CN113175715A - 数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法及相关装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法及相关装置,属于空调技术领域,数据中心蒸发冷却与余热回收机组可用于机房的降温,包括:降温系统,降温系统包括:风道,与机房相连通;降温装置,设置于风道的进风侧,并可用于机房的降温;压缩系统,压缩系统包括:压缩机;第一换热装置,压缩机相连通;第二换热装置,与第一换热装置和压缩机相连通,位于风道内,并可自风道内吸收热量;换热管路,换热管路具有相连通的供水口和回水口,第一换热装置可用于为换热管路供热。本发明实现了数据中心机房的高效机械补冷和余热回收利,还具有模块化、去工程化的优点。

Description

数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法及相关装置
技术领域
本发明涉及空调技术领域,具体而言,涉及一种数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法及相关装置。
背景技术
数据中心的机房冷却能耗很高,约占数据中心总能耗30%,蒸发冷却通过利用干空气能进行制冷,能够实现数据中心高能效冷却,蒸发冷却空气处理技术在行业内得到了广泛应用。数据中心常年运行,持续产生大量热量,余热资源非常丰富,但目前行业内大部分数据中心蒸发冷却空气处理机组不具备余热回收功能,少数具有余热回收功能的方案需增加余热回收换热器及配套热泵系统,热泵系统管路多、施工复杂,使得蒸发冷却空气处理机组原本所具备的模块化和去工程化的优势被大大削弱,现场施工的工程量很高,综合经济效益不佳。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中,数据中心蒸发冷却与余热回收机组管路多、施工复杂模块化和去工程化程度不高的技术问题。
为此,本发明第一方面提供了一种数据中心蒸发冷却与余热回收机组。
本发明第二方面提供了一种数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法。
本发明第三方面提供了一种数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制装置。
本发明第四方面提供了一种可读存储介质。
本发明第一方面提供了一种数据中心蒸发冷却与余热回收机组,可用于机房的降温,数据中心蒸发冷却与余热回收机组包括:降温系统,降温系统包括:风道,与机房相连通;降温装置,设置于风道的进风侧,并可用于机房的降温;压缩系统,压缩系统包括:压缩机;第一换热装置,压缩机相连通;第二换热装置,与第一换热装置和压缩机相连通,位于风道内,并可自风道内吸收热量;换热管路,所述换热管路具有相连通的供水口和回水口,所述第一换热装置可用于为所述换热管路供热。
本发明提出的数据中心蒸发冷却与余热回收机组可用于机房的降温,以保证机房内适宜的温度,保证机房内电器设备的存放和使用安全。数据中心蒸发冷却与余热回收机组包括配合使用的降温系统和压缩系统。其中,降温系统包括风道和降温装置。风道具有相连通的进风侧和出风侧,室外的新风可从进风侧进入到机房内部,以实现对机房内环境的降温;经过换热后的空气可从出风侧排出机房,保证整个空气流动。降温装置设置在风道的进风侧,并可在运行过程中与进风侧的气流接触换热,以降低进入到机房内的空气的温度,进一步提升对机房的降温效果。
此外,压缩系统包括配合使用的压缩机、第一换热装置、第二换热装置和换热管路。其中,第一换热装置与压缩机相连通,可以设置在风道的内部或风道的外部;第二换热装置与第一换热装置和压缩机相连通,并设置在风道内;换热管路具有相连通的供水口和回水口,换热管路与第一换热装置相接触,并可与第一换热装置接触换热,实现热量的转移。
具体地,在压缩系统工作时,压缩机运行可使得第二换热装置从风道内吸收热量,可以在风道的进风侧起到制冷的作用,也可以在风道的出风侧释放热量;外部水源可通过回水口进入到换热管路内,水在流经第一换热装置时可与第一换热装置接触换热,而后通过供水口流出换热管路,得到换热后的水供给热用户,实现热量的收集,以达到节能减排的目的,使数据中心蒸发冷却与余热回收机组既具备常规蒸发冷却机组自然冷却效率高的优势,又能够充分利用数据中心回风余热,还能够保持数据中心蒸发冷却与余热回收机组模块化、去工程化的优点。
此外,第二换热装置还可以在风道的出风侧排出热量,此时第二换热装置的第二换热部作为压缩系统的冷凝器使用,第一换热装置不工作。
此外,第二换热装置也可以在风道的出风侧排出热量的同时回收热量,并将热量供给热用户,此时第二换热装置的第二换热部和第一换热装置均作为制冷系统的冷凝器使用。
本发明提出的数据中心蒸发冷却与余热回收机组,将降温系统和压缩系统有机结合,使得常规数据中心蒸发冷却与余热回收机组具备了余热回收、机械补冷等额外功能,在保证高能效蒸发冷却的前提下,实现了数据中心机房的高效机械补冷和余热回收利用。
根据本发明上述技术方案的数据中心蒸发冷却与余热回收机组,还可以具有以下附加技术特征:
在上述技术方案中,风道包括:进风通道,与机房相连通,降温装置位于进风通道内;排风通道,与机房相连通,第一换热装置设置于排风通道内。
在该技术方案中,风道包括相连通的进风通道和排风通道。其中,进风通道的进口端与室外环境相连通,进风通道的出口端与机房相连通,降温装置设置在进风通道内;室外的新风从进风通道进入到机房内时,会首先与降温装置相接触,若降温装置处于运行状态可与气流进行换热,若降温装置停止工作,即可直接通过利用外界空气为机房降温。
此外,排风通道的回风口与机房相连通,低温空气在机房内经过换热后变为热空气,该部分热空气可通过排风通道排出,或再次进入到进风通道内循环使用。将第一换热装置设置在排风通道内,进而与热空气接触换热,实现了对机房内热量的回收,并将收集到热量供给热用户,达到节能减排的目的。
特别地,热空气从排风通道回到进风通道的情况出现在以下几种情况下:
情况一:外界气温过低,此时外界空气通过进风通道直接送入机房会造成机房内凝露。所以,将部分热空气从排风通道引入进风通道,使得外界的低温冷空气先与风道内的热空气混合,然后再送入机房。此时,只会从排风通道引入部分热空气进风通道。
情况二:热空气从排风通道全部回到进风通道,此时机房的热量全部被回收送至热用户处。此时,第二换热装置的第一换热部与第一换热装置均作为压缩系统的蒸发器使用(第一换热部与第一换热装置可同时开启,也可以只开启其中一个),第一换热装置作为压缩系统的冷凝器使用。
在上述任一技术方案中,第二换热装置包括:第一换热部,设置于进风通道内,并与第一换热装置和压缩机相连通。
在该技术方案中,第二换热装置包括第一换热部。其中,第一换热部设置在进风通道内,并与第一换热装置和压缩机相连通。在压缩系统处于运行状态下时,第一换热部与第一换热装置配合使用,第一换热部可作为蒸发器使用,第一换热装置可作为冷凝器使用。
因此,基于第一换热部与第一换热装置的配合,通过第一换热部冷却进风通道内的空气,以对机房起到降温的效果;通过第一换热装置收集机房内的热量,同时收集压缩系统自身产生的热量,以将收集到的热量供给热用户,达到节能减排的目的。
在上述任一技术方案中,第二换热装置包括:第二换热部,设置于排风通道内,并与第一换热装置和压缩机相连通。
在该技术方案中,第二换热装置包括第二换热部。其中,第二换热部设置在排风通道内,并与第一换热装置和压缩机相连通。在压缩系统处于运行状态下时,第二换热部与第一换热装置配合使用,第二换热部可作为蒸发器使用,第一换热装置可作为冷凝器使用。
因此,基于第一换热部与第一换热装置的配合,可通过第二换热部吸收排风通道内的热量,并将该部分热量转移到第一换热装置,第一换热装置可作为冷凝器使用,以将该部分热量供给热用户,达到节能减排的目的。
在上述任一技术方案中,第二换热装置包括:第一换热部,设置于进风通道内,并与压缩机相连通;第二换热部,设置于排风通道内,并与第一换热部、第一换热装置相连通和压缩机相连通。
在该技术方案中,第二换热装置包括配合使用的第一换热部和第二换热部。其中,第一换热部与第二换热部均可与第一换热装置配合使用,并且第一换热部与第二换热部中的一者或两者可作为蒸发器使用,以在进风通道或排风通道吸收热量,实现对机房的降温或实现对机房热量的回收。
