CN111356338A - 冷量和流量结合的冷机投切控制系统及方法、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数据分析，提供一种冷量和流量结合的冷机投切控制系统，根据IT负荷控制制冷机组多台制冷机的加机或减机，包括：一次侧循环，包括设置在供回水管路与制冷机连通的水泵和冷机阀门；二次侧循环，包括设置在供回水管路的流量计、第一温度传感器和压差传感器，流量计测量二次侧的水流量，第一温度传感器测量二次侧的供回水温差，压差传感器测量二次侧的供回水压差；一次侧控制装置，包括流量积分仪和逻辑功能模块，流量积分仪获取第一温度传感器的供回水温差和流量计的流量值传输给逻辑功能模块，逻辑功能模块控制冷机阀门。本发明还提供一种方法、设备及介质。本发明根据空调负荷冷量和流量变化控制冷机自动投切。

Description

冷量和流量结合的冷机投切控制系统及方法、设备及介质

技术领域

本发明涉及数据分析技术领域，更为具体地，涉及一种冷量和流量结合的冷机投切控制系统及方法、设备及介质。

背景技术

随着互联网和计算机技术的发展，基于互联网提供的各种服务也变得越来越多，作为这些互联网应用服务载体的数据中心，其建设需求也在不断增加，巨大的用电容量给数据中心的建设带来了巨大的压力，据统计，数据中心冷站系统的能耗占数据中心总能耗的25-30％。如何提高数据中心冷站系统的能源效率，对于数据中心的节能要求意义重大。

传统数据中心的冷站冷冻水的控制方法：某些老的数据中心，仍采用传统的手动控制方式，根据运维人员自身的经验，手动控制冷机的加减机，由于数据中心大部分时间在部分负荷下运行，手动操作加减冷机势必造成大马拉小车情况时有发生，造成能源的极大浪费。对于新建的数据中心，一般采用采用冷水机组回水温度的办法来实现冷机的自动投切，当冷冻水回水温度超过设定值，控制系统会增开一台冷水机组；当回路温度低于某一设定值，控制系统会自动切除一台冷水机组。虽然回水温度可以反映数据中心的负荷变化，但是由于数据中心供水管路长，回水温度检测点一般设计在近冷机回水口附件，数据中心负荷变化后通过一段延时时间才能反应到冷机回水温度变化，冷机的调整总是落后于IT负荷的变化，不能更好的进行能源的匹配，有时超调的情况下，可能造成系统的振荡，势必造成能源的浪费。有些数据中心采用流量控制冷机的加减机，虽然流量的变化可以快速反应IT的变化，但是有时由于系统的盘管结垢，时常造成小温差，大流量的情况发生，因此流量反应负荷状态并不可靠，这种做法势必造成部分负荷运行的冷水机组比实际投入的台数多，冷站的效率降低的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种根据空调负荷冷量和流量变化，自动控制冷机的自动投切的冷量和流量结合的冷机投切控制系统及方法、设备及介质。

根据本发明的一个方面，提供一种冷量和流量结合的冷机投切控制系统，用于根据IT负荷控制制冷机组的多台制冷机的加机或减机，包括一次侧循环、二次侧循环和一次侧控制装置，所述一次侧循环包括设置在供回水管路的分别与各制冷机连通的水泵和控制各制冷机的冷机阀门；所述二次侧循环包括设置在供回水管路的流量计、第一温度传感器、第二温度传感器和压差传感器，所述流量计用于测量二次侧的水流量，第一温度传感器设置在供水管路上，第二温度传感器设置在回水管路上，第一温度传感器和第二温度传感器结合用于测量二次侧的供回水温差，压差传感器用于测量二次侧的供回水压差；所述一次侧控制装置包括流量积分仪和逻辑功能模块，所述流量积分仪获取第一温度传感器的供回水温差和流量计的流量值传输给逻辑功能模块，逻辑功能模块控制冷机阀门，从而控制制冷机的打开或关闭，

其中，所述逻辑功能模块包括：

制冷量获得单元，通过第一温度传感器和第二温度传感器感测供回水温差，通过压差传感器感测供回水压差，根据所述供回水温差和供回水压差获得冷机实际需要制冷量；

第一判断单元，判断冷机实际需求制冷量是否大于制冷机组中打开制冷机的第一设定比例的总制冷量或者流量计测量的二次侧的供回水管路的水流量是否大于第二设定比例的一次侧的打开水泵的总额定流量，当满足两个条件之一时，发送信号给逻辑控制单元；

第二判断单元，判断冷机实际需求制冷量是否小于制冷机组中打开制冷机的第三设定比例的总制冷量且流量计测量的二次侧的供回水管路的水流量是否小于第四设定比例的一次侧的打开水泵的总额定流量，当满足上述条件时，发送信号给逻辑控制单元；

