CN112351652B - 供冷系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种供冷系统及其控制方法。供冷系统包括：压缩机、液泵、连续供冷模块以及控制模块。连续供冷模块包括冷凝器、释冷介质储罐、释冷介质入口管路、释冷介质出口管路、排气管路以及控制阀组件。冷凝器中设有制冷剂通道和释冷介质通道，释冷介质储罐通过释冷介质入口管路与释冷介质通道的入口连接，释冷介质通道的出口与释冷介质出口管路连接，释冷介质储罐通过排气管路与释冷介质入口管路连接。控制阀组件响应于控制模块控制排气管路、释冷介质入口管路以及释冷介质出口管路的通断。该供冷系统实现了制冷与连续供冷方式一体化结构设计；同时，具有结构简单，便于布局和节能性强等优势。

Description

供冷系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及制冷空调技术领域，尤其涉及一种供冷系统及其控制方法。

背景技术

目前数据中心分为云计算数据中心及边缘数据中心等。其中，大型云计算数据中心多采用冷冻水系统，其连续供冷系统技术多为方案侧技术，较为成熟，如水蓄冷技术或冰蓄冷技术等。而边缘数据中心由于其广覆盖、小型化、可能有缺水场景，适宜采用风冷系统。风冷系统有多种产品形式，如常规风冷机房专用空调、制冷剂泵-压缩机双循环系统等，均属于风冷类机房专用空调。

目前风冷机房专用空调中的冷凝器多采用单通道铜管铝翅片，进行氟系统制冷剂与外界空气的冷凝换热。目前市场上没有产品侧本身能实现连续供冷的风冷机房专用空调产品，若系统侧没有不间断电源保障，数据中心断电后空调即停止运行，影响业务安全。

在现有技术中已经公开了一些应急系统保障方案，但这些应急系统保障方案中仍然存在如下缺点：(1)需另外增加换热器，系统复杂，占地面积大，在边缘数据中心空间资源十分紧张的背景下不利于系统布设；(2)只能解决应急断电短时连续供冷问题，但应急低温工质需间歇性自动排气。由此导致直接泄露冷量，造成能源浪费，节能性较差；(3)系统中额外接入换热器部件，增加系统阻力或多个电动阀门，造成降低能效或增加系统复杂性和故障点的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种供冷系统及其控制方法，用以解决现有技术中供冷系统需额外增加换热器以保障应急断电情况下的供冷工作而导致的系统占地面积增大；同时，应急低温工质间歇自动排气使冷量直接泄露，造成能源浪费，节能性较差；并且，系统中额外增加换热器，导致系统阻力增加，降低系统能效及增加系统复杂性和故障点的问题。

根据本发明第一方面的实施例，提供了一种供冷系统，包括：压缩机、液泵、连续供冷模块以及控制模块。

其中，所述连续供冷模块包括冷凝器、释冷介质储罐、释冷介质入口管路、释冷介质出口管路、排气管路以及控制阀组件。

其中，所述冷凝器中设有制冷剂通道和释冷介质通道，所述释冷介质储罐通过所述释冷介质入口管路与所述释冷介质通道的入口连接，所述释冷介质通道的出口与所述释冷介质出口管路连接，所述释冷介质储罐通过所述排气管路与所述释冷介质入口管路连接。

其中，所述控制阀组件响应于所述控制模块控制所述排气管路、所述释冷介质入口管路以及所述释冷介质出口管路的通断。

根据本发明的实施例，所述冷凝器包括内管、外管以及外部翅片，所述内管套装在所述外管的内腔中，所述外部翅片安装在所述外管的外侧壁，所述内管为释冷介质通道，所述内管与所述外管之间的通道为制冷剂通道。

