CN112682910B - 一种切换双动力冷却系统的运行模式的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种切换双动力冷却系统的运行模式的方法及系统，其中该方法包括如下步骤：S01、在处理模块内预置空调机组的氟泵运行能力曲线图和压缩机预设频率点下的运行能力曲线图。S02、处理模块根据空调机组运行的环境温度、压缩机运行频率和空调输出参数与预置的氟泵运行能力曲线图和压缩机预设频率点下的运行能力曲线图进行比较判断，并根据判断结果控制空调机组的运行模式。本发明实施例涉及的方法及系统，根据空调机组运行的环境温度、压缩机的运行频率和空调机组的输出参数判断实际运行能力大小，与预置的氟泵和压缩机的能力曲线图(表)对比，从而决定是否允许由压缩制冷模式切换至氟泵制冷模式，防止氟泵运行制冷时能力输出不足。

Description

一种切换双动力冷却系统的运行模式的方法及系统

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种切换双动力冷却系统的运行模式的方法及系统。

背景技术

目前，氟泵制冷系统共有三种运行模式，分别为：压缩机运行模式、压缩机和氟泵混合运行模式以及氟泵运行模式，而这三种模式的切换一般是根据环境温度或是室内外温度差来判断，当室外温度＞20℃时，采用压缩机模式，氟泵停止运行；当室外温度为10℃～20℃时，氟泵和压缩机同时开始启动；当室外温度＜10℃)时，压缩机关闭，氟泵运行模式开启。

现阶段的技术方案，对氟泵切换判断的方法过于单一，并且不能准确判断氟泵的制冷能力。如专利号为CN108050719A的专利公开了一种基于温差计算制冷剂泵能力的自然冷却系统及其控制方法，但这种控制方法是通过控制器检测的室内外温度差来控制氟泵和压缩机的开启和关闭，如果氟泵达到开启的条件，而此时氟泵的制冷能力过低，不仅无法满足实际的制冷需求还会导致室内温度不稳定以及压缩机的频繁启停，造成数据中心温湿度频繁波动，影响数据中心正常运行。专利号为CN208832768U的专利公开了多模式循环多联系统，主要是通过转速来实现压缩机与氟泵的切换，忽略环境温度对压缩机和氟泵切换的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种切换双动力冷却系统的运行模式的方法及系统，结合不同的环境温度区间和压缩机的频率，更为准确的判断氟泵的启动时机，使得氟泵的制冷能力与实际的冷负荷能力相匹配，解决现有氟泵制冷能力不足的问题，使氟泵制冷系统运行更加安全有效。在保证数据中心的温湿度稳定性的同时，还可以更加合理地切换机房空调的运行模式，实现机房空调的低能耗运行。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种切换双动力冷却系统的运行模式的方法，包括如下步骤：S01、在处理模块内预置空调机组的氟泵运行能力曲线图和压缩机预设频率点下的运行能力曲线图。S02、处理模块根据空调机组运行的环境温度、压缩机运行频率和空调输出参数与预置的氟泵运行能力曲线图和压缩机预设频率点下的运行能力曲线图进行比较判断。其中，当处理模块判断出在氟泵运行模式下，空调机组的输出参数无法满足用户的预设值时，控制空调机组切换至压缩机运行模式。当处理模块判断出在压缩机运行模式下，空调机组运行的环境温度和压缩机的运行频率均满足预置的氟泵运行能力曲线图和压缩机预设频率点下的运行能力曲线图的要求时，控制空调机组切换至氟泵运行模式。

本发明涉及的切换双动力冷却系统的运行模式的方法，根据空调机组运行的环境温度、压缩机的运行频率和空调机组的输出参数判断实际运行能力大小，与预置的氟泵和压缩机的能力曲线图(表)对比，从而决定是否允许由压缩制冷模式切换至氟泵制冷模式，防止氟泵运行制冷时能力输出不足。当氟泵制冷运行时空调机组的输出参数无法满足控制需求时，则控制氟泵制冷运行模式切换至压缩制冷运行模式。

对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步的改进。

根据本发明的切换双动力冷却系统的运行模式的方法，在一个优选的实施方式中，当处理模块控制空调机组切换至压缩机运行模式之后，压缩机运行模式持续运行时间不小于预设时长。

为保证数据中心控制温湿度的稳定性，压缩制冷运行模式持续运行时间不小于预设时长，即在预设时长内不允许再次切换至氟泵运行模式，防止空调机组输出的温湿度等参数波动过大。