逻辑控制单元，接收第一判断单元的信号，发出加机指令，打开加机指令对应的冷机阀门；接收第二判断单元的信号，发出减机指令，关闭减机指令对应的冷机阀门。

在一个实施例中，所述二次侧循环还包括设置在供回水管路的循环水泵组，循环水泵组包括多台循环水泵，通过循环水泵的打开和关闭保证IT负荷的供水流量变化需求。

在一个实施例中，还包括二次侧控制装置，所述二次侧控制装置包括变频器组和控制模块，变频器组包括多台变频器，一台变频器与一台循环水泵电连接，控制模块获取压差传感器感测的供回水压差，通过变频器控制对应的循环水泵的转速，保证IT负荷的供水流量变化需求，所述控制模块包括：

输出监测单元，监测变频器组工作的变频器的输出，当变频器组工作的变频器的输出达到第五设定比例的额定功率时，发送加开信号给控制单元；当变频器组工作的变频器的输出小于第六设定比例的额定功率时，发送减开信号给控制单元；

控制单元，根据输出监测单元的加开信号或减开信号发出加开指令或减开指令给给循环水泵组，加开一台循环水泵或关闭一台循环水泵。

在一个实施例中，还包括蓄冷罐，设置在二次侧的供回水管路之间，当IT负荷小于第七设定比例的单台制冷机负荷时，制冷机组停机，流量计实时检测二次侧的流量，根据二次侧的流量和蓄冷罐的容积确定冷却水供给时间，在冷却水供给时间减去制冷机启动时间之前，逻辑控制模块向冷机阀门发出重新启动的指令。

在一个实施例中，蓄冷罐设置有第三温度传感器和第四温度传感器，第三温度传感器用于测量蓄冷罐靠近出水口一侧的温度，第四温度传感器用于测量蓄冷罐靠近进水口一侧的温度。

根据本发明的第二个方面，提供一种冷量和流量结合的冷机投切控制方法，用于根据IT负荷控制制冷机组的多台制冷机的加机或减机，包括：

在制冷机一侧设置一次侧循环，一次侧循环包括设置在供回水管路的分别与各制冷机连通的水泵和控制各制冷机的冷机阀门；

在IT负荷一侧设置二次侧循环，二次侧循环包括设置在供回水管路的流量计、第一温度传感器、第二温度传感器和压差传感器，所述流量计用于测量二次侧的水流量，第一温度传感器和第二温度传感器用于测量二次侧的供回水温差，压差传感器用于测量二次侧的供回水压差；

通过第一温度传感器和第二温度传感器感测供回水温差，通过压差传感器感测供回水压差，根据所述供回水温差和供回水压差获得冷机实际需要制冷量；

判断冷机实际需求制冷量是否大于制冷机组中打开制冷机的第一设定比例的总制冷量或者流量计测量的二次侧的供回水管路的水流量是否大于第二设定比例的一次侧的打开水泵的总额定流量；

满足两个条件之一时，发出加机指令，打开加机指令对应的冷机阀门；

判断冷机实际需求制冷量是否小于制冷机组中打开制冷机的第三设定比例的总制冷量且流量计测量的二次侧的供回水管路的水流量是否小于第四设定比例的一次侧的打开水泵的总额定流量；

当满足上述条件时，发出减机指令，关闭减机指令对应的冷机阀门。

在一个实施例中，还包括：

在二次侧循环的供回水管路上设置循环水泵组，循环水泵组包括多台循环水泵，每一台循环水泵电连接一台变频器，多台变频器构成变频器组；

当变频器组工作的变频器的输出达到第五设定比例的额定功率时，发送加开指令给循环水泵组，加开一台循环水泵；

当变频器组工作的变频器的输出小于第六设定比例的额定功率时，发送减开指令给循环水泵组，关闭一台循环水泵。

在一个实施例中，还包括：

在二次侧的供回水管路之间设置蓄冷罐，监测蓄冷罐靠近出水口一侧和靠近进水口一侧的温度；

当一次侧水流量大于二次侧的水流量时，蓄冷罐阀门打开，自动蓄冷；

当蓄冷罐靠近出水口一侧的温度达到二次侧供水温度时，蓄冷罐蓄冷完成；

当IT负荷小于第七设定比例的单台制冷机负荷时，制冷机组停机，蓄冷罐放冷；

当蓄冷罐靠近进水口一侧的温度达到二次侧回水温度时，蓄冷罐放冷完成；

根据二次侧的水流量和蓄冷罐的容积确定冷却水供给时间，在冷却水供给时间减去制冷机启动时间之前，向冷机阀门发出重新启动的指令。

此外，为了实现上述目的，本发明还提供一种一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存冷量和流量结合的冷机投切控制程序，所述冷量和流量结合的冷机投切控制程序被所述处理器执行时实现上述冷机投切控制方法的步骤。

