频繁启停,进一步降低冷却机组的能耗。
基于同一发明构思,本申请实施例还提供了一种冷却机组的控制装置400,该装置用于执行冷却机组的控制方法,该装置可以软件功能模块或软件程序被存储在一存储介质中。
如图6所示,该装置可包括检测模块401、控制模块402。
检测模块401用于按照第一预设时间周期,检测冷却机组的机组回风温度、机组出风温度。控制模块402用于在机组回风温度小于设定的回风温度值时,根据机组出风温度确定冷却机组的运行模式,运行模式包括制冷剂循环模式或自然冷源模式。
可选地,控制模块402还用于在机组回风温度大于设定的回风温度值时,控制冷却机组执行制冷剂循环模式。
可选地,控制模块402还用于在机组回风温度小于设定的回风温度值时,判断机组出风温度是否大于设定的出风温度上限值;若机组出风温度大于设定的出风温度上限值,控制冷却机组执行制冷剂循环模式。
可选地,控制模块402还用于在机组回风温度小于设定的回风温度值时,判断机组出风温度是否小于设定的出风温度下限值;若机组出风温度小于设定的出风温度下限值,控制冷却机组执行自然冷源模式。
可选地,控制模块402还用于在冷却机组的当前运行模式为自然冷源模式时,控制第一风机10以允许的最大频率工作,水泵15和第二风机20分别以各自的初始设置频率工作,压缩机21关闭。在冷却机组的当前运行模式为制冷剂循环模式时,控制第一风机10以允许的最大频率工作,水泵15、第二风机20、压缩机21分别以各自的初始设置频率工作。
可选地,检测模块401还用于按照第一预设时间周期,检测冷却机组的机组水温。控制模块402还用于在冷却机组的当前运行模式为自然冷源模式时,根据机组水温调节第一风机10、第二风机20和水泵15的工作频率。
可选地,检测模块401还用于根据机组出风温度,计算冷却机组的出风温度变化速率,控制模块402还用于在冷却机组的当前运行模式为制冷剂循环模式时,根据出风温度变化速率调节压缩机21的工作频率。
可选地,控制模块402还用于在冷却机组的当前运行模式为制冷剂循环模式时,控制风阀25关闭;在冷却机组的当前运行模式为自然冷源模式时,控制风阀25开启。
可选地,若第一风机10、第二风机20、水泵15和压缩机21均为多个,控制模块402还用于在冷却机组的当前运行模式为自然冷源模式时,根据检测到的冷却机组的机组水温,调节第一风机10、第二风机20和水泵15的开启个数,所有的压缩机21关闭;在冷却机组的当前运行模式为制冷剂循环模式时,根据计算出的冷却机组的出风温度变化速率,调节压缩机21的开启个数,第一风机10、第二风机20和水泵15的运行数量维持恒定。
除了前述实施例以外,本申请实施例还提供一种存储介质,存储介质上存储有计算机程序,计算机程序被处理器运行时执行冷却机组的控制方法。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露装置和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,功能模块的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式。各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
需要说明的是,功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者控制设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、存储器等各种可以存储程序代码的介质。
在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种冷却机组的控制方法,其特征在于,所述方法包括:
按照第一预设时间周期,检测冷却机组的机组回风温度、机组出风温度;
在所述机组回风温度小于设定的回风温度值时,根据所述机组出风温度确定所述冷却机组的运行模式,所述运行模式包括制冷剂循环模式或自然冷源模式;
其中,所述在所述机组回风温度小于设定的回风温度值时,根据所述机组出风温度确定所述冷却机组的运行模式,包括:
在所述机组回风温度小于设定的回风温度值时,判断所述机组出风温度是否大于设定的出风温度上限值;若所述机组出风温度大于所述设定的出风温度上限值,控制所述冷却机组执行所述制冷剂循环模式;
在所述机组回风温度小于设定的回风温度值时,判断机组出风温度是否小于设定的出风温度下限值;若所述机组出风温度小于所述设定的出风温度下限值,控制所述冷却机组执行所述自然冷源模式。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述机组回风温度大于所述设定的回风温度值时,控制所述冷却机组执行所述制冷剂循环模式。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述冷却机组包括:第一风机、第二风机、水泵、压缩机,所述第一风机用于引导气流从所述冷却机组的第一出风口排出至数据中心的外部空间,所述第二风机用于引导气流从所述冷却机组的第二出风口排出至所述数据中心的内部空间,所述水泵用于驱动冷却水对所述冷却机组的内部通道内的气流进行冷却,所述压缩机用于输出经压缩的制冷剂,经压缩的制冷剂在汽化时实现制冷散热;所述方法还包括:
在所述冷却机组的当前运行模式为所述自然冷源模式时,控制所述第一风机以允许的最大频率工作,所述水泵和所述第二风机分别以各自的初始设置频率工作,所述压缩机关闭;
在所述冷却机组的当前运行模式为所述制冷剂循环模式时,控制所述第一风机以允许的最大频率工作,所述水泵、所述第二风机、所述压缩机分别以各自的初始设置频率工作。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
按照所述第一预设时间周期,检测所述冷却机组的机组水温;
在所述冷却机组的当前运行模式为所述自然冷源模式时,根据所述机组水温调节所述第一风机、所述第二风机和所述水泵的工作频率。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据所述机组出风温度,计算所述冷却机组的出风温度变化速率;
在所述冷却机组的当前运行模式为所述制冷剂循环模式时,根据所述出风温度变化速率调节所述压缩机的工作频率。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述冷却机组包括风阀,所述风阀用于调节所述冷却机组的内部通道内的风量;所述方法还包括:
在所述冷却机组的当前运行模式为所述制冷剂循环模式时,控制所述风阀关闭;
在所述冷却机组的当前运行模式为所述自然冷源模式时,控制所述风阀开启。
7.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述第一风机、所述第二风机、所述水泵和所述压缩机均为多个,所述方法还包括:
在所述冷却机组的当前运行模式为所述自然冷源模式时,根据检测到的冷却机组的机组水温,调节所述第一风机、所述第二风机和所述水泵的开启个数,所有的压缩机关闭;
在所述冷却机组的当前运行模式为所述制冷剂循环模式时,根据计算出的所述冷却机组的出风温度变化速率,调节所述压缩机的开启个数,所述第一风机、所述第二风机和所述水泵的运行数量维持恒定。
8.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求1-7任一项所述的方法中的步骤。
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