根据本发明的实施例，所述控制阀组件包括释冷阀、排空阀和超压阀。

其中，所述释冷阀安装在所述释冷介质入口管路上，所述排空阀安装在所述释冷介质出口管路上，所述超压阀安装在所述排气管路上。

其中，所述控制模块与所述释冷阀、所述排空阀以及所述超压阀电性连接。

根据本发明的实施例，所述供冷系统包括断电应急供冷模式、定压排气供冷模式和补充供冷模式。

在所述断电应急供冷模式及所述补充供冷模式下，所述释冷阀和所述排空阀打开，所述超压阀关闭。

在所述定压排气供冷模式下，所述超压阀和所述排空阀打开，所述释冷阀关闭。

根据本发明的实施例，所述控制模块包括：压力传感器、温度传感器和控制器。

其中，所述压力传感器安装在所述释冷介质储罐上，所述温度传感器用于监测所述供冷系统所在机房的回风温度，所述控制器用于接收所述压力传感器输入的压力信号和所述温度传感器输入的温度信号并相应控制所述释冷阀、所述排空阀和所述超压阀的开度。

其中，所述控制模块还接入机房常规制冷控制系统，监测接收并控制压缩机转速频率、液泵转速频率以及风机转速频率。

根据本发明的实施例，所述供冷系统包括断电应急供冷模式、定压排气供冷模式和补充供冷模式。

在所述断电应急供冷模式及所述补充供冷模式下，所述释冷阀和所述排空阀打开，所述超压阀关闭。

在所述定压排气供冷模式下，所述超压阀和所述排空阀打开，所述释冷阀关闭。

根据本发明的实施例，所述供冷系统还包括与所述控制模块通信的控制终端。

其中，所述控制终端包括通讯模块、计算机和遥控器，所述计算机和所述遥控器通过所述通讯模块与所述控制器进行无线连接，以对所述供冷系统进行远程操控或近距离操控。

根据本发明第二方面的实施例，提供一种如上所述供冷系统的控制方法，包括：

基于所述供冷系统所在机房的机房状态和机房回风温度、以及所述释冷介质储罐的压力状态，通过所述控制模块控制所述控制阀组件的开闭状态，以使所述供冷系统在断电应急供冷模式、补充供冷模式、定压排气供冷模式或常规模式下运行。

根据本发明的实施例，所述控制方法还包括：

响应于机房断电并且压缩机停止工作，所述控制器控制打开所述供冷系统的释冷阀和排空阀并关闭超压阀，以使所述供冷系统在所述断电应急供冷模式下运行；或者

响应于机房正常运行并且机房回风温度超过设定阈值，所述控制器控制打开释冷阀和排空阀并关闭超压阀，以使所述供冷系统在所述补充供冷模式下运行。

根据本发明的实施例，所述控制方法还包括：

响应于机房正常运行并且释冷介质储罐超压，所述控制器控制打开超压阀和排空阀并关闭释冷阀，以使所述供冷系统在所述定压排气供冷模式下运行。

根据本发明的实施例，所述控制方法还包括：

响应于机房正常运行、释冷介质储罐未超压并且机房回风温度正常，所述控制器控制关闭释冷阀、排空阀和超压阀，以使所述供冷系统在所述常规模式下运行。

与现有技术中的供冷系统相比，本发明实施例提供的供冷系统中设有所述连续供冷模块，所述连续供冷模块包括冷凝器、释冷介质储罐、释冷介质入口管路、释冷介质出口管路、排气管路以及控制阀组件，且所述冷凝器设有制冷剂通道和释冷介质通道。释冷介质储罐中储存有释冷介质，所述释冷介质入口管路可以将所述释冷介质由所述释冷介质储罐输送至所述冷凝器的所述释冷介质通道中。

通过这种结构设置，当机房正常运行时，氟系统制冷剂被输送至所述冷凝器中的制冷剂通道内进行制冷，所述释冷介质入口管路关闭；当机房断电导致供冷系统无法正常制冷时，所述释冷介质入口管路打开，所述释冷介质被输送至所述冷凝器的释冷介质通道内进行制冷。

根据上述描述可知，本发明实施例提供的供冷系统，无需额外增加冷凝器，便可实现机房断电情况下的持续供冷，能够实现制冷与连续供冷方式一体化结构设计；这种供冷系统结构简单，且能够节省占地面积；同时，无需额外增加冷凝器使得系统阻力减小、供冷效率得到提升；使用控制阀的数量减少，阻力减小同时节约成本；并且，还可以减少供冷系统的故障点，方便维修。