具体地,在第一换热部与第一换热装置配合使用时,可基于第一换热部吸收进风通道的热量,以降低机房内的温度,可基于第一换热装置收集排风通道内的热量、并收集压缩系统自身的热量,以将该部分热量供给热用户。
具体地,在第二换热部与第一换热装置配合使用时,可基于第二换热部吸收排风通道的热量,可基于第一换热装置收集压缩系统自身的热量,以将该部分热量供给热用户。
具体地,在第一换热部和第二换热部共同与第一换热装置配合使用时,可基于第一换热部吸收进风通道的热量,基于第二换热部吸收排风通道的热量,可基于第一换热装置收集压缩系统自身的热量,以将该部分热量供给热用户。
从外,在第一换热部和第二换热部共同与第一换热装置配合使用时,还可将第一换热部作为蒸发器,第二换热部和第一换热装置均作为冷凝器。
在上述任一技术方案中,压缩系统还包括:第一膨胀阀,设置于第一换热部和第二换热部之间;第二膨胀阀,设置于第一膨胀阀和第二换热部之间;第三膨胀阀,第一换热装置的一端连通于压缩机连通换向阀的一端,第一换热装置的另一端通过第三膨胀阀连通于第一膨胀阀和第二膨胀阀之间;换向阀,设置于第一换热装置和压缩机之间。
在该技术方案中,压缩系统还包括换向组件,以实现压缩系统在不同工作模式下的切换。具体地,换向组件包括第一膨胀阀、第二膨胀阀、第三膨胀阀和换向阀。其中,第一膨胀阀和第二膨胀阀间隔设置在第一换热部和第二换热部之间流路上,第一换热部靠近第二换热部设置,第二换热部靠近第一换热部设置;第一换热部直接连通到压缩机,第二换热部通过换向阀连通到压缩机;第一换热装置的一端通过第三膨胀阀连通到第一膨胀阀和第二膨胀阀之间的流路上,第一换热装置的另一端连通到换向阀与压缩机之间。
特别地,基于上述第一膨胀阀、第二膨胀阀、第三膨胀阀和换向阀的配合,可实现压缩系统在不同运行模式下切换。
具体实施例中,压缩系统的压缩机、第一换热部、第二换热部、第一膨胀阀、第二膨胀阀开启,第三膨胀阀全关。此时第一换热部作为蒸发器,第二换热部作为冷凝器。
具体实施例中,压缩机、第一膨胀阀、第三膨胀阀开启,第二膨胀阀全关,换向阀换向,第二换热部作为蒸发器,第一换热装置作为冷凝器。
具体实施例中,压缩机、第一膨胀阀、第二膨胀阀、第三膨胀阀开启,换向阀换向,第一换热部和第二换热部均作为蒸发器,第一换热装置作为冷凝器。
在上述任一技术方案中,进风通道包括进风阀和送风口,送风口与机房相连通。
在该技术方案中,进风通道具有相连通的进风口和送风口,进风口的位置设置有进风阀,并连通于室外环境,送风口与机房内部相连通,降温装置和第二换热装置的第一换热部设置在进风口和送风口之间,外界的新风可经过进风通道进入到机房内部。
在上述任一技术方案中,排风通道包括相连通的回风口和排风阀,回风口与机房相连通。
在该技术方案中,排风通道具有相连通的回风口和排风口,回风口与机房相连通,排风口处设置有排风阀,排风阀与室外环境相连通;在排风阀处于开启状态时,机房内部的空气可通过回风口进入到回风通道内,并从排风口排出。
在上述任一技术方案中,数据中心蒸发冷却与余热回收机组还包括混风阀,混风阀连通于进风通道和排风通道。
在该技术方案中,数据中心蒸发冷却与余热回收机组还包括混风阀。其中,混风阀连通于进风通道和排风通道,并且可以导通进风通道与排风通道、或者断开进风通道与排风通道的连通。
在使用过程中,当混风阀处于关闭状态时,进入到排风通道内的气体可经过排风口排出,这样室外环境的新风不断通过进风通道进入到机房内,经过与机房换热后再通过排风通道排出室外。当混风阀处于开启状态时,进入到排风通道内的气体可经过混风阀再次进入进风通道内部,这样使得该部分气流再次参与到换热降温中。
在上述任一技术方案中,降温系统还包括:第一风阀,位于回风口与第一换热装置之间,并连通于排风通道。
在该技术方案中,降温系统还包括降温系统还包括第一风阀。其中,第一风阀设置在回风口与第一换热装置之间,并且与排风通道相连通。这样,在使用过程中,当第一风阀处于关闭状态时,进入到排风通道内的气体可经过第二换热装置的第二换热部,而后经过排风阀排出室外。当第一风阀处于开启状态时,进入到排风通道内的气体可直接从第一风阀排出,而不经过第二换热装置的第二换热部,或者是一部分经过第一风阀排出,一部分经过排风阀排出。
在上述任一技术方案中,降温系统还包括:第二风阀,设置于排风通道,位于第一风阀与排风阀之间;第三风阀,位于第一换热装置与排风阀之间,并连通于排风通道。
在该技术方案中,降温系统还包括第二风阀和第三风阀。其中,第二风阀设置在排风通道的内部,并且位于第一风阀与排风阀之间,第二风阀可用于封堵第一风阀与排风阀之间的部分排风通道;第三风阀设置在第二换热装置的第二换热部与排风阀之间,并与排风通道相连通,可将排风通道内部的气流导出室外。
这样,在使用过程中,当第二风阀处于关闭状态时,机房内的空气可直接通过第一风阀排出气流。排风通道通过排风口与室外环境相连通,并且通过第三风阀与室外环境相连通。
此时,在机房需要机械补冷、但不需要进行余热回收的情况下,可直接将排风口和第三风阀中的一者作为进风口,将排风口和第三风阀中的另一者作为出风口使用(这取决于第二风机的安装方向)。这样,可直接将室外较低温度的环境空气引入到排风通道设置有第二换热部的位置,使得该部分冷空气与作为冷凝器使用的第二换热部相接触,以对第二换热部进行冷却。相较于利用机房的热回风而言,通过室外环境的冷空气为第二换热部降温,可起到更好的降温效果。
在上述任一技术方案中,数据中心蒸发冷却与余热回收机组还包括第一风机。其中,第一风机设置在进风通道内,并可用于驱动室外新风从进风通道进入到机房内部。
在上述任一技术方案中,数据中心蒸发冷却与余热回收机组还包括第二风机。其中,第二风机设置在排风通道内,并且设置在第二换热装置的第二换热部与排风阀之间,并可用于驱动排风通道内的空气排出室外。
具体地,第二风机可以设置在混风阀与排风阀之间,也可设置在混风阀与第二换热装置的第二换热部之间。
在上述任一技术方案中,数据中心蒸发冷却与余热回收机组还包括过滤装置。其中,过滤装置设置在进风通道内,并且设置在混风阀与降温系统的降温装置之间,以对进入到机房内的空气进行过滤,保证进入到机房内的空气的洁净程度。
在上述任一技术方案中,降温装置为蒸发冷却模块。
本发明第二方面提供了一种数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法,可用于如上述任一技术方案的数据中心蒸发冷却与余热回收机组,数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法包括:获取室外环境的干球温度和湿球温度;根据干球温度和/或湿球温度,控制降温系统以及压缩系统工作。
本发明提出的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法,可用于如上述任一技术方案的数据中心蒸发冷却与余热回收机组。因此,具有上述数据中心蒸发冷却与余热回收机组的全部有益效果。此外,在控制数据中心蒸发冷却与余热回收机组运行的过程中,获取室外环境的干球温度,获取室外环境的湿球温度;而后,基于上述干球温度和湿球温度中的至少一者,来控制降温系统和压缩系统工作,保证空调系统对机房内部温度和室温的调节,保证机房内部的温度和湿度处于适宜的环境,进而保证机房内部的电器设备的使用寿命。
具体地,可根据室外环境的干球温度,来控制降温系统以及压缩系统工作,也可以根据室外环境的湿球温度,来控制降温系统以及压缩系统工作,还可以根据室外环境的干球温度和湿球温度,来控制降温系统以及压缩系统工作。
根据本发明上述技术方案的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法,还可以具有以下附加技术特征:
在上述技术方案中,室外干球温度小于或等于干球湿度阈值时,控制压缩系统的压缩机和降温系统的降温装置停止工作。
在该技术方案中,在室外干球温度小于或等于干球湿度阈值时,控制数据中心蒸发冷却与余热回收机组运行直通风冷却模式。在直通风冷却模式下,压缩系统的压缩机和降温系统的降温装置均停止工作。此时,室外新风依次流经进风阀、过滤装置、降温装置、第二换热装置的第一换热部、第一风机、送风口后进入机房,用于给机房内信息设备降温。其中,进风阀根据机房发热量和机房回风温度调节开度,实现室外新风送风量的调节。
此外,机房内的回风通过回风口进入排风通道后,可从第一风阀和第三风阀排至室外;也可以部分通过排风阀排出室外、部分通过混风阀进风通道与室外新风混合后再送入机房。部分回风与室外新风混风后再送入机房,可避免新风温度过低造成机房内设备凝露(此时第一风阀和第三风阀关闭,混风阀和第二风机开启)。