此外，为了实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中包括有冷量和流量结合的冷机投切控制程序，所述冷量和流量结合的冷机投切控制程序被处理器执行时，实现上述冷机投切控制方法的步骤。

本发明所述冷量和流量结合的冷机投切控制系统及方法、设备及介质根据空调负荷冷量和流量变化，自动控制冷机的自动投切，避免了根据回水温度控制系统响应慢和流量控制造成小温差，大流量工况发生，造成能源浪费的问题。在低负荷时，同时该控制系统在低工况条件下，引入蓄冷罐来提供数据中心所需冷量，避免冷机的频繁启停和低效运行工况，节约了能源。。采用全过程智能控制，不需要运维人员的任何操作，提高了数据中心运维人员的效率，也节省了人力成本。

附图说明

图1是本发明所述冷量和流量结合的冷机投切控制系统的示意图；

图2是本发明所述冷量和流量结合的冷机投切控制方法的示意图；

图3是本发明所述冷量和流量结合的冷机投切控制方法较佳实施例的应用环境示意图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

图1是本发明所述冷量和流量结合的冷机投切控制系统的示意图，如图1所示，所述冷机投切控制系统用于根据IT负荷5控制制冷机组的多台制冷机4的加机或减机，包括一次侧循环1、二次侧循环2和一次侧控制装置3，所述一次侧循环1包括设置在供回水管路的分别与各制冷机4连通的水泵11和控制各制冷机4的冷机阀门12；所述二次侧循环2包括设置在供回水管路的流量计21、第一温度传感器22、第二温度传感器23和压差传感器24，所述流量计21用于测量二次侧的水流量，第一温度传感器22设置在供水管路上，第二温度传感器23设置在回水管路上，第一温度传感器22和第二温度传感器23结合用于测量二次侧的供回水温差，压差传感器24用于测量二次侧的供回水压差；所述一次侧控制装置3包括流量积分仪31和逻辑功能模块32，所述流量积分仪31获取第一温度传感器22的供回水温差和流量计21的流量值传输给逻辑功能模块32，逻辑功能模块32控制冷机阀门12，从而控制制冷机4的打开或关闭。

优选地，所述逻辑功能模块32包括：

制冷量获得单元，通过第一温度传感器和第二温度传感器感测供回水温差，通过压差传感器感测供回水压差，根据所述供回水温差和供回水压差获得冷机实际需要制冷量；

第一判断单元，判断冷机实际需求制冷量是否大于制冷机组中打开制冷机的第一设定比例的总制冷量或者流量计测量的二次侧的供回水管路的水流量是否大于第二设定比例的一次侧的打开水泵的总额定流量，当满足两个条件之一时，发送信号给逻辑控制单元；

第二判断单元，判断冷机实际需求制冷量是否小于制冷机组中打开制冷机的第三设定比例的总制冷量且流量计测量的二次侧的供回水管路的水流量是否小于第四设定比例的一次侧的打开水泵的总额定流量，当满足上述条件时，发送信号给逻辑控制单元；

逻辑控制单元，接收第一判断单元的信号，发出加机指令，打开加机指令对应的冷机阀门；接收第二判断单元的信号，发出减机指令，关闭减机指令对应的冷机阀门。

上述冷量和流量结合的冷机投切控制系统根据空调负荷冷量和流量变化，自动控制冷机的自动投切，根据测量系统冷量，自动控制冷机冷量的供给，有时系统的冷量虽没有超过单台冷机额定冷量，但流量已经超过冷机的额定流量，为了加速了系统的反应速度，引入了流量控制，当流量超过一台冷机的流量时，自动引入一台新的冷机，以加快系统响应。

在一个可选实施例中，所述二次侧循环还包括设置在供回水管路的循环水泵组，循环水泵组包括多台循环水泵6，通过循环水泵6的打开和关闭保证IT负荷5的供水流量变化需求。

优选地，冷机投切控制系统还包括二次侧控制装置，所述二次侧控制装置包括变频器组和控制模块，变频器组包括多台变频器7，一台变频器与一台循环水泵6电连接，控制模块获取压差传感器24感测的供回水压差，通过变频器7控制对应的循环水泵6的转速，保证IT负荷5的供水流量变化需求。

进一步，优选地，所述控制模块包括：

输出监测单元，监测变频器组工作的变频器的输出，当变频器组工作的变频器的输出达到第五设定比例的额定功率时，发送加开信号给控制单元；当变频器组工作的变频器的输出小于第六设定比例的额定功率时，发送减开信号给控制单元；