与此同时，与现有技术的供冷系统相比较，在本发明实施例提供的供冷系统中，所述释冷介质储罐通过所述排气管路与所述释冷介质入口管路连接。通过这种结构设置，所述释冷介质储罐在超压排气时所携带的释冷介质能够被引流至所述释冷介质入口管路内，而并非现有技术中将这部分释冷介质直接排放。由此能够将所述释冷介质储罐在超压排气时所携带的释冷介质被输送至供冷系统中提供冷量，为系统补充供冷，减少能源浪费，节能性较好。

进一步，在本发明实施例提供的供冷系统控制方法中，基于所述供冷系统所在机房的机房状态、机组运行状态和机房回风温度、以及所述释冷介质储罐的压力状态，通过所述控制模块控制所述控制阀组件的开闭状态，以使所述供冷系统在断电应急供冷模式、补充供冷模式、定压排气供冷模式或常规模式下运行。

通过这种控制方法，使得所述供冷系统能具有较高的灵活性和适应性，能够满足在不同模式下的连续供冷工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是本发明实施例提供的供冷系统结构示意图；

图2是本发明实施例提供的供冷系统中冷凝器的外部结构示意图；

图3是本发明实施例提供的供冷系统中冷凝器的内部结构示意图；

图4是本发明实施例提供的供冷系统的控制逻辑图一；

图5是本发明实施例提供的供冷系统的控制逻辑图二；

图6是本发明实施例提供的供冷系统的控制逻辑图三。

附图标记：

1：压缩机；2：蒸发器；3：节流元件；4：液泵；5：储液器；6：连续供冷模块；7：冷凝器；701：内管；702：外管；703：外部翅片；8：释冷介质储罐；9：释冷介质入口管路；10：释冷阀；11：释冷介质出口管路；12：排空阀；13：排气管路；14：超压阀；15：压力传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1至图6对本发明实施例提供的供冷系统及其控制方法进行描述。应当理解的是，以下所述仅是本发明的示意性实施方式，并不对本发明构成任何特别限定。

如图1所示，本发明第一方面的实施例提供了一种供冷系统。该供冷系统包括：储液器5、液泵4、节流元件3、蒸发器2、风机、压缩机1、连续供冷模块6以及控制模块。

其中，储液器5的出口与液泵4的进口连接，液泵4的出口与节流元件3的进口连接，节流元件3的出口与蒸发器2的进口连接，蒸发器2的出口与压缩机1的进口连接，压缩机1的出口与冷凝器7连接，冷凝器7还与储液器5的进口连接。

储液器5中有制冷剂液体，制冷剂被液泵4输送至节流元件3；制冷剂经节流元件3的节流降压后被输送至蒸发器2内；制冷剂流经蒸发器2后吸热变为制冷剂蒸汽并被输送至压缩机1中；制冷剂被压缩为高压高温气体后进入冷凝器7内；经冷凝后的制冷剂被输送至储液器5中，以此循环往复实现制冷。

本供冷系统压缩机1入口及出口连接旁通管路，旁通管路上有单向阀，可以实现将压缩机1短路的模式，在室外环境温度低于设定值或室外机组摆放位置的阻力消耗值高于阻力消耗设定值时，利用室外低温自然冷源或重力动力，提供制冷循环动力，仅消耗风机及液泵功耗，即可满足机房所需制冷量，为数据中心机房提供节能运行制冷系统。

此处应当说明的是，节流元件3为电子膨胀阀、热力膨胀阀和毛细管中的一种。

在本发明实施例提供的供冷系统中，连续供冷模块6包括冷凝器7、风机、释冷介质储罐8、释冷介质入口管路9、释冷介质出口管路11、排气管路13以及控制阀组件。

其中，释冷介质储罐8内存储由释冷介质，冷凝器7中设有制冷剂通道和释冷介质通道，释冷介质储罐8通过释冷介质入口管路9与释冷介质通道的入口连接，释冷介质通道的出口与释冷介质出口管路11连接，释冷介质储罐8通过排气管路13与释冷介质入口管路9连接。