在上述任一技术方案中,在干球温度大于干球温度阈值,且湿球温度小于或等于湿球温度阈值时,控制压缩系统的压缩机停止工作,控制降温系统的降温装置开始工作。
在该技术方案中,在干球温度大于干球温度阈值,并且湿球温度小于或等于湿球温度阈值时,数据中心蒸发冷却与余热回收机组运行直接蒸发冷却模式。在直接蒸发冷却模式下,控制压缩系统的压缩机停止工作,控制降温系统的降温装置开始工作,通过水分蒸发降温,提高对新风的降温效果。
此外,直接蒸发冷却模式下对各风阀的控制,与直通风冷却模式相同,在此不再重复论述。
在上述任一技术方案中,在干球温度大于干球温度阈值时,控制降温系统的降温装置停止工作、第一风阀和第三风阀开启、第二风阀和混风阀关闭,控制压缩系统的压缩机开始工作,第一膨胀阀和第二膨胀阀开启,第三膨胀阀关闭。
在该技术方案中,在干球温度大于干球温度阈值时,数据中心蒸发冷却与余热回收机组运行直通风冷却&机械补冷模式。直通风冷却&机械补冷模式与直通风冷却模式的区别在于:该模式下压缩系统的压缩机、第二换热装置的第一换热器、第二换热装置的第二换热器、第一膨胀阀、第二膨胀阀开启,第三膨胀阀全关;第一风阀和第三风阀开启,第二风阀和混风阀关闭。此时,第一换热部作为蒸发器,第二换热部作为冷凝器,第一换热部用于给室外新风补冷降温,第二换热部的热量通过由第三风阀进入、从排风阀排出(或者由排风阀进入、从第三风阀排出)。
在上述任一技术方案中,在湿球温度大于湿球温度阈值时,控制降温系统的降温装置开始工作、第一风阀和第三风阀开启、第二风阀和混风阀关闭,控制压缩系统的压缩机开始工作,第一膨胀阀和第二膨胀阀开启,第三膨胀阀关闭。
在该技术方案中,在湿球温度大于湿球温度阈值时,数据中心蒸发冷却与余热回收机组运行直接蒸发冷却&机械补冷模式。直接蒸发冷却&机械补冷模式与直通风冷却&机械补冷模式的区别在于:降温系统的降温装置运行,降温装置用于对室外新风进行一级冷却,然后由第一换热部进行二级冷却。
但是,降温装置在运行过程中需对喷淋水量进行控制,避免造成新风湿度过高。对喷淋水量的要求是应避免第一换热部表面出现凝露。
在上述任一技术方案中,数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法还包括:获取第一换热装置的需回收热量;根据需回收热量、以及根据干球温度和/或湿球温度,控制降温系统以及压缩系统工作。
在该技术方案中,获取第一换热装置的需回收热量,并将第一换热装置的需回收热量作为热用户所需要的热量;而后,根据需回收热量、以及干球温度和湿球温度中的至少一者,来控制降温系统和压缩系统工作,保证空调系统对机房内部温度和室温的调节,保证机房内部的温度和湿度处于适宜的环境,进而保证机房内部的电器设备的使用寿命。
这样,在控制机组运行的过程中,不但可保证机房内环境温度和环境湿度适宜,还可对机房内部的热量进行回收,达到节能减排的技术效果。
在上述任一技术方案中,在干球温度小于或等于干球温度阈值,且需回收热量大于0时,控制降温系统的降温装置停止工作、第一风阀和第三风阀关闭、第二风阀开启,控制压缩系统的压缩机开始工作、第一膨胀阀和第三膨胀阀开启、第二膨胀阀关闭、换向阀换向。
在该技术方案中,当干球温度小于或等于干球温度阈值,且热用户需要使用热量(第一换热装置的需回收热量大于0)时,控制数据中心蒸发冷却与余热回收机组运动直通风冷却&余热回收模式。在运动直通风冷却&余热回收模式下,室外新风依次流经进风阀、过滤装置、降温装置、第二换热装置的第一换热部、第一风机、送风口进入机房,用于给机房内信息设备降温;进风阀根据机房发热量和机房回风温度调节开度,实现室外新风送风量的调节;降温装置不运行。
压缩系统的压缩机、第一膨胀阀、第三膨胀阀开启,换向阀换向,第二换热部作为蒸发器,第一转热装置作为冷凝器。热用户回水进入第一转热装置,被加热后经过送至热用户。第二膨胀阀全关,第二换热装置的第一换热部不使用。
第一风阀、第三风阀关闭,第二风阀开启,机房回风流经第二换热部,并传热给第二换热部内低温制冷剂,实现机房回风余热回收利用。另外,混风阀根据是否需要将回风与新风混风,来确定其开启状态(全开或部分开启或全关)。
在上述任一技术方案中,在干球温度大于干球温度阈值,湿球温度小于或等于湿球温度阈值,且需回收热量大于0时,控制降温系统的降温装置开始工作、第一风阀和第三风阀关闭、第二风阀开启,控制压缩系统的压缩机开始工作、第一膨胀阀和第三膨胀阀开启、第二膨胀阀关闭、换向阀换向。
在该技术方案中,当干球温度大于干球温度阈值,湿球温度小于或等于湿球温度阈值,且热用户需要使用热量(第一换热装置的需回收热量大于0)时,控制空调系统运行直接蒸发冷却&余热回收模式,直接蒸发冷却&余热回收模式与“直通风冷却&余热回收模式”的区别在于:直接蒸发冷却&余热回收模式下,降温装置运行,通过水分蒸发降温,提高对新风的降温效果。
在上述任一技术方案中,在干球温度大于干球温度阈值,且需回收热量大于0时,控制降温系统的降温装置停止工作、第一风阀和第三风阀关闭、第二风阀开启,控制压缩系统的压缩机开始工作、第一膨胀阀、第二膨胀阀和第三膨胀阀开启,换向阀换向。
在该技术方案中,当干球温度大于干球温度阈值,且热用户需要使用热量(第一换热装置的需回收热量大于0)时,控制空调系统运行直通风冷却&机械补冷&余热回收模式的第一子模式。在直通风冷却&机械补冷&余热回收模式的第一子模式下,压缩机、第一膨胀阀、第二膨胀阀、第三膨胀阀开启,换向阀换向;此时,第二换热装置的第一换热部和第二换热部均作为蒸发器,第一换热装置作为冷凝器。
此外,第一风阀、第三风阀关闭,第二风阀开启,机房回风流经第二换热部,并传热给第二换热部内低温制冷剂。另外,混风阀根据是否需要将回风与新风混风,来确定其开启状态(全开或部分开启或全关)。
在直通风冷却&机械补冷&余热回收模式的第一子模式下,压缩系统同时从第一换热部和第二换热部吸收热量为热用户供热,即实现给新风补冷的功能,又实现余热回收的功能。
在上述任一技术方案中,在干球温度大于干球温度阈值,且需回收热量大于0时,控制降温系统的降温装置停止工作、第一风阀和第三风阀开启、第二风阀和混风阀关闭,控制压缩系统的压缩机开始工作、第一膨胀阀、第二膨胀阀和第三膨胀阀开启。
在该技术方案中,当干球温度大于干球温度阈值,且热用户需要使用热量(第一换热装置的需回收热量大于0)时,控制空调系统运行直通风冷却&机械补冷&余热回收模式的第二子模式。直通风冷却&机械补冷&余热回收模式下,第二子模式与第一子模式的区别在于:换向阀不换向,第一风阀、第三风阀开启,混风阀和第二风阀关闭。
此时,第二换热装置的第一换热部作为蒸发器,第二换热装置的第二换热器部和第一换热装置均作为冷凝器。第二换热部的热量通过由第三风阀进入、从排风阀排出(或者由排风阀进入、从第三风阀排出)。
该子模式用于新风补冷量大于热用户需热量的情况下,压缩系统在满足新风补冷和热用户供热的前提下,将多余热量通过室外新风带走。
在上述任一技术方案中,在湿球温度大于湿球温度阈值,且需回收热量大于0时,控制降温系统的降温装置开始工作、第一风阀和第三风阀关闭、第二风阀开启,控制压缩系统的压缩机开始工作、第一膨胀阀、第二膨胀阀和第三膨胀阀开启,换向阀换向。
在该技术方案中,当湿球温度大于湿球温度阈值,且热用户需要使用热量(第一换热装置的需回收热量大于0)时,控制空调系统运行直接蒸发冷却&机械补冷&余热回收模式的第一子模式。直接蒸发冷却&机械补冷&余热回收模式的第一子模式,与直通风冷却&机械补冷&余热回收模式的第一子模式的区别在于:降温系统的降温装置运行,降温装置用于对室外新风进行一级冷却,然后由第二换热装置的第一换热部进行二级冷却。
但是,降温装置在运行过程中需对喷淋水量进行控制,避免造成新风湿度过高。对喷淋水量的要求是应避免第一换热部表面出现凝露。
在上述任一技术方案中,在湿球温度大于湿球温度阈值,且需回收热量大于0时,控制降温系统的降温装置开始工作、第一风阀和第三风阀关闭、第二风阀开启,控制压缩系统的压缩机开始工作、第一膨胀阀、第二膨胀阀和第三膨胀阀开启。
在该技术方案中,当湿球温度大于湿球温度阈值,且热用户需要使用热量(第一换热装置的需回收热量大于0)时,控制空调系统运行直接蒸发冷却&机械补冷&余热回收模式的第二子模式。在直接蒸发冷却&机械补冷&余热回收模式下,第二子模式与第一子模式的区别在于:换向阀不换向,第一风阀、第三风阀开启,混风阀和第二风阀关闭。