进一步地，在一个优选的实施方式中，预设时长为2～4h。

在述预设时长范围内，能够很好地确保空调机组输出的温湿度等参数稳定。

具体地，在一个优选的实施方式中，在步骤S02中，在氟泵运行模式下，当空调机组的输出参数中的温度和/或湿度高于用户的预设值1℃时，处理模块控制空调机组切换至压缩机运行模式。

当处理模块监控到空调机组的输出参数中的温湿度超出用户预设值1℃时，表明氟泵制冷能力不足，需要切换回压缩机制冷运行模式。

具体地，在一个优选的实施方式中，在步骤S02中，在压缩机运行模式下，当环境温度处于氟泵运行能力曲线与压缩机在额定频率下制冷运行的能力曲线重合的范围内时，处理模块如果判断出压缩机的实际运行频率大于或等于压缩机的额定频率，控制空调机组不切换至氟泵运行模式。

在压缩机运行模式下，当环境温度处于氟泵运行能力曲线与压缩机在额定频率下制冷运行的能力曲线重合的范围内时，如果压缩机的实际运行频率大于或等于压缩机的额定频率，表明空调机组运行的热负荷较高，切换为氟泵制冷运行模式可能无法满足制冷需求，因此此时不允许切换到氟泵运行模式，继续保持压缩制冷运行模式。

进一步地，在本实施例中，处理模块如果判断出压缩机的实际运行频率大于或等于压缩机的额定频率与预设频率偏差值之间的差值，控制空调机组不切换至氟泵运行模式。

通过设置预设频率偏差值来进行判断，能够使得控制过程和控制结果更加精准可靠。

具体地，在一个优选的实施方式中，预设频率偏差值为2～5Hz。

将预设频率偏差值设置在上述范围内，能够极大程度上确保控制过程和控制结果精准可靠。

具体地，在一个优选的实施方式中，在步骤S02中，在压缩机运行模式下，当环境温度处于氟泵运行能力曲线与压缩机在额定频率下制冷运行的能力曲线重合的范围内时，处理模块如果判断出压缩机的实际运行频率小于压缩机的额定频率与预设偏差值之间的差值，控制空调机组切换至氟泵运行模式。

通过上述控制方法，能够确保氟泵系统制冷能力与实际制冷需求相匹配。

具体地，在一个优选的实施方式中，在步骤S02中，当环境温度小于或等于空调机组的允许氟泵运行的预设值时，处理模块控制空调机组在氟泵运行模式下运行；当环境温度大于或等于空调机组的允许压缩机运行的预设值时，处理模块控制空调机组在压缩机运行模式下运行。

在上述不同的预设温度范围内，分别控制空调机组在不同的制冷模式下制冷，能够确保空调机组的制冷模式符合压缩机和氟泵的运行能力曲线的要求。

本发明第二方面的切换双动力冷却系统的运行模式的系统，包括上述所述的处理模块和与处理模块电性连接的双动力冷却系统。其中，双动力冷却系统具体包括依次互相连接的压缩机、冷凝器、储液罐、氟泵、膨胀阀和蒸发器；压缩机和氟泵分别与单向阀支路并联。压缩机和氟泵上均设有与处理模块电性连接的压力测量装置，冷凝器和储液罐上均设有与处理模块电性连接的温度测量装置。

显然，由于采用了上述所述的处理模块来有效控制双动力冷却系统，因此能够很好地实现上述所述的控制方法，并且，能够确保本发明涉及的切换双动力冷却系统的运行模式的系统结构简单，易于操作。

相比现有技术，本发明的优点在于：结合机组运行的环境温度区间、压缩机运行频率和空调输出参数来更加准确的判断压缩机和氟泵的开启停止，使得氟泵系统制冷能力与实际冷负荷相匹配，解决了现有技术中对氟泵系统控制不足的现象，使氟泵制冷系统运行更加安全可靠，制冷效果更佳。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1示意性显示了本发明实施例的双动力制冷系统的框架原理；

图2示意性显示了本发明实施例的双动力制冷系统的能力曲线。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。

图1示意性显示了本发明实施例的双动力制冷系统10的框架原理。图2示意性显示了本发明实施例的双动力制冷系统的能力曲线。

实施例1

如图2所示，本发明实施例的切换双动力冷却系统的运行模式的方法，包括如下步骤：S01、在处理模块内预置空调机组的氟泵运行能力曲线图和压缩机预设频率点下的运行能力曲线图。S02、处理模块根据空调机组运行的环境温度、压缩机运行频率和空调输出参数与预置的氟泵运行能力曲线图和压缩机预设频率点下的运行能力曲线图进行比较判断。其中，当处理模块判断出在氟泵运行模式下，空调机组的输出参数无法满足用户的预设值时，控制空调机组切换至压缩机运行模式。当处理模块判断出在压缩机运行模式下，空调机组运行的环境温度和压缩机的运行频率均满足预置的氟泵运行能力曲线图和压缩机预设频率点下的运行能力曲线图的要求时，控制空调机组切换至氟泵运行模式。