控制单元，根据输出监测单元的加开信号或减开信号发出加开指令或减开指令给给循环水泵组，加开一台循环水泵或关闭一台循环水泵。

在一个可选实施例中，冷机投切控制系统还包括蓄冷罐8，设置在二次侧的供回水管路之间，当IT负荷小于第七设定比例的单台制冷机负荷时，制冷机组停机，流量计实时检测二次侧的流量，根据二次侧的流量和蓄冷罐的容积确定冷却水供给时间，在冷却水供给时间减去制冷机启动时间之前，逻辑控制模块向冷机阀门发出重新启动的指令，例如，蓄冷罐的容积为60m³，二次侧的流量为85m³/h，蓄冷罐可以提供给系统的时间t＝60m³/85m³/h＝2541s，假设冷机启动时间需要300s(根据项目实际冷机情况确定)，所以冷机重启的指令应该在2541-300＝2241s前发出，以确保冷水系统的连续供应。

优选地，蓄冷罐设置有第三温度传感器81和第四温度传感器82，第三温度传感器81用于测量蓄冷罐靠近出水口一侧的温度，第四温度传感器82用于测量蓄冷罐靠近进水口一侧的温度，第三温度传感器81和第四温度传感器82用于判断蓄冷罐8是否蓄冷完成，具体地，一次侧流量大于二次侧，蓄冷罐阀门打开后，可以自动蓄冷，当第三温度传感器81测量的温度达到二次侧供水温度时，蓄冷罐蓄冷完成，例如二次侧供水温度为12℃，第三温度传感器81测量的温度达到12℃，蓄冷罐蓄8冷完成；当第四温度传感器82达到二次侧回水温度时，蓄冷罐8放冷完成，例如，二次侧回水温度为18℃，当第四温度传感器82达到18℃，蓄冷罐8放冷完成。

如图1所示，可以以蓄冷罐为分界，蓄冷罐左侧定义成一次侧，右侧(包括蓄冷罐)定义为二次侧。

在一个可选实施例中，二次侧循环还包括设置在供回水管路的供回水流量调节阀10，形成旁通，确保在系统最小流量的时候满足供回水要求，具体地，当IT负荷5所需流量小于单台循环水泵6的额定流量时，通过控制模块调节供回水流量调节阀10的开度，保证冷冻水最小流量要求。

在一个可选实施例中，IT负荷5和二次侧的供水管路之间设置调节阀51(例如二通阀)，数据中心冷机系统的机房的温度通过调节调节阀51的开度，确保IT负荷房间的温度满足IT负荷运行要求，具体地，由于调节阀随IT负荷变化而自动调节，二次侧末端的水量也在相应的变化，供回水管路的之间的压差ΔP也跟随相应变化，例如，末端负荷增大，调节阀开度增大，供回水管路压差ΔP变小，通过控制模块控制循环水泵的转速，保证末端供水流量变化要求。

在上述各实施例中，优选地，二次侧循环的控制模块还包括第一PI控制器92和顺序控制器91，第一PI控制器92做闭环控制，通过顺序控制器91控制冷却水循环水泵的转速，例如，机房内的温度是通过调节末端空调的调节阀的开度，确保IT房间的温度满足IT运行要求；由于末端空调调节阀51随负荷变化而自动调节，末端的水量也在相应的变化，供回水总管的之间的压差ΔP也跟随相应变化，例如末端负荷增大，末端调节阀开度增大，总供回水管路压差ΔP变小，PI控制器做闭环控制，通过顺序控制器91控制冷却水循环水泵的转速，保证末端供水流量变化要求。顺序控制器工作原理如下：主供水管上按照的压差传感器24传输压差信号到第一PI控制器92，顺序控制器根据压差的大小自动调剂水泵的频率。第一PI控制器92输出给顺序控制器，当PI控制器的输出达到98％时候，第二台水泵被引入，由于第二台水泵的引入，第一PI控制器92的输出会变小，当系统负荷变大时，第一PI控制器92输出进一步增大，达到98％，第三台引入。当负荷减少，第一PI控制器92输出<50％时，系统自动退出一台水泵，由于水泵的退出，第一PI控制器92的输出增大，维持系统运行。为了确保系统的稳定而不产生振荡，系统切换时做延时120S。

优选地，还包括第二PI控制器93，确保系统最小流量要求，流量计21的流量信号传递到第二PI控制器93，通过调节供回水流量调节阀10，保证冷冻水最小流量要求，例如单台水泵的流量340m³/h，保证水泵最小频率运行要求(例如设定20Hz)最小流量136m³/h，当IT负荷非常小，总流量小于136m³/h时，采集回水总管的流量计信号传递到第二PI控制器93，通过调节供回水流量调节阀10，保证冷冻水最小流量要求。