此时,第二换热装置的第一换热部作为蒸发器,第二换热装置的第二换热器部和第一换热装置均作为冷凝器。第二换热部的热量通过由第三风阀进入、从排风阀排出(或者由排风阀进入、从第三风阀排出)。
此外,空调系统还可运行内循环机械制冷&余热回收模式。在内循环机械制冷&余热回收模式下,机房内部的热空气从排风通道全部回到进风通道,机房的热量全部被回收送至热用户处。此时,第二换热装置的第一换热部和第二换热器部均作为压缩系统的蒸发器使用(第一换热部和第二换热器部可以只开启其中一个,也可全部开启),第二换热装置作为压缩系统的冷凝器使用。
在上述任一技术方案中,无论空调系统以何种模式运行,当换向阀换向后,会有极少量制冷剂从压缩机的排气口通过换向阀进入毛细管,然后回到压缩机。设置毛细管的主要作用是使该回路始终维持制冷剂循环,避免因回路内积油、积液造成系统故障。
本发明第三方面提供了一种数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制装置,包括:存储器,存储器上存储有程序;处理器,可用于执行程序,以实现如上述任一技术方案的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法。
本发明提出的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制装置,存储器上存储的程序在被处理器执行时,可实现如上述任一技术方案的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法。因此,具有上述数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法的全部有益效果,在此不再一一论述。
本发明第四方面提供了一种可读存储介质,其上存储有程序,所述程序被处理执行时,实现如上述任一技术方案的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法。
本发明提出的可读存储介质,其上存储的程序在被执行时,可实现如上述任一技术方案的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法。因此,具有上述数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法的全部有益效果,在此不再一一论述。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本发明一个实施例的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的示意图;
图2是本发明又一个实施例的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的示意图;
图3是本发明又一个实施例的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的示意图;
图4是图1至图3中任一数据中心蒸发冷却与余热回收机组中的压缩系统的示意图;
图5是本发明又一个实施例的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的示意图;
图6是图5所示数据中心蒸发冷却与余热回收机组中的压缩系统的示意图;
图7是本发明又一个实施例的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的示意图;
图8是图7所示数据中心蒸发冷却与余热回收机组中的压缩系统的示意图;
图9是本发明一个实施例的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法的流程图;
图10是本发明又一个实施例的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法的流程图;
图11是本发明一个实施例的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制装置的结构框图。
其中,图1至图8中附图标记与部件名称之间的对应关系为:
102降温装置,104压缩机,106第一换热装置,110进风通道,112排风通道,114第一换热部,116第二换热部,118第一膨胀阀,120第二膨胀阀,122第三膨胀阀,124换向阀,126供水口,128回水口,130进风阀,132送风口,134回风口,136排风阀,138混风阀,140第一风阀,142第二风阀,144第三风阀,146毛细管,148过滤装置,150第一风机,152第二风机,154排风口,156换热管路。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1至图11来描述根据本发明一些实施例提供的数据中心蒸发冷却与余热回收机组及其控制方法、控制装置400、可读存储介质。其中,图1、图2、图3、图5和图7中箭头表示气体流动方向;并且,图中并未示出机房,但本领域技术人员是可以理解的。
如图1、图2、图3、图5和图7所示,本发明第一个实施例提出了一种本发明提出的数据中心蒸发冷却与余热回收机组,可用于机房的降温,以保证机房内适宜的温度,保证机房内电器设备的存放和使用安全。数据中心蒸发冷却与余热回收机组包括配合使用的降温系统和压缩系统。
其中,降温系统包括风道(风道图中未示出,但可以看到风道包括进风通道110和排风通道112)和降温装置102。风道具有相连通的进风侧和出风侧,室外的新风可从进风侧进入到机房内部,以实现对机房内环境的降温;经过换热后的空气可从出风侧排出机房,保证整个空气流动。降温装置102设置在风道的进风侧,并可在运行过程中与进风侧的气流接触换热,以降低进入到机房内的空气的温度,进一步提升对机房的降温效果。
此外,压缩系统包括配合使用的压缩机104、第一换热装置106、第二换热装置(第二换热装置图中未示出,但可以看到第二换热装置包括第一换热部114和/或第二换热部116)和换热管路156。其中,第一换热装置106与压缩机104相连通,可以设置在风道的内部或风道的外部;第二换热装置与第一换热装置106和压缩机104相连通,并设置在风道内;换热管路156具有相连通的供水口和回水口,换热管路156与第一换热装置相接触,并可与第一换热装置接触换热,实现热量的转移。
具体地,在压缩系统工作时,压缩机104运行可使得第二换热装置从风道内吸收热量,可以在风道的进风侧起到制冷的作用,也可以在风道的出风侧释放热量;外部水源可通过回水口进入到换热管路156内,水在流经第一换热装置时可与第一换热装置接触换热,而后通过供水口流出换热管路156,得到换热后的水供给热用户,实现热量的收集,以达到节能减排的目的。
本发明提出的数据中心蒸发冷却与余热回收机组,将降温系统和压缩系统有机结合,使得常规数据中心蒸发冷却与余热回收机组具备了余热回收、机械补冷等额外功能,在保证高能效蒸发冷却的前提下,实现了数据中心机房的高效机械补冷和余热回收利用,并且可基于不同的环境在不同运行模式下切换,极大程度上提升了数据中心蒸发冷却与余热回收机组的适应性,使数据中心蒸发冷却与余热回收机组既具备常规蒸发冷却机组自然冷却效率高的优势,又能够充分利用数据中心回风余热,还能够保持数据中心蒸发冷却与余热回收机组模块化、去工程化的优点。
此外,作为一个可能的实施方式,第二换热装置还可以在风道的出风侧排出热量,此时第二换热装置的第二换热部116作为压缩系统的冷凝器使用,第一换热装置106不工作。
此外,作为一个可能的实施方式,第二换热装置也可以在风道的出风侧排出热量的同时回收热量,并将热量供给热用户,此时第二换热装置的第二换热部116和第一换热装置106均作为制冷系统的冷凝器使用。如图1、图2、图3、图5和图7所示,本发明第二个实施例提出了一种本发明提出的数据中心蒸发冷却与余热回收机组,包括配合使用的降温系统和压缩系统。
其中,降温系统包括风道和降温装置102,降温装置102设置在风道的进风侧;压缩系统包括配合使用的压缩机104、第一换热装置106、第二换热装置和换热管路156,压缩机104运行可使得第二换热装置从风道内吸收热量。
在该实施例中,进一步地,风道包括相连通的进风通道110和排风通道112。其中,进风通道110的进口端与室外环境相连通,进风通道110的出口端与机房相连通,降温装置102设置在进风通道110内;室外的新风从进风通道110进入到机房内时,会首先与降温装置102相接触,若降温装置102处于运行状态可与气流进行换热,若降温装置102停止工作,即可直接利用外界空气为机房降温。