此处应当说明的是，本发明对于释冷介质储罐8的具体类型不作任何限定，释冷介质储罐8可以为杜瓦瓶、压力容器储罐或玻璃钢储罐中的任何一种，也可以为其他类型的耐高压耐低温储罐。

在本发明实施例提供的供冷系统中，控制阀组件响应于控制模块控制排气管路13、释冷介质入口管路9以及释冷介质出口管路11的通断。

与现有技术中的供冷系统相比，本发明实施例提供的供冷系统中设有连续供冷模块6，连续供冷模块6包括冷凝器7、释冷介质储罐8、释冷介质入口管路9、释冷介质出口管路11、排气管路13以及控制阀组件，且冷凝器7设有制冷剂通道和释冷介质通道。释冷介质储罐8中储存有释冷介质，释冷介质入口管路9可以将释冷介质由释冷介质储罐8输送至冷凝器7的释冷介质通道中。

通过这种结构设置，当机房正常运行时，氟系统制冷剂被输送至冷凝器7中的制冷剂通道内进行制冷，释冷介质入口管路9关闭；当机房断电导致供冷系统无法正常制冷时，释冷介质入口管路9打开，释冷介质被输送至冷凝器7的释冷介质通道内进行制冷。

根据上述描述可知，本发明实施例提供的供冷系统，无需额外增加冷凝器7，便可实现机房断电情况下的持续供冷，能够实现制冷与连续供冷方式一体化结构设计；这种供冷系统结构简单，且能够节省占地面积，便于部署；同时，无需额外增加冷凝器7使得系统阻力减小、供冷效率得到提升；使用控制阀的数量减少，阻力减小同时节约成本；并且，还可以减少供冷系统的故障点，方便维修。

与此同时，与现有技术的供冷系统相比较，在本发明实施例提供的供冷系统中，释冷介质储罐8通过排气管路13与释冷介质入口管路9连接。通过这种结构设置，释冷介质储罐8在超压排气时所携带的释冷介质能够被引流至释冷介质入口管路9内，而并非现有技术中将这部分释冷介质直接排放。由此能够将释冷介质储罐8在超压排气时所携带的释冷介质被输送至供冷系统中提供冷量，为系统补充供冷，减少能源浪费，节能性较好。

另外，在本发明的一个实施例中，冷凝器7的释冷介质通道中还可以填充蓄冷材料，释冷介质储罐8在超压排气时所携带的释冷介质由释冷介质入口管路9被输送至冷凝器7的释冷介质通道内，蓄冷材料能够将释冷介质携带的冷量储存。

由此，能够实现在释冷介质储罐8进行排气泄压时，利用释冷介质的冷量进行蓄冷，在机房空调正常运行时短期间断性将这一蓄冷冷量充当补充冷源进行制冷降温，可以降低压缩机1功耗，进而节约能耗。

此处应当说明的是，上述各类管路为耐高压耐低温管路，上述控制阀组件为耐高压耐低温控制阀组件。同时，制冷剂所流经的各类管路需进行充分的保温绝热处理以减少冷量的损失。

此处还应强调的是，释冷介质包括但不限于液氮和液态二氧化碳。其中，液氮是液态的氮气，为惰性物质。其特性稳定，不会发生燃烧等特殊情况。正常压力状态下，液氮的温度为-196℃。其在气化过程中能够吸收大量的热量。

液态二氧化碳指的是高压低温下将二氧化碳气体液化为液体形态。其具有安全可靠性和经济性。液态二氧化碳的温度约为-20℃，压力2Mpa，在汽化和升华时吸热量为137kcal/kg。在温度为15℃，压力为1个大气压的情况下，液态二氧化碳将迅速转化为气态二氧化碳。

液氮及液态二氧化碳工质具有能够迅速降温的特点。其可针对机房断电的情况，在需要连续供冷时按需释放冷量。无需其他压缩做功能耗，仅要求控制释冷介质的储存及其流动的压力和流量，即可直接放冷实现对氟系统制冷剂的降温，达到断电后连续供冷的目的。

如图2和图3所示，在本发明的一个实施例中，冷凝器7包括内管701、外管702以及外部翅片703，内管701套装在外管702的内腔中，外部翅片703安装在外管702的外侧壁，内管701为释冷介质通道，内管701与外管702之间的通道为制冷剂通道。