在上述各实施例中，本发明冷机投切控制系统解决了空调回水温度不能快速反应数据中心IT负荷变化，冷冻水流量控制不能解决小温差，大流量，造成高能耗的问题，采用了制冷量与冷冻水流量相结合的控制策略，末端通过调节末端空调的调节阀的开度，确保IT房间的温度满足IT运行要求；二次侧循环泵组，通过压差确保末端空调冷冻水的供应；末端的供回水流量调剂阀确保在系统最小流量的时候满足供回水要求。冷机投切控制系统根据供回水温差(T1-T2)和冷冻水回水流量，可以计算出数据中心IT的负荷，根据实时IT冷负荷确定冷机需提供的冷量。冷机投切控制系统一般一次侧水泵容量小于二次侧容量，当一次侧流量大于二次侧流量时，将自动引入第二台冷机，以保证冷冻水供应。

图2是本发明所述冷量和流量结合的冷机投切控制方法的示意图，如图2所示，所述冷机投切控制方法用于根据IT负荷控制制冷机组的多台制冷机的加机或减机，包括：

步骤S1，在制冷机一侧设置一次侧循环，一次侧循环包括设置在供回水管路的分别与各制冷机连通的水泵和控制各制冷机的冷机阀门；

步骤S2，在IT负荷一侧设置二次侧循环，二次侧循环包括设置在供回水管路的流量计、第一温度传感器、第二温度传感器和压差传感器，所述流量计用于测量二次侧的水流量，第一温度传感器和第二温度传感器用于测量二次侧的供回水温差，压差传感器用于测量二次侧的供回水压差；

步骤S3，通过第一温度传感器和第二温度传感器感测供回水温差，通过压差传感器感测供回水压差，根据所述供回水温差和供回水压差获得冷机实际需要制冷量；

步骤S4，判断冷机实际需求制冷量是否大于制冷机组中打开制冷机的第一设定比例的总制冷量或者流量计测量的二次侧的供回水管路的水流量是否大于第二设定比例的一次侧的打开水泵的总额定流量；

步骤S5，满足两个条件之一时，发出加机指令，打开加机指令对应的冷机阀门；

步骤S6，判断冷机实际需求制冷量是否小于制冷机组中打开制冷机的第三设定比例的总制冷量且流量计测量的二次侧的供回水管路的水流量是否小于第四设定比例的一次侧的打开水泵的总额定流量；

步骤S7，当满足上述条件时，发出减机指令，关闭减机指令对应的冷机阀门。

本发明冷机投切控制方法解决了数据中心冷机系统不能根据负荷变化自动准确投切的问题，采用制冷量和流量控制相结合的控制方式，保证数据中心在负荷工况变化的情况下，实现了对数据中心冷机按照IT负荷需求，准确的提供冷源供应。

优选地，第一设定比例在80％-85％范围内，优选地为83％，使得制冷机效率最高，优选地第二设定比例为85％，使得水泵在切换过程中的水量的平滑过渡。

优选地，第三设定比例小于第一设定比例，第四设定比例小于第三设定比例，保证冷机投切控制系统稳定的过渡，第三设定比例在60％-76％范围内，优选地为75％，第四设定比例不大于第三设定比例，优选地，第四设定比例为74％。