此外,排风通道112的回风口134与机房相连通,低温空气在机房内经过换热后变为热空气,该部分热空气可通过排风通道112排出,或再次进入到进风通道110内循环使用。将第一换热装置106设置在排风通道112内,进而与热空气接触换热,实现了对机房内热量的回收,并将收集到热量供给热用户,达到节能减排的目的。
具体地实施例中,第一换热装置106设置在排风通道112内,第二换热装置的第一换热部114设置在进风通道110内,第二换热装置的第二换热部116设置在排风通道112内。
具体实施例中,热空气从排风通道112回到进风通道110的情况出现在以下几种情况下:
情况一:外界气温过低,此时外界空气通过进风通道110直接送入机房会造成机房内凝露。所以,将部分热空气从排风通道112引入进风通道110,使得外界的低温冷空气先与风道内的热空气混合,然后再送入机房。此时,只会从排风通道112引入部分热空气进风通道110。
情况二:热空气从排风通道112全部回到进风通道110,此时机房的热量全部被回收送至热用户处。此时,第二换热装置的第一换热部114与第一换热装置106均作为压缩系统的蒸发器使用(第一换热部114与第一换热装置106可同时开启,也可以只开启其中一个),第一换热装置106作为压缩系统的冷凝器使用。
此外,本实施例提出的数据中心蒸发冷却与余热回收机组,包括如实施例一的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的全部有益效果,将降温系统和压缩系统有机结合,使得常规数据中心蒸发冷却与余热回收机组具备了余热回收、机械补冷等额外功能,在保证高能效蒸发冷却的前提下,实现了数据中心机房的高效机械补冷和余热回收利用。
如图7和图8所示,本发明第三个实施例提出了一种本发明提出的数据中心蒸发冷却与余热回收机组,包括配合使用的降温系统和压缩系统。
其中,如图7所示,降温系统包括风道和降温装置102,降温装置102设置在风道的进风侧;压缩系统包括配合使用的压缩机104、第一换热装置106、第二换热装置和换热管路156,压缩机104运行可使得第二换热装置从风道内吸收热量;风道包括相连通的进风通道110和排风通道112,第一换热装置106设置于排风通道112内。
在该实施例中,进一步地,如图7和图8所示,第二换热装置包括第一换热部114。其中,第一换热部114设置在进风通道110内,并与第一换热装置106和压缩机104相连通。在压缩系统处于运行状态下时,第一换热部114与第一换热装置106配合使用,第一换热部114可作为蒸发器使用,第一换热装置106可作为冷凝器使用。
因此,基于第一换热部114与第一换热装置106的配合,通过第一换热部114冷却进风通道110内的空气,以对机房起到降温的效果;通过第一换热装置106收集机房内的热量,同时收集压缩系统自身产生的热量,以将收集到的热量供给热用户,达到节能减排的目的。
此外,本实施例提出的数据中心蒸发冷却与余热回收机组,包括如实施例一的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的全部有益效果,将降温系统和压缩系统有机结合,使得常规数据中心蒸发冷却与余热回收机组具备了余热回收、机械补冷等额外功能,在保证高能效蒸发冷却的前提下,实现了数据中心机房的高效机械补冷和余热回收利用。
如图5和图6所示,本发明第四个实施例提出了一种本发明提出的数据中心蒸发冷却与余热回收机组,包括配合使用的降温系统和压缩系统。
其中,如图5所示,降温系统包括风道和降温装置102,降温装置102设置在风道的进风侧;压缩系统包括配合使用的压缩机104、第一换热装置106、第二换热装置和换热管路156,压缩机104运行可使得第二换热装置从风道内吸收热量;风道包括相连通的进风通道110和排风通道112,第一换热装置106设置于排风通道112内。
在该实施例中,进一步地,如图6所示,第二换热装置包括第二换热部116。其中,第二换热部116设置在排风通道112内,并与第一换热装置106和压缩机104相连通。在压缩系统处于运行状态下时,第二换热部116与第一换热装置106配合使用,第二换热部116可作为蒸发器使用,第一换热装置106可作为冷凝器使用。
因此,基于第一换热部114与第一换热装置106的配合,可通过第二换热部116吸收排风通道112内的热量,并将该部分热量转移到第一换热装置106,第一换热装置106可作为冷凝器使用,以将该部分热量供给热用户,达到节能减排的目的。
并且,当与第二换热部116经过换热后的空气再次参与机房的降温时,可进一步提升对机房的降温效果。
此外,本实施例提出的数据中心蒸发冷却与余热回收机组,包括如实施例一的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的全部有益效果,将降温系统和压缩系统有机结合,使得常规数据中心蒸发冷却与余热回收机组具备了余热回收、机械补冷等额外功能,在保证高能效蒸发冷却的前提下,实现了数据中心机房的高效机械补冷和余热回收利。
如图1、图2和图3所示,本发明第五个实施例提出了一种本发明提出的数据中心蒸发冷却与余热回收机组,包括配合使用的降温系统和压缩系统。
其中,如图1、图2和图3所示,降温系统包括风道和降温装置102,降温装置102设置在风道的进风侧;压缩系统包括配合使用的压缩机104、第一换热装置106、第二换热装置和换热管路156,压缩机104运行可使得第二换热装置从风道内吸收热量;风道包括相连通的进风通道110和排风通道112,第一换热装置106设置于排风通道112内。
在该实施例中,进一步地,如图1、图2、图3和图4所示,第二换热装置包括配合使用的第一换热部114和第二换热部116。其中,第一换热部114与第二换热部116均可与第一换热装置106配合使用,并且第一换热部114与第二换热部116中的一者或两者可作为蒸发器使用,以在进风通道110或排风通道112吸收热量,实现对机房的降温或实现对机房热量的回收。
具体地,在第一换热部114与第一换热装置106配合使用时,第一换热部114作为蒸发器,第一换热装置106作为冷凝器。因此,可基于第一换热部114吸收进风通道110的热量,以降低机房内的温度;可基于第一换热装置106收集压缩系统自身的热量,以将该部分热量供给热用户。
具体地,如图1、图2和图3所示,在第二换热部116与第一换热装置106配合使用时,第二换热部116作为蒸发器,第一换热装置106作为冷凝器。因此,可基于第二换热部116吸收排风通道112的热量,可基于第一换热装置106收集压缩系统自身的热量,以将该部分热量供给热用户。
具体地,如图1、图2和图3所示,在第一换热部114和第二换热部116共同与第一换热装置106配合使用时,第一换热部114和第二换热部116同时作为蒸发器,第一换热装置106作为冷凝器。因此,可基于第一换热部114吸收进风通道110的热量,基于第二换热部116吸收排风通道112的热量,可基于第一换热装置106收集压缩系统自身的热量,以将该部分热量供给热用户。
从外,作为一种可能的实施方式,在第一换热部114和第二换热部116共同与第一换热装置106配合使用时,还可将第一换热部114作为蒸发器,第二换热部116和第一换热装置106均作为冷凝器。
在该实施例中,进一步地,如图4所示,压缩系统还包括换向组件,以实现压缩系统在不同工作模式下的切换。具体地,换向组件包括第一膨胀阀118、第二膨胀阀120、第三膨胀阀122和换向阀124。其中,第一膨胀阀118和第二膨胀阀120间隔设置在第一换热部114和第二换热部116之间流路上,第一换热部114靠近第二换热部116设置,第二换热部116靠近第一换热部114设置;第一换热部114直接连通到压缩机104,第二换热部116通过换向阀124连通到压缩机104;第一换热装置106的一端通过第三膨胀阀122连通到第一膨胀阀118和第二膨胀阀120之间的流路上,第一换热装置106的另一端连通到换向阀124与压缩机104之间。
具体实施例中,基于上述第一膨胀阀118、第二膨胀阀120、第三膨胀阀122和换向阀124的配合,可实现压缩系统在不同运行模式下切换。
具体实施例中,压缩系统的压缩机104、第一换热部114、第二换热部116、第一膨胀阀118、第二膨胀阀120开启,第三膨胀阀122全关。此时第一换热部114作为蒸发器,第二换热部116作为冷凝器。