具体地，当机房正常运行时，氟系统制冷剂被输送至冷凝器7的内管701中进行制冷，释冷介质入口管路9关闭；当机房断电导致供冷系统无法正常制冷时，释冷介质入口管路9打开，释冷介质被输送至冷凝器7的内管701与外管702之间的通道中进行制冷。

根据以上描述的实施例可知，通过使用单个套管结构的冷凝器7来实现机房正常运行与机房断电等多种模式下的连续供冷工作。该冷凝器7兼具正常供冷、应急供冷以及蓄冷等功能。

在本发明的一个可选实施例中，冷凝器7的内管701采用螺旋槽管结构，以此增加管束和填料换热面积。

在本发明的一个实施例中，控制阀组件包括释冷阀10、排空阀12和超压阀14。其中，释冷阀10安装在释冷介质入口管路9上，排空阀12安装在释冷介质出口管路11上，超压阀14安装在排气管路13上。其中，控制模块与释冷阀10、排空阀12以及超压阀14电性连接。

当机房断电或者机房正常运行但机房回风温度过高时，需要释冷介质储罐8释放释冷介质进行制冷。将释冷阀10打开，使释冷介质由释冷介质储罐8经释冷介质入口管路9被输送至冷凝器7的释冷介质通道内进行制冷，同时将排空阀12打开，使得换热后的释冷介质由释冷介质出口管路11排出。

在本发明的一个实施例中，控制模块包括：压力传感器15、温度传感器和控制器。

其中，压力传感器15安装在释冷介质储罐8上，温度传感器用于监测供冷系统所在机房的回风温度，控制器用于接收压力传感器15输入的压力信号和温度传感器输入的温度信号并相应控制释冷阀10、排空阀12和超压阀14的开度。

其中，所述控制模块还接入机房常规制冷控制系统，监测接收并控制压缩机转速频率、液泵转速频率以及风机转速频率。

具体控制过程为：基于压力传感器15输入的释冷介质储罐8的实际压力值超过设定值，控制器控制超压阀14和排空阀12打开，释冷阀10关闭，以使释冷介质储罐8中的压力得到释放，并将由排气过程所携带的释冷介质输送至冷凝器7的释冷介质通道内进行制冷或者蓄冷。

基于温度传感器输入的实际机房回风温度值超过设定值，控制器控制释冷阀10和排空阀12打开，超压阀14关闭，以使释冷介质由释冷介质储罐8补充至冷凝器7的释冷介质通道内进行补充制冷。

在本发明的一个实施例中，供冷系统包括断电应急供冷模式、定压排气供冷模式和补充供冷模式。

在断电应急供冷模式及补充供冷模式下，释冷阀10和排空阀12打开，超压阀14关闭；在定压排气供冷模式下，超压阀14和排空阀12打开，释冷阀10关闭。

基于机房断电，释冷阀10和排空阀12打开，超压阀14关闭，供冷系统处于断电应急供冷模式；基于机房正常运行且机房回风温度超过设定值，释冷阀10和排空阀12打开，超压阀14关闭，供冷系统处于补充供冷模式；基于机房正常运行且释冷介质储罐8压力超过设定值，超压阀14和排空阀12打开，释冷阀10关闭，供冷系统处于定压排气供冷模式。

在本发明的一个实施例中，供冷系统还包括与控制模块通信的控制终端。其中，控制终端包括通讯模块、计算机和遥控器，计算机和遥控器通过通讯模块与控制器进行无线连接，以对供冷系统进行远程操控或近距离操控。

具体地，计算机通过无线移动通信对连续供冷系统进行远程操控，遥控器通过局域网通信、红外线通信对连续供冷系统进行近距离操控。

在本发明的一个实施例中，在压力传感器15、温度传感器、控制模块及控制终端中内置电池或由机房不间断电源系统保障供冷系统正常运行。

本发明第二方面的实施例，提供了一种供冷系统的控制方法，包括：

基于供冷系统所在机房的机房状态、机组运行状态和机房回风温度、以及释冷介质储罐8的压力状态，通过控制模块控制控制阀组件的开闭状态，以使供冷系统在断电应急供冷模式、补充供冷模式、定压排气供冷模式或常规模式下运行。