本发明实施例涉及的切换双动力冷却系统的运行模式的方法，根据空调机组运行的环境温度、压缩机的运行频率和空调机组的输出参数判断实际运行能力大小，与预置的氟泵和压缩机的能力曲线图(表)对比，从而决定是否允许由压缩制冷模式切换至氟泵制冷模式，防止氟泵运行制冷时能力输出不足。当氟泵制冷运行时空调机组的输出参数无法满足控制需求时，则控制氟泵制冷运行模式切换至压缩制冷运行模式。

进一步地，在本实施例中，当处理模块控制空调机组切换至压缩机运行模式之后，压缩机运行模式持续运行时间不小于预设时长。为保证数据中心控制温湿度的稳定性，压缩制冷运行模式持续运行时间不小于预设时长，即在预设时长内不允许再次切换至氟泵运行模式，防止空调机组输出的温湿度等参数波动过大。具体地，在本实施例中，预设时长为2～4h。在述预设时长范围内，能够很好地确保空调机组输出的温湿度等参数稳定。

具体地，在本实施例中，在步骤S02中，在氟泵运行模式下，当空调机组的输出参数中的温度和/或湿度高于用户的预设值1℃时，处理模块控制空调机组切换至压缩机运行模式。当处理模块监控到空调机组的输出参数中的温湿度超出用户预设值1℃时，表明氟泵制冷能力不足，需要切换回压缩机制冷运行模式。

具体地，在本实施例中，在步骤S02中，在压缩机运行模式下，当环境温度T处于氟泵运行能力曲线与压缩机在额定频率H0下制冷运行的能力曲线重合的范围内时，处理模块如果判断出压缩机的实际运行频率大于或等于压缩机的额定频率H0，控制空调机组不切换至氟泵运行模式。在压缩机运行模式下，当环境温度处于氟泵运行能力曲线与压缩机在额定频率下制冷运行的能力曲线重合的范围内时，如果压缩机的实际运行频率大于或等于压缩机的额定频率，表明空调机组运行的热负荷较高，切换为氟泵制冷运行模式可能无法满足制冷需求，因此此时不允许切换到氟泵运行模式，继续保持压缩制冷运行模式。优选地，在本实施例中，在10℃≤T＜20℃时，氟泵运行能力曲线与压缩机H0频率下制冷运行的能力曲线重合。

进一步地，在本实施例中，处理模块如果判断出压缩机的实际运行频率大于或等于压缩机的额定频率H0与预设频率偏差值之间的差值，控制空调机组不切换至氟泵运行模式。通过设置预设频率偏差值来进行判断，能够使得控制过程和控制结果更加精准可靠。具体地，在本实施例中，预设频率偏差值为2～5Hz。将预设频率偏差值设置在上述范围内，能够极大程度上确保控制过程和控制结果精准可靠。

具体地，在本实施例中，在步骤S02中，在压缩机运行模式下，当环境温度T处于氟泵运行能力曲线与压缩机在额定频率H0下制冷运行的能力曲线重合的范围内时，处理模块如果判断出压缩机的实际运行频率小于压缩机的额定频率H0与预设偏差值之间的差值，控制空调机组切换至氟泵运行模式。通过上述控制方法，能够确保氟泵系统制冷能力与实际制冷需求相匹配。

优选地，在本实施例中，在步骤S02中，当环境温度T小于或等于空调机组的允许氟泵运行的预设值时，处理模块控制空调机组在氟泵运行模式下运行。当环境温度T大于或等于空调机组的允许压缩机运行的预设值时，处理模块控制空调机组在压缩机运行模式下运行。在上述不同的预设温度范围内，分别控制空调机组在不同的制冷模式下制冷，能够确保空调机组的制冷模式符合压缩机和氟泵的运行能力曲线的要求。

在一个具体的空调机组中，如图2所示，压缩机制冷运行的室外环境温度为10℃≤T≤48℃，上述范围视具体的机组不同而不同。允许氟泵运行的室外环境温度为T<20℃，上述范围视具体的机组不同而不同)。T<10℃时，运行氟泵制冷模式。在10℃≤T＜20℃时，氟泵运行能力曲线与压缩机H0频率下制冷运行的能力曲线重合，氟泵能力曲线与压缩机哪个运行频率下的能力曲线重合，决定于空调机组设计时的选型配置等，H0可能是55Hz曲线也可能是46Hz能力曲线。如图2所示，环境温度为16℃时，空调机组的氟泵制冷模式可以运行。