在一个可选实施例中，上述冷机投切控制方法还包括：

在二次侧循环的供回水管路上设置循环水泵组，循环水泵组包括多台循环水泵，每一台循环水泵电连接一台变频器，多台变频器构成变频器组；

当变频器组工作的变频器的输出达到第五设定比例的额定功率时，发送加开指令给循环水泵组，加开一台循环水泵；

当变频器组工作的变频器的输出小于第六设定比例的额定功率时，发送减开指令给循环水泵组，关闭一台循环水泵。

优选地，第五设定比例为98％，第六设定比例为50％。

在一个可选实施例中，上述冷机投切控制方法还包括：

在二次侧的供回水管路之间设置蓄冷罐，监测蓄冷罐靠近出水口一侧和靠近进水口一侧的温度；

当一次侧水流量大于二次侧的水流量时，蓄冷罐阀门打开，自动蓄冷；

当蓄冷罐靠近出水口一侧的温度达到二次侧供水温度时，蓄冷罐蓄冷完成；

当IT负荷小于第七设定比例的单台制冷机负荷时，制冷机组停机，蓄冷罐放冷；

当蓄冷罐靠近进水口一侧的温度达到二次侧回水温度时，蓄冷罐放冷完成；

根据二次侧的水流量和蓄冷罐的容积确定冷却水供给时间，在冷却水供给时间减去制冷机启动时间之前，向冷机阀门发出重新启动的指令。

优选地，第七设定比例为20％。

在一个可选实施例中，在步骤S3中，冷机实际需要制冷量通过下式确定：

冷机实际需要制冷量(Kw)＝流量(m³/h)*1000(Kg/m³)*(回水温度-出水温度)*4200(J/Kg.℃)/360000(KWH/J)。

上述冷量和流量结合的冷机投切控制方法可以应用于一种电子装置100。参照图3所示，为本发明所述冷量和流量结合的冷机投切控制方法较佳实施例的应用环境示意图。

在本实施例中，电子装置100可以是服务器、手机、平板电脑、便携计算机、桌上型计算机等具有运算功能的终端客户端。

存储器110包括至少一种类型的可读存储介质。所述至少一种类型的可读存储介质可为如闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器等的非易失性存储介质。在一些实施例中，所述可读存储介质可以是所述电子装置100的内部存储单元，例如该电子装置100的硬盘。在另一些实施例中，所述可读存储介质也可以是所述电子装置100的外部存储器，例如所述电子装置100上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(SecureDigital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。

在本实施例中，所述存储器110的可读存储介质通常用于存储安装于所述电子装置100的冷量和流量结合的冷机投切控制程序111等。所述存储器110还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

处理器120在一些实施例中可以是一中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，微处理器或其他数据处理芯片，用于运行存储器110中存储的程序代码或处理数据，例如冷量和流量结合的冷机投切控制程序111等。

网络接口130可选地可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)，通常用于在该电子装置100与其他电子客户端之间建立通信连接。

通信总线140用于实现这些组件之间的连接通信。

图3仅示出了具有组件110-140的电子装置100，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。

可选地，该电子装置100还可以包括用户接口，用户接口可以包括输入单元比如键盘(Keyboard)、语音输入装置比如麦克风(microphone)等具有语音识别功能的客户端、语音输出装置比如音响、耳机等，可选地用户接口还可以包括标准的有线接口、无线接口。

可选地，该电子装置100还可以包括显示器，显示器也可以称为显示屏或显示单元。

在一些实施例中可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)触摸器等。显示器用于显示在电子装置100中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。

可选地，该电子装置100还包括触摸传感器。所述触摸传感器所提供的供用户进行触摸操作的区域称为触控区域。此外，这里所述的触摸传感器可以为电阻式触摸传感器、电容式触摸传感器等。而且，所述触摸传感器不仅包括接触式的触摸传感器，也可包括接近式的触摸传感器等。此外，所述触摸传感器可以为单个传感器，也可以为例如阵列布置的多个传感器。

可选地，该电子装置100还可以包括逻辑门电路，传感器、音频电路等等，在此不再赘述。

在图3所示的装置实施例中，作为一种计算机存储介质的存储器110中可以包括操作系统以及冷量和流量结合的冷机投切控制程序111；处理器120执行存储器110中存储的冷量和流量结合的冷机投切控制程序111时实现如下步骤：

通过第一温度传感器和第二温度传感器感测供回水温差，通过压差传感器感测供回水压差，根据所述供回水温差和供回水压差获得冷机实际需要制冷量；

判断冷机实际需求制冷量是否大于制冷机组中打开制冷机的第一设定比例的总制冷量或者流量计测量的二次侧的供回水管路的水流量是否大于第二设定比例的一次侧的打开水泵的总额定流量；

满足两个条件之一时，发出加机指令，打开加机指令对应的冷机阀门；

判断冷机实际需求制冷量是否小于制冷机组中打开制冷机的第三设定比例的总制冷量且流量计测量的二次侧的供回水管路的水流量是否小于第四设定比例的一次侧的打开水泵的总额定流量；

当满足上述条件时，发出减机指令，关闭减机指令对应的冷机阀门。

在其他实施例中，所述冷量和流量结合的冷机投切控制程序111还可以被分割为一个或者多个模块，一个或者多个模块被存储于存储器110中，并由处理器120执行，以完成本发明。本发明所称的模块是指能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段。冷量和流量结合的冷机投切控制程序111的多个模块与逻辑功能模块和控制模块构成类似，在此不加以赘述。

此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中包括冷量和流量结合的冷机投切控制程序，所述冷量和流量结合的冷机投切控制程序被处理器执行时实现上述各实施例中冷量和流量结合的冷机投切控制方法的步骤。

本发明所述冷量和流量结合的冷机投切控制系统及方法、电子设备及计算机可读存储介质采用变冷量和变流量相结合的控制策略，根据负荷冷量需求和冷冻水流量要求，实时调整冷量供给，提高了冷站系统的工作效率，如果采用变频冷机，冷量的供给会更加精准，节约能效的效果更佳。在低负载条件下引入蓄冷罐，避免了冷机低负载效率低和频繁启动造成的能源浪费，节约了能源，特别适合于负荷变化较大的数据中心系统。