此处应当理解的是，常规模式为机房处于正常状态下的运行模式。同时，控制模块可以控制释冷阀、排空阀以及超压阀的开度大小及通断。

具体地，如图4所示，在本发明的一个实施例中，响应于机房断电并且压缩机1停止工作，控制器控制打开供冷系统的释冷阀10和排空阀12并关闭超压阀14，以使供冷系统在断电应急供冷模式下运行；或者

响应于机房正常运行并且机房回风温度超过设定阈值，控制器控制打开释冷阀10和排空阀12并关闭超压阀14，以使供冷系统在补充供冷模式下运行。

例如，机房断电，压缩机1停止工作，由不间断电源保障风机、液泵4及控制模块正常运行。控制器首先开启液泵4，然后打开排空阀12和释冷阀10，关闭超压阀14。供冷系统开启断电应急供冷模式。

根据机房对供冷系统制冷负荷的需求，通过控制器控制释冷阀10的开度进而调节释冷介质的释放量。释冷介质通过释冷介质入口管路9流入冷凝器7的释冷介质通道，在释冷介质通道中与流经制冷剂通道的氟系统制冷剂进行换热，使制冷剂降温，进行制冷循环冷却机房。升温后的释冷介质通过释冷介质出口管路11和排空阀12进行排放。

当机房断电停止后，控制器控制关闭释冷阀10及排空阀12，供冷系统退出断电应急供冷模式，机房恢复正常运行。

或者，机房正常运行，温度传感器检测到机房回风温度高于设定阈值时，控制器控制打开释冷阀10、排空阀12，关闭超压阀14，供冷系统启动补充供冷模式。

释冷介质通过释冷介质入口管路9流入冷凝器7的释冷介质通道，在释冷介质通道中与制冷剂通道中的制冷剂进行换热，使制冷剂降温，进行制冷循环冷却机房。升温后的释冷介质通过释冷介质出口管路11和排空阀12进行排放。

补充供冷后，温度传感器再监测机房回风温度是否升高。若机房回风温度继续升高，则控制器控制增大释冷阀10的开度。当机房回风温度逐渐降低时，控制器控制释冷阀10逐渐减小开度。若机房回风温度降低至标准值或标准值以下时，控制器控制关闭释冷阀10、排空阀12及超压阀14，供冷系统退出补充供冷模式，机房正常运行。

具体地，在本发明的一个实施例中，响应于机房正常运行并且释冷介质储罐8超压，控制器控制打开超压阀14和排空阀12并关闭释冷阀10，以使供冷系统在定压排气供冷模式下运行。

又例如，机房正常运行且机房回风温度正常，压力传感器15检测到释冷介质储罐8中的压力超过设定值，控制系统控制超压阀14和排空阀12打开，释冷阀10关闭，供冷系统启动定压排气供冷模式。

释冷介质流入冷凝器7的释冷介质通道，在释冷介质通道中直接与制冷剂通道中的制冷剂进行换热，使制冷剂进行降温；或者与释冷介质通道中的蓄冷材料进行换热，蓄冷材料将冷量储存。升温后的释冷介质通过释冷介质出口管路11和排空阀12进行排放。

当压力传感器15检测出释冷介质储罐8压力正常时，供冷系统退出定压排气制冷模式，机房正常运行。

具体地，在本发明的一个实施例中，响应于机房正常运行、释冷介质储罐8未超压并且机房回风温度正常，控制器控制关闭释冷阀10、排空阀12和超压阀14，以使供冷系统在常规模式下运行。

通过使用如上所述的控制方法，使得供冷系统具有较高的灵活性和适应性，能够满足在不同模式下的连续供冷工作，实现了与边缘数据中心机房制冷功率、系统容量的动态匹配，且能够使该供冷系统节能、安全的运行。