实施例2

如图1所示，本发明实施例的切换双动力冷却系统的运行模式的系统，包括上述所述的处理模块和与处理模块电性连接的双动力冷却系统10。其中，双动力冷却系统10具体包括依次互相连接的压缩机1、冷凝器2、储液罐3、氟泵4、膨胀阀5和蒸发器6；压缩机1和氟泵4分别与单向阀7支路并联。压缩机1和氟泵4上均设有与处理模块电性连接的压力测量装置，冷凝器2和储液罐3上均设有与处理模块电性连接的温度测量装置。

显然，由于采用了上述所述的处理模块来有效控制双动力冷却系统，因此能够很好地实现上述所述的控制方法，并且，能够确保本发明涉及的切换双动力冷却系统的运行模式的系统结构简单，易于操作。

根据上述实施例，可见，本发明涉及的切换双动力制冷系统的运行模式的方法，结合机组运行的环境温度区间、压缩机运行频率和空调输出参数来更加准确的判断压缩机和氟泵的开启停止，使得氟泵系统制冷能力与实际冷负荷相匹配，可以保证数据中心的稳定性，以防止压缩机与氟泵频繁切换造成数据中心内的温湿度波动过大，影响数据中心运行，从而解决了现有技术中对氟泵系统控制不足的现象，使氟泵制冷系统运行更加安全可靠，制冷效果更佳。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (8)

1.一种切换双动力冷却系统的运行模式的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S01、在处理模块内预置空调机组的氟泵运行能力曲线图和压缩机预设频率点下的运行能力曲线图；

S02、处理模块根据空调机组运行的环境温度、压缩机运行频率和空调输出参数与预置的氟泵运行能力曲线图和压缩机预设频率点下的运行能力曲线图进行比较判断；其中，

当处理模块判断出在氟泵运行模式下，空调机组的输出参数无法满足用户的预设值时，控制空调机组切换至压缩机运行模式；

当处理模块判断出在压缩机运行模式下，当空调机组运行的环境温度处于氟泵运行能力曲线与压缩机在额定频率下制冷运行的能力曲线重合的范围内时，处理模块如果判断出压缩机的实际运行频率大于或等于压缩机的额定频率，控制空调机组不切换至氟泵运行模式；

当处理模块判断出在压缩机运行模式下，当空调机组运行的环境温度处于氟泵运行能力曲线与压缩机在额定频率下制冷运行的能力曲线重合的范围内时，处理模块如果判断出压缩机的实际运行频率小于压缩机的额定频率与预设偏差值之间的差值，控制空调机组切换至氟泵运行模式。

2.根据权利要求1所述的切换双动力冷却系统的运行模式的方法，其特征在于，当处理模块控制空调机组切换至压缩机运行模式之后，压缩机运行模式持续运行时间不小于预设时长。

3.根据权利要求2所述的切换双动力冷却系统的运行模式的方法，其特征在于，所述预设时长为2～4h。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的切换双动力冷却系统的运行模式的方法，其特征在于，在所述步骤S02中，在氟泵运行模式下，当空调机组的输出参数中的温度和/或湿度高于用户的预设值1℃时，处理模块控制空调机组切换至压缩机运行模式。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的切换双动力冷却系统的运行模式的方法，其特征在于，处理模块如果判断出压缩机的实际运行频率大于或等于压缩机的额定频率与预设频率偏差值之间的差值，控制空调机组不切换至氟泵运行模式。

6.根据权利要求5所述的切换双动力冷却系统的运行模式的方法，其特征在于，所述预设频率偏差值为2～5Hz。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的切换双动力冷却系统的运行模式的方法，其特征在于，在所述步骤S02中，

当环境温度小于或等于空调机组的允许氟泵运行的预设值时，处理模块控制空调机组在氟泵运行模式下运行；

当环境温度大于或等于空调机组的允许压缩机运行的预设值时，处理模块控制空调机组在压缩机运行模式下运行。

8.一种切换双动力冷却系统的运行模式的系统，其特征在于，包括上述权利要求1至7中任一项中所述的处理模块和与处理模块电性连接的双动力冷却系统；其中，

所述双动力冷却系统具体包括依次互相连接的压缩机、冷凝器、储液罐、氟泵、膨胀阀和蒸发器；压缩机和氟泵分别与单向阀支路并联；

压缩机和氟泵上均设有与处理模块电性连接的压力测量装置，冷凝器和储液罐上均设有与处理模块电性连接的温度测量装置。

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