具体实施例中,压缩机104、第一膨胀阀118、第三膨胀阀122开启,第二膨胀阀120全关,换向阀124换向,第二换热部116作为蒸发器,第一换热装置106作为冷凝器。
具体实施例中,压缩机104、第一膨胀阀118、第二膨胀阀120、第三膨胀阀122开启,换向阀124换向,第一换热部114和第二换热部116均作为蒸发器,第一换热装置106作为冷凝器。
此外,本实施例提出的数据中心蒸发冷却与余热回收机组,包括如实施例一的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的全部有益效果,将降温系统和压缩系统有机结合,使得常规数据中心蒸发冷却与余热回收机组具备了余热回收、机械补冷等额外功能,在保证高能效蒸发冷却的前提下,实现了数据中心机房的高效机械补冷和余热回收利用。
在实施例一至实施例五的基础上,进一步地,如图1、图2、图3、图5和图7所示,压缩系统还包括换热管路156。其中,换热管路156具有相连通的供水口126和回水口128;换热管路156与第一换热装置106相接触,并可与第一换热装置106接触换热,实现热量的转移。具体地,当第一换热装置106回收机房的热量后,外部水源可通过回水口128进入到换热管路156内,水在流经第一换热装置106时可与第一换热装置106接触换热,而后通过供水口126流出换热管路156,得到换热后的水供给热用户,实现热量的收集。
在实施例一至实施例五的基础上,进一步地,如图1、图2、图3、图5和图7所示,进风通道110具有相连通的进风口和送风口132,进风口的位置设置有进风阀130,并连通于室外环境,送风口132与机房内部相连通,降温装置102和第二换热装置的第一换热部114设置在进风口和送风口132之间,外界的新风可经过进风通道110进入到机房内部。
在实施例一至实施例五的基础上,进一步地,如图1、图2、图3、图5和图7所示,排风通道112具有相连通的回风口134和排风口154,回风口134与机房相连通,排风口154处设置有排风阀136,排风阀136与室外环境相连通;在排风阀136处于开启状态时,机房内部的空气可通过回风口134进入到回风通道内,并从排风口154排出。
在实施例一至实施例五的基础上,进一步地,如图1、图2、图3、图5和图7所示,数据中心蒸发冷却与余热回收机组还包括混风阀138。其中,混风阀138连通于进风通道110和排风通道112,并且可以导通进风通道110与排风通道112、或者断开进风通道110与排风通道112的连通。
在使用过程中,当混风阀138处于关闭状态时,进入到排风通道112内的气体可经过排风口154排出,这样室外环境的新风不断通过进风通道110进入到机房内,经过与机房换热后再通过排风通道112排出室外。当混风阀138处于开启状态时,进入到排风通道112内的气体可经过混风阀138再次进入进风通道110内部,这样使得该部分气流再次参与到换热降温中。
在实施例一至实施例五的基础上,进一步地,如图1、图2和图3所示,降温系统还包括第一风阀140。其中,第一风阀140设置在回风口134与第一换热装置106之间,并且与排风通道112相连通。这样,在使用过程中,当第一风阀140处于关闭状态时,进入到排风通道112内的气体可经过第二换热装置的第二换热部116,而后经过排风阀136排出室外。当第一风阀140处于开启状态时,进入到排风通道112内的气体可直接从第一风阀140排出,而不经过第二换热装置的第二换热部116,或者是一部分经过第一风阀140排出,一部分经过排风阀136排出。
在实施例一至实施例五的基础上,进一步地,如图1和图2所示,降温系统还包括第二风阀142和第三风阀144。其中,第二风阀142设置在排风通道112的内部,并且位于第一风阀140与排风阀136之间,第二风阀142可用于封堵第一风阀140与排风阀136之间的部分排风通道112;第三风阀144设置在第二换热装置的第二换热部116与排风阀136之间,并与排风通道112相连通,可将排风通道112内部的气流导出室外。
这样,在使用过程中,当第二风阀142处于关闭状态时,可将排风通道112分为两部分,机房内的空气可直接通过第一风阀140排出气流。排风通道112通过排风口154与室外环境相连通(此时可取消排风口154处排风阀136的设置,或保证排风阀136处于开启状态),并且通过处于开启状态的第三风阀144与室外环境相连通。
此时,在机房需要机械补冷、但不需要进行余热回收的情况下,可直接将排风口154和第三风阀144中的一者作为进风口,将排风口154和第三风阀144中的另一者作为出风口使用(这取决于第二风机152的安装方向)。这样,可直接将室外较低温度的环境空气引入到排风通道112设置有第二换热部116的位置,使得该部分冷空气与作为冷凝器使用的第二换热部116相接触,以对第二换热部116进行冷却。相较于利用机房的热回风而言,通过室外环境的冷空气为第二换热部116降温,可起到更好的降温效果。
在实施例一至实施例五的基础上,进一步地,如图1、图2、图3、图5和图7所示,数据中心蒸发冷却与余热回收机组还包括第一风机150。其中,第一风机150设置在进风通道110内,并可用于驱动室外新风从进风通道110进入到机房内部。
在实施例一至实施例五的基础上,进一步地,如图1、图2、图3、图5和图7所示,数据中心蒸发冷却与余热回收机组还包括第二风机152。其中,第二风机152设置在排风通道112内,并且设置在第二换热装置的第二换热部116与排风阀136之间,并可用于驱动排风通道112内的空气排出室外。
具体地,如图1所示,第二风机152可以设置在混风阀138与排风阀136之间;如图2所示,也可设置在混风阀138与第二换热装置的第二换热部116之间。
在实施例一至实施例五的基础上,进一步地,如图1、图2、图3、图5和图7所示,数据中心蒸发冷却与余热回收机组还包括过滤装置148。其中,过滤装置148设置在进风通道110内,并且设置在混风阀138与降温系统的降温装置102之间,以对进入到机房内的空气进行过滤,保证进入到机房内的空气的洁净程度。
在实施例一至实施例五的基础上,进一步地,如图1、图2、图3、图5和图7所示,降温装置102为蒸发冷却模块。蒸发冷却模块运行过程中可喷淋液体,并通过液体蒸发的方式吸热。
本发明第六个实施例提出了一种数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法,可用于如上述任一技术方案的数据中心蒸发冷却与余热回收机组。具体地,如图9所示,数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法包括:
步骤202,获取室外环境的干球温度和湿球温度;
步骤204,根据干球温度和/或湿球温度,控制降温系统以及压缩系统工作。
在控制数据中心蒸发冷却与余热回收机组运行的过程中,获取室外环境的干球温度,获取室外环境的湿球温度;而后,基于上述干球温度和湿球温度中的至少一者,来控制降温系统和压缩系统工作,保证空调系统对机房内部温度和室温的调节,保证机房内部的温度和湿度处于适宜的环境,进而保证机房内部的电器设备的正常工作和使用寿命。
具体地,可根据室外环境的干球温度,来控制降温系统以及压缩系统工作,也可以根据室外环境的湿球温度,来控制降温系统以及压缩系统工作,还可以根据室外环境的干球温度和湿球温度,来控制降温系统以及压缩系统工作。
在该实施例中,在根据干球温度和/或湿球温度,控制降温系统以及压缩系统工作的过程中,包括但不限于控制数据中心蒸发冷却与余热回收机组按照以下工作模式工作。
模式一:直通风冷却模式。在室外干球温度小于或等于干球温度阈值时,控制数据中心蒸发冷却与余热回收机组运行直通风冷却模式。在直通风冷却模式下,压缩系统的压缩机和降温系统的降温装置均停止工作。此时,室外新风依次流经进风阀、过滤装置、降温装置、第二换热装置的第一换热部、第一风机、送风口后进入机房,用于给机房内信息设备降温。其中,进风阀根据机房发热量和机房回风温度调节开度,实现室外新风送风量的调节。
此外,机房内的回风通过回风口进入排风通道后,可从第一风阀和第三风阀排至室外;也可以部分通过排风阀排出室外、部分通过混风阀进风通道与室外新风混合后再送入机房。部分回风与室外新风混风后再送入机房,可避免新风温度过低造成机房内设备凝露(此时第一风阀和第三风阀关闭,混风阀和第二风机开启)。
模式二:直接蒸发冷却模式。在干球温度大于干球温度阈值,并且湿球温度小于或等于湿球温度阈值时,数据中心蒸发冷却与余热回收机组运行直接蒸发冷却模式。在直接蒸发冷却模式下,控制压缩系统的压缩机停止工作,控制降温系统的降温装置开始工作,通过水分蒸发降温,提高对新风的降温效果。