具体例如，如图5和图6所示，在本发明的一个实施例中，当控制模块检测到释冷介质储罐8压力超出设定阈值时，供冷系统进入定压排气供冷模式，控制器按顺序控制超压阀14开启、释冷阀10关闭和排空阀12打开。在超压阀14、释冷阀10和排空阀12动作后，控制模块始终监测释冷介质储罐8的压力值。当释冷介质储罐8的压力值仍为超压状态时，控制阀组件的动作状态不变，供冷系统保持定压排气供冷模式；当释冷介质储罐8的压力值处于设定阈值范围内时，控制器控制超压阀14关闭、释冷阀10关闭以及排空阀12关闭，供冷系统退出定压排气模式。

当控制模块检测到机房断电信息后，供冷系统进入断电应急供冷模式。风机、液泵4以及控制模块由不间断电源保障运行。控制模块控制开启液泵4，使液泵4在节能状态下为供冷系统提供循环动力。控制器控制首先打开排空阀12，关闭超压阀14，再打开释冷阀10，防止供冷系统高压运行。释冷阀10打开后，在本模式下保持轮询判断。当控制模块检测到机房停止断电时，则控制关闭释冷阀10、排空阀12和超压阀14，供冷系统退出断电应急供冷模式；

当控制模块检测到机房维持断电状态时，进入下一逻辑判断。供冷系统在释冷阀10打开同时机房维持断电的状态下，控制模块检测释冷介质储罐8的压力值，当释冷介质储罐8的压力值低于设定值时，表明释冷介质储罐8中的释冷介质即将释空，此时，控制器控制关闭释冷阀10、排空阀12和超压阀14，使得供冷系统退出断电应急供冷模式；

当释冷介质储罐8的压力值正常时，供冷系统维持断电应急供冷模式，随后进入液泵4频率的控制判断。此处应当理解的是，液泵4用于提供制冷介质循环动力，液泵4的控制方法与常规液泵制冷循环的控制方法相同。液泵4运转的转速频率可以依据供冷系统所需制冷量进行调节：当供冷系统所需制冷量较大时，液泵4转速较高；当供冷系统所需制冷量较小时，液泵4转速较低。当控制模块检测出液泵4尚未处于最高转速时，表明当前供冷系统的冷量已经满足供冷需求，此时，减小释冷阀10的开度；当控制模块检测出液泵4处于最高转速，此时，检测机房回风温度值是否处于设定阈值内，若机房回风温度值处于设定阈值内且不再升高，则控制器控制释冷阀10的开度保持不变；若机房回风温度值超出设定阈值或处于持续升高状态，则控制器控制释冷阀10的开度增大。由此不断调节释冷阀10的开度，当释冷阀10被调节至关闭时，控制器控制关闭排空阀12和超压阀14，供冷系统退出断电应急供冷模式。

控制模块检测机房回风温度及压缩机1和蒸发器风机的频率。当控制模块检测到机房回风温度升高同时压缩机1和蒸发器风机处于最高频率时，供冷系统进入补充供冷模式。控制器控制首先打开排空阀12，关闭超压阀14，随后打开释冷阀10，以避免供冷系统高压运行。在释冷阀10处于开启状态下，控制模块始终监测释冷介质储罐8的压力值，当释冷介质储罐8的压力值低于设定阈值时，表明释冷介质即将释空，控制器控制关闭释冷阀10、排空阀12以及超压阀14，供冷系统退出补充供冷模式；

当释冷介质储罐8的压力值正常时，随后进入压缩机1及风机的频率控制判断。当控制模块检测到压缩机1和风机尚未处于最高转速时，表明供冷系统内的冷量已经满足当前运行需求，控制器控制减小释冷阀10的开度；当控制模块检测到压缩机1和风机处于最高转速且机房回风温度处于设定阈值之内不再升高时，控制器控制释冷阀10开度维持不变；当控制模块检测到压缩机1和风机处于最高转速且机房回风温度超出设定值或处于不断升高状态时，控制器控制增大释冷阀10的开度。在释冷阀10处于开启状态下，控制模块始终监测释冷介质储罐8的压力值。由此不断调节释冷阀10的开度，当释冷阀10被调节至关闭状态时，控制器控制关闭排空阀12和超压阀14，供冷系统退出补充供冷模式。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种供冷系统，其特征在于，包括：压缩机、液泵、连续供冷模块以及控制模块，