在本发明的一个具体实施例中，以某数据中心项目为例，制冷机组有4台制冷机，制冷量2280Kw，功率360Kw，冷冻水供回水温度12-18℃，蒸发器流量340m³/h。

为了确保冷机最优工况运行，根据工程经验第一设定比例一般取冷机额定功率80-85％，本实施例第一设定比例取额定功率的83％，即2280*83％＝1900Kw，第二设定比例取额定流量85％，即340*85％＝290m³/h，作为制冷机切换条件，两个条件是取“或”逻辑，当满足一个条件时，制冷机执行加机指令为了确保系统稳定，切换需要延时60s(可以根据实际工程项目调整)，制冷机将按照下表1进行增加，

表1

当冷机满足减机条件时，执行减机指令，制冷机冷机自动减机顺序按下表2执行，

表2

如果实际IT的负荷较小，当实际冷量小于冷机负荷的20％，通过供回水温度和流量可以测出IT的负荷，蓄冷罐被引入，执行如下：

当空调负荷小于冷机负荷的20％，即2280*20％＝456Kw时，冷机停机，延时停止相应的一次侧水泵，关闭冷机阀门，蓄冷罐被引入，实时监控二次侧水泵的流量，根据二次侧水泵的流量和蓄冷罐的容积，可以确定提供的冷冻水的供给时间，例如蓄冷罐的容积60m³，二次侧水泵的流量85m³/h，蓄冷罐可以提供给系统的时间t＝60m³/85m³/h＝2541s，假设冷机启动时间需要300s(根据项目实际冷机情况确定)，所以冷机重启的指令应该在2541-300＝2241s前发出，以确保冷水系统的连续供应。

上述冷量和流量结合的冷机投切控制系统及方法根据空调负荷冷量和流量变化，自动控制冷机的运行(变频冷机)和自动投切，冷量控制能更好的反应系统负荷的变化，使冷机根据IT负荷的要求提供能源，流量控制可以加快制冷系统的反应速度，否则由于引入冷机过晚，对于数据中心负载很容易出现过热，特别是对高功率的IT设备，可能出现宕机。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、装置、物品或者方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、装置、物品或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、装置、物品或者方法中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献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如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端客户端(可以是手机，计算机，服务器，或者网络客户端等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种冷量和流量结合的冷机投切控制系统，其特征在于，用于根据IT负荷控制制冷机组的多台制冷机的加机或减机，所述控制系统包括一次侧循环、二次侧循环和一次侧控制装置，所述一次侧循环包括设置在供回水管路的分别与各制冷机连通的水泵和控制各制冷机的冷机阀门；所述二次侧循环包括设置在供回水管路的流量计、第一温度传感器、第二温度传感器和压差传感器，所述流量计用于测量二次侧的水流量，第一温度传感器设置在供水管路上，第二温度传感器设置在回水管路上，第一温度传感器和第二温度传感器结合用于测量二次侧的供回水温差，压差传感器用于测量二次侧的供回水压差；所述一次侧控制装置包括流量积分仪和逻辑功能模块，所述流量积分仪获取第一温度传感器的供回水温差和流量计的流量值传输给逻辑功能模块，逻辑功能模块控制冷机阀门，从而控制制冷机的打开或关闭，

其中，所述逻辑功能模块包括：

制冷量获得单元，通过第一温度传感器和第二温度传感器感测供回水温差，通过压差传感器感测供回水压差，根据所述供回水温差和供回水压差获得冷机实际需要制冷量；

第一判断单元，判断冷机实际需求制冷量是否大于制冷机组中打开制冷机的第一设定比例的总制冷量或者流量计测量的二次侧的供回水管路的水流量是否大于第二设定比例的一次侧的打开水泵的总额定流量，当满足两个条件之一时，发送信号给逻辑控制单元；

第二判断单元，判断冷机实际需求制冷量是否小于制冷机组中打开制冷机的第三设定比例的总制冷量且流量计测量的二次侧的供回水管路的水流量是否小于第四设定比例的一次侧的打开水泵的总额定流量，当满足上述条件时，发送信号给逻辑控制单元；

逻辑控制单元，接收第一判断单元的信号，发出加机指令，打开加机指令对应的冷机阀门；接收第二判断单元的信号，发出减机指令，关闭减机指令对应的冷机阀门。

2.根据权利要求1所述的冷量和流量结合的冷机投切控制系统，其特征在于，所述二次侧循环还包括设置在供回水管路的循环水泵组，循环水泵组包括多台循环水泵，通过循环水泵的打开和关闭保证IT负荷的供水流量变化需求。