此外,直接蒸发冷却模式下对各风阀的控制,与直通风冷却模式相同,在此不再重复论述。
模式三:直通风冷却&机械补冷模式。在干球温度大于干球温度阈值时,数据中心蒸发冷却与余热回收机组运行直通风冷却&机械补冷模式。直通风冷却&机械补冷模式与直通风冷却模式的区别在于:该模式下压缩系统的压缩机、第二换热装置的第一换热器、第二换热装置的第二换热器、第一膨胀阀、第二膨胀阀开启,第三膨胀阀全关;第一风阀和第三风阀开启,第二风阀和混风阀关闭。此时,第一换热部作为蒸发器,第二换热部作为冷凝器,第一换热部用于给室外新风补冷降温,第二换热部的热量通过由第三风阀进入、从排风阀排出(或者由排风阀进入、从第三风阀排出)。
模式四:直接蒸发冷却&机械补冷模式。在湿球温度大于湿球温度阈值时,数据中心蒸发冷却与余热回收机组运行直接蒸发冷却&机械补冷模式。直接蒸发冷却&机械补冷模式与直通风冷却&机械补冷模式的区别在于:降温系统的降温装置运行,降温装置用于对室外新风进行一级冷却,然后由第一换热部进行二级冷却。
但是,降温装置在运行过程中需对喷淋水量进行控制,避免造成新风湿度过高。对喷淋水量的要求是应避免第一换热部表面出现凝露。
本发明第七个实施例提出了一种数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法,可用于如上述任一技术方案的数据中心蒸发冷却与余热回收机组。具体地,如图10所示,数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法包括:
步骤302,获取室外环境的干球温度和湿球温度;
步骤304,获取第一换热装置的需回收热量;
步骤306,根据需回收热量、以及根据干球温度和/或湿球温度,控制降温系统以及压缩系统工作。
在该实施例中,获取第一换热装置的需回收热量,并将第一换热装置的需回收热量作为热用户所需要的热量;而后,根据需回收热量、以及干球温度和湿球温度中的至少一者,来控制降温系统和压缩系统工作,保证空调系统对机房内部温度和室温的调节,保证机房内部的温度和湿度处于适宜的环境,进而保证机房内部的电器设备的使用寿命。
这样,在控制机组运行的过程中,不但可保证机房内环境温度和环境湿度适宜,还可对机房内部的热量进行回收,达到节能减排的技术效果。
具体地,在根据需回收热量、以及根据干球温度和/或湿球温度,控制降温系统以及压缩系统工作的过程,包括但不限于控制数据中心蒸发冷却与余热回收机组按照以下工作模式运行。
模式五:直通风冷却&余热回收模式。当干球温度小于或等于干球温度阈值,且热用户需要使用热量(第一换热装置的需回收热量大于0)时,控制数据中心蒸发冷却与余热回收机组运动直通风冷却&余热回收模式。在运动直通风冷却&余热回收模式下,室外新风依次流经进风阀、过滤装置、降温装置、第二换热装置的第一换热部、第一风机、送风口进入机房,用于给机房内信息设备降温;进风阀根据机房发热量和机房回风温度调节开度,实现室外新风送风量的调节;降温装置不运行。
压缩系统的压缩机、第一膨胀阀、第三膨胀阀开启,换向阀换向,第二换热部作为蒸发器,第一转热装置作为冷凝器。热用户回水进入第一转热装置,被加热后经过送至热用户。第二膨胀阀全关,第二换热装置的第一换热部不使用。
第一风阀、第三风阀关闭,第二风阀开启,机房回风流经第二换热部,并传热给第二换热部内低温制冷剂,实现机房回风余热回收利用。另外,混风阀根据是否需要将回风与新风混风,来确定其开启状态(全开或部分开启或全关)。
模式六:直接蒸发冷却&余热回收模式。当干球温度大于干球温度阈值,湿球温度小于或等于湿球温度阈值,且热用户需要使用热量(第一换热装置的需回收热量大于0)时,控制空调系统运行直接蒸发冷却&余热回收模式,直接蒸发冷却&余热回收模式与“直通风冷却&余热回收模式”的区别在于:直接蒸发冷却&余热回收模式下,降温装置运行,通过水分蒸发降温,提高对新风的降温效果。
模式七:直通风冷却&机械补冷&余热回收模式。当干球温度大于干球温度阈值,且热用户需要使用热量(第一换热装置的需回收热量大于0)时,控制空调系统运行直通风冷却&机械补冷&余热回收模式的第一子模式。在直通风冷却&机械补冷&余热回收模式的第一子模式下,压缩机、第一膨胀阀、第二膨胀阀、第三膨胀阀开启,换向阀换向;此时,第二换热装置的第一换热部和第二换热部均作为蒸发器,第一换热装置作为冷凝器。
此外,第一风阀、第三风阀关闭,第二风阀开启,机房回风流经第二换热部,并传热给第二换热部内低温制冷剂。另外,混风阀根据是否需要将回风与新风混风,来确定其开启状态(全开或部分开启或全关)。
在直通风冷却&机械补冷&余热回收模式的第一子模式下,压缩系统同时从第一换热部和第二换热部吸收热量为热用户供热,即实现给新风补冷的功能,又实现余热回收的功能。
此外,当干球温度大于干球温度阈值,且热用户需要使用热量(第一换热装置的需回收热量大于0)时,控制空调系统运行直通风冷却&机械补冷&余热回收模式的第二子模式。直通风冷却&机械补冷&余热回收模式下,第二子模式与第一子模式的区别在于:换向阀不换向,第一风阀、第三风阀开启,混风阀和第二风阀关闭。
此时,第二换热装置的第一换热部作为蒸发器,第二换热装置的第二换热器部和第一换热装置均作为冷凝器。第二换热部的热量通过由第三风阀进入、从排风阀排出(或者由排风阀进入、从第三风阀排出)。
该子模式用于新风补冷量大于热用户需热量的情况下,压缩系统在满足新风补冷和热用户供热的前提下,将多余热量通过室外新风带走。
模式八:直通风冷却&机械补冷&余热回收模式。当湿球温度大于湿球温度阈值,且热用户需要使用热量(第一换热装置的需回收热量大于0)时,控制空调系统运行直接蒸发冷却&机械补冷&余热回收模式的第一子模式。直接蒸发冷却&机械补冷&余热回收模式的第一子模式,与直通风冷却&机械补冷&余热回收模式的第一子模式的区别在于:降温系统的降温装置运行,降温装置用于对室外新风进行一级冷却,然后由第二换热装置的第一换热部进行二级冷却。但是,降温装置在运行过程中需对喷淋水量进行控制,避免造成新风湿度过高。对喷淋水量的要求是应避免第一换热部表面出现凝露。
此外,还可控制空调系统运行直接蒸发冷却&机械补冷&余热回收模式的第二子模式。在直接蒸发冷却&机械补冷&余热回收模式下,第二子模式与第一子模式的区别在于:换向阀不换向,第一风阀、第三风阀开启,混风阀和第二风阀关闭。
此时,第二换热装置的第一换热部作为蒸发器,第二换热装置的第二换热器部和第一换热装置均作为冷凝器。第二换热部的热量通过由第三风阀进入、从排风阀排出(或者由排风阀进入、从第三风阀排出)。
模式九:内循环机械制冷&余热回收模式:机房内部的热空气从排风通道全部回到进风通道,机房的热量全部被回收送至热用户处。此时,第二换热装置的第一换热部和第二换热器部均作为压缩系统的蒸发器使用(第一换热部和第二换热器部可以只开启其中一个,也可全部开启),第一换热装置作为压缩系统的冷凝器使用。
在上述任一运行模式下,无论空调系统以何种模式运行,当换向阀换向后,会有极少量制冷剂从压缩机的排气口通过换向阀进入毛细管,然后回到压缩机。设置毛细管的主要作用是使该回路始终维持制冷剂循环,避免因回路内积油、积液造成系统故障。
如图11所示,本发明第八个实施例提出了一种数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制装置400,包括存储器402和处理器404。
其中,存储器402上存储的程序在被处理器404执行时,可实现如上述实施例的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法。因此,具有上述数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法的全部有益效果,在此不再一一论述。
本发明提出的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制装置400,将降温系统和压缩系统有机结合,使得常规数据中心蒸发冷却与余热回收机组具备了余热回收、机械补冷等额外功能,在保证高能效蒸发冷却的前提下,实现了数据中心机房的高效机械补冷和余热回收利。
本发明第九个实施例提出了一种可读存储介质,其上存储有程序。