其中，所述连续供冷模块包括冷凝器、释冷介质储罐、释冷介质入口管路、释冷介质出口管路、排气管路以及控制阀组件，

其中，所述冷凝器中设有制冷剂通道和释冷介质通道，所述释冷介质储罐通过所述释冷介质入口管路与所述释冷介质通道的入口连接，所述释冷介质通道的出口与所述释冷介质出口管路连接，所述释冷介质储罐通过所述排气管路与所述释冷介质入口管路连接，

其中，所述控制阀组件响应于所述控制模块控制所述排气管路、所述释冷介质入口管路以及所述释冷介质出口管路的通断，

所述冷凝器包括内管、外管以及外部翅片，所述内管套装在所述外管的内腔中，所述外部翅片安装在所述外管的外侧壁，所述内管为释冷介质通道，所述内管与所述外管之间的通道为制冷剂通道，

所述控制阀组件包括释冷阀、排空阀和超压阀，

其中，所述释冷阀安装在所述释冷介质入口管路上，所述排空阀安装在所述释冷介质出口管路上，所述超压阀安装在所述排气管路上，

其中，所述控制模块与所述释冷阀、所述排空阀以及所述超压阀电性连接，

所述供冷系统包括断电应急供冷模式、定压排气供冷模式和补充供冷模式，

在所述断电应急供冷模式及所述补充供冷模式下，所述释冷阀和所述排空阀打开，所述超压阀关闭；

在所述定压排气供冷模式下，所述超压阀和所述排空阀打开，所述释冷阀关闭。

2.根据权利要求1所述的供冷系统，其特征在于，所述控制模块包括：压力传感器、温度传感器和控制器，

其中，所述压力传感器安装在所述释冷介质储罐上，所述温度传感器用于监测所述供冷系统所在机房的回风温度，所述控制器用于接收所述压力传感器输入的压力信号和所述温度传感器输入的温度信号并相应控制所述释冷阀、所述排空阀和所述超压阀的开度，

其中，所述控制模块还接入机房常规制冷控制系统，监测接收并控制压缩机转速频率、液泵转速频率以及风机转速频率。

3.根据权利要求2所述的供冷系统，其特征在于，还包括与所述控制模块通信的控制终端，

其中，所述控制终端包括通讯模块、计算机和遥控器，所述计算机和所述遥控器通过所述通讯模块与所述控制器进行无线连接，以对所述供冷系统进行远程操控或近距离操控。

4.一种权利要求1至3中任一项所述供冷系统的控制方法，其特征在于，包括：

基于所述供冷系统所在机房的机房状态、机组运行状态和机房回风温度、以及所述释冷介质储罐的压力状态，通过所述控制模块控制所述控制阀组件的开闭状态，以使所述供冷系统在断电应急供冷模式、补充供冷模式、定压排气供冷模式或常规模式下运行。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述控制模块包括：压力传感器、温度传感器和控制器，

其中，所述压力传感器安装在所述释冷介质储罐上，所述温度传感器用于监测所述供冷系统所在机房的回风温度，所述控制器用于接收所述压力传感器输入的压力信号和所述温度传感器输入的温度信号并相应控制所述释冷阀、所述排空阀和所述超压阀的开度，

所述控制方法还包括：

响应于机房断电并且压缩机停止工作，所述控制器控制打开所述供冷系统的释冷阀和排空阀并关闭超压阀，以使所述供冷系统在所述断电应急供冷模式下运行；或者

响应于机房正常运行并且机房回风温度超过设定阈值，所述控制器控制打开释冷阀和排空阀并关闭超压阀，以使所述供冷系统在所述补充供冷模式下运行。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，还包括：

响应于机房正常运行并且释冷介质储罐超压，所述控制器控制打开超压阀和排空阀并关闭释冷阀，以使所述供冷系统在所述定压排气供冷模式下运行。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，还包括：

响应于机房正常运行、释冷介质储罐未超压并且机房回风温度正常，所述控制器控制关闭释冷阀、排空阀和超压阀，以使所述供冷系统在所述常规模式下运行。

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