3.根据权利要求2所述的冷量和流量结合的冷机投切控制系统，其特征在于，还包括二次侧控制装置，所述二次侧控制装置包括变频器组和控制模块，变频器组包括多台变频器，一台变频器与一台循环水泵电连接，控制模块获取压差传感器感测的供回水压差，通过变频器控制对应的循环水泵的转速，保证IT负荷的供水流量变化需求，所述控制模块包括：

输出监测单元，监测变频器组工作的变频器的输出，当变频器组工作的变频器的输出达到第五设定比例的额定功率时，发送加开信号给控制单元；当变频器组工作的变频器的输出小于第六设定比例的额定功率时，发送减开信号给控制单元；

控制单元，根据输出监测单元的加开信号或减开信号发出加开指令或减开指令给给循环水泵组，加开一台循环水泵或关闭一台循环水泵。

4.根据权利要求1所述的冷量和流量结合的冷机投切控制系统，其特征在于，还包括蓄冷罐，设置在二次侧的供回水管路之间，当IT负荷小于第七设定比例的单台制冷机负荷时，制冷机组停机，流量计实时检测二次侧的流量，根据二次侧的流量和蓄冷罐的容积确定冷却水供给时间，在冷却水供给时间减去制冷机启动时间之前，逻辑控制模块向冷机阀门发出重新启动的指令。

5.根据权利要求4所述的冷量和流量结合的冷机投切控制系统，其特征在于，蓄冷罐设置有第三温度传感器和第四温度传感器，第三温度传感器用于测量蓄冷罐靠近出水口一侧的温度，第四温度传感器用于测量蓄冷罐靠近进水口一侧的温度。

6.一种冷量和流量结合的冷机投切控制方法，其特征在于，用于根据IT负荷控制制冷机组的多台制冷机的加机或减机，所述控制方法包括：

在制冷机一侧设置一次侧循环，一次侧循环包括设置在供回水管路的分别与各制冷机连通的水泵和控制各制冷机的冷机阀门；

在IT负荷一侧设置二次侧循环，二次侧循环包括设置在供回水管路的流量计、第一温度传感器、第二温度传感器和压差传感器，所述流量计用于测量二次侧的水流量，第一温度传感器和第二温度传感器用于测量二次侧的供回水温差，压差传感器用于测量二次侧的供回水压差；

通过第一温度传感器和第二温度传感器感测供回水温差，通过压差传感器感测供回水压差，根据所述供回水温差和供回水压差获得冷机实际需要制冷量；

判断冷机实际需求制冷量是否大于制冷机组中打开制冷机的第一设定比例的总制冷量或者流量计测量的二次侧的供回水管路的水流量是否大于第二设定比例的一次侧的打开水泵的总额定流量；

满足两个条件之一时，发出加机指令，打开加机指令对应的冷机阀门；

判断冷机实际需求制冷量是否小于制冷机组中打开制冷机的第三设定比例的总制冷量且流量计测量的二次侧的供回水管路的水流量是否小于第四设定比例的一次侧的打开水泵的总额定流量；

当满足上述条件时，发出减机指令，关闭减机指令对应的冷机阀门。

7.根据权利要求6所述的冷量和流量结合的冷机投切控制方法，其特征在于，还包括：

在二次侧循环的供回水管路上设置循环水泵组，循环水泵组包括多台循环水泵，每一台循环水泵电连接一台变频器，多台变频器构成变频器组；

当变频器组工作的变频器的输出达到第五设定比例的额定功率时，发送加开指令给循环水泵组，加开一台循环水泵；

当变频器组工作的变频器的输出小于第六设定比例的额定功率时，发送减开指令给循环水泵组，关闭一台循环水泵。

8.根据权利要求6所述的冷量和流量结合的冷机投切控制方法，其特征在于，还包括：

在二次侧的供回水管路之间设置蓄冷罐，监测蓄冷罐靠近出水口一侧和靠近进水口一侧的温度；

当一次侧水流量大于二次侧的水流量时，蓄冷罐阀门打开，自动蓄冷；

当蓄冷罐靠近出水口一侧的温度达到二次侧供水温度时，蓄冷罐蓄冷完成；

当IT负荷小于第七设定比例的单台制冷机负荷时，制冷机组停机，蓄冷罐放冷；

当蓄冷罐靠近进水口一侧的温度达到二次侧回水温度时，蓄冷罐放冷完成；

根据二次侧的水流量和蓄冷罐的容积确定冷却水供给时间，在冷却水供给时间减去制冷机启动时间之前，向冷机阀门发出重新启动的指令。

9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存冷量和流量结合的冷机投切控制程序，所述冷量和流量结合的冷机投切控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求6至8中任一项所述冷机投切控制方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中包括有冷量和流量结合的冷机投切控制程序，所述冷量和流量结合的冷机投切控制程序被处理器执行时，实现如权利要求6至8中任一项所述冷机投切控制方法的步骤。

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