可读存储介质存储的程序在被执行时,可实现如上述任一实施例的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法。因此,具有上述数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法的全部有益效果,在此不再一一论述。
具体实施例中,数据中心的机房冷却能耗很高,约占数据中心总能耗30%,蒸发冷却通过利用干空气能进行制冷,能够实现数据中心高能效冷却,蒸发冷却空气处理技术在行业内得到了广泛应用。数据中心常年运行,持续产生大量热量,余热资源非常丰富,但目前行业内大部分数据中心蒸发冷却空气处理机组不具备余热回收功能,少数具有余热回收功能的方案需增加余热回收换热器及配套热泵系统,热泵系统管路多、施工复杂,使得蒸发冷却空气处理机组原本所具备的模块化和去工程化的优势被大大削弱,现有蒸发冷却空气处理机组的余热回收方案综合经济效益不佳。
现有数据中心的机房的蒸发冷却空气处理机组不具备余热回收功能,为解决该问题,技术人员通常会采用增加余热回收换热器及配套热泵系统的方案,该方案使得蒸发冷却机组模块化、去工程化的优势被大大削弱,现场施工的工程量很高,综合经济效益不佳。
本发明通过将蒸发冷却空气处理技术与蒸汽压缩制冷制热技术有机结合,使得数据中心蒸发冷却与余热回收机组具备了余热回收、机械补冷等额外功能,在保证高能效蒸发冷却的前提下,实现了数据中心高效机械补冷和余热回收利用,数据中心综合能源效率得到大幅提高。
如图1和图4所示,本发明第一个具体实施例提出了一种数据中心蒸发冷却与余热回收机组,数据中心蒸发冷却与余热回收机组包括配合使用的降温系统和压缩系统。其中,降温系统包括进风阀130、混风阀138、过滤装置148、降温装置102、第一风机150、送风口132、回风口134、第一风阀140、第二风阀142、第三风阀144、排风阀136、第二风机152。压缩系统包括第一换热装置106、第二换热装置(包括第一换热部114和第二换热部116)、换向阀124、第一膨胀阀118、第二膨胀阀120、第三膨胀阀122、毛细管146、供水口126、回水口128。其中,第二风机152设置在进风通道110内,并且位于排风口154与混风阀138之间。
室外新风从进风阀130进入,依次流经过滤装置148、降温装置102、第一换热部114、第一风机150、送风口132后进入机房。机房回风从回风口134进入机组后,根据运行模式不同存在多条流动路径。
具体地,该数据中心蒸发冷却与余热回收机组至少可运行以下八种运行模式,分别为直通风冷却模式、直接蒸发冷却模式、直通风冷却&机械补冷模式、直接蒸发冷却&机械补冷模式、直通风冷却&余热回收模式、直接蒸发冷却&余热回收模式、直通风冷却&机械补冷&余热回收模式、直接蒸发冷却&机械补冷&余热回收模式。
为叙述方便,假设:室外环境的干球温度为To,室外环境的湿球温度为Tow,室外环境的临界干球温度为To1(To1>0),室外环境的临界湿球温度为To2(To2>0且To2>To1),第一换热装置106的需回收热量为Qh(即热用户需热量为Qh),机房发热量为Qc
第一种:直通风冷却模式。To≤To1,运行直通风冷却模式。室外新风依次流经进风阀130、过滤装置148、降温装置102、第一换热部114、第一风机150、送风口132后进入机房,用于给机房内信息设备降温;进风阀130根据机房发热量Qc和机房回风温度调节开度,实现室外新风送风量的调节。直通风冷却模式下降温装置102不运行。
机房回风通过回风口134107进入排风通道112后,可从第一风阀140和第三风阀144排至室外;也可以部分通过排风口154至室外、部分通过混风阀138进入进风通道110与室外新风混合后再送入机房(此时第一风阀140和第三风阀144关闭,第二风阀142和第二风机152开启),部分回风与室外新风混风后再送入机房,可避免新风温度过低造成机房内设备凝露。
第二种:直接蒸发冷却模式。当To>To1且Tow≤To2,运行直接蒸发冷却模式。该模式与“直通风冷却模式”的区别在于:该模式下降温装置102运行,通过水分蒸发降温,提高对新风的降温效果。
第三种:直通风冷却&机械补冷模式。当基于节约用水量的目的、或降温装置102出现异常时,若To>To1,则运行直通风冷却&机械补冷模式。
该模式与“直通风冷却模式”的区别在于:该模式下压缩系统的压缩机104、第一换热部114、第二换热部116、第一膨胀阀118、第二膨胀阀120开启,第三膨胀阀122全关;第一风阀140、第三风阀144开启,第二风阀142、混风阀138关闭。
第一换热部114作为蒸发器,第二换热部116作为冷凝器,第一换热部114用于给室外新风补冷降温,第二换热部116的热量通过由第三风阀144进入、从排风阀136排出(或者由排风阀136进入、从第三风阀144排出)的室外新风带走。
机房回风由机房回风口134进入排风通道112后,直接通过第一风阀140排至室外。
值得注意的是,当To>To1时,首先运行直接蒸发冷却模式,在降温装置102出现异常、或为了降低能源时,才切换至直通风冷却&机械补冷模式。
第四种:直通风冷却&机械补冷模式。当Tow>To2,运行直接蒸发冷却&机械补冷模式。该模式与“直通风冷却&机械补冷模式”的区别在于:降温系统机组的降温装置102运行,降温装置102用于对室外新风进行一级冷却,然后由第一换热部114进行二级冷却。
但是,降温装置102在运行过程中需对喷淋水量进行控制,避免造成新风湿度过高。对喷淋水量的要求是应避免第一换热部114表面出现凝露。
第五种:直通风冷却&机械补冷模式。当To≤To1且Qh>0时,运行直通风冷却&余热回收模式。室外新风依次流经进风阀130、过滤装置148、降温装置102、第一换热部114、第一风机150、送风口132106后进入机房,用于给机房内信息设备降温;进风阀130根据机房发热量Qc和机房回风温度调节开度,实现室外新风送风量的调节;降温装置102不运行。
压缩机104、第一膨胀阀118、第三膨胀阀122开启,换向阀124换向,第二换热部116作为蒸发器,第一换热装置106作为冷凝器。热用户回水经过回水口128进入第一换热装置106,被加热后经过供水口126送至热用户。第二膨胀阀120全关,第一换热部114不使用。
第一风阀140、第三风阀144关闭,第二风阀142开启,机房回风流经第二换热部116,并传热给第二换热部116内低温制冷剂,实现机房回风余热回收利用。另外,混风阀138根据是否需要将回风与新风混风,来确定其开启状态(全开或部分开启或全关)。
第六种:直接蒸发冷却&余热回收模式。当To>To1且Tow≤To2且Qh>0时,运行直接蒸发冷却&余热回收模式。该模式与“直通风冷却&余热回收模式”的区别在于:该模式下降温装置102运行,通过水分蒸发降温,提高对新风的降温效果。
第七种:直通风冷却&机械补冷&余热回收模式。当基于节约用水量的目的或蒸发冷却模块运行异常时,若To>To1且Qh>0时,则运行直通风冷却&机械补冷&余热回收模式。该模式存在两种子模式,分别为子模式一和子模式二:
子模式一:压缩机104、第一膨胀阀118、第二膨胀阀120、第三膨胀阀122开启,换向阀124换向,第一换热部114和第二换热部116均作为蒸发器,第一换热装置106作为冷凝器。
第一风阀140、第三风阀144关闭,第二风阀142开启,机房回风流经第二换热部116,并传热给第二换热部116内低温制冷剂。另外,混风阀138根据是否需要将回风与新风混风,来确定其开启状态(全开或部分开启或全关)。
在该子模式下,压缩系统同时从第一换热部114和第二换热部116吸收热量,为热用户供热,即实现给新风补冷的功能,又实现余热回收的功能。
子模式二:子模式一的区别在于:换向阀124不换向,第一风阀140、第三风阀144开启,混风阀138102、第二风阀142关闭。
此时第一换热部114作为蒸发器,第二换热部116和第二换热装置均作为冷凝器。第二换热部116的热量通过由第三风阀144进入、从排风口154排出(或者由排风口154进入、从第三风阀144排出)的室外新风带走。
该子模式用于新风补冷量大于热用户需热量Qh的情况下,压缩系统在满足新风补冷和热用户供热的前提下,将多余热量通过室外新风带走。
值得注意的是,To>To1且Qh>0时,首先运行子模式一,在新风补冷量大于热用户需热量Qh的情况下,才运行子模式二。
第八种:直接蒸发冷却&机械补冷&余热回收模式。当Tow>To2且Qh>0时,运行直接蒸发冷却&机械补冷&余热回收模式。
该模式与“直通风冷却&机械补冷&余热回收模式”的区别在于:降温系统的降温装置102运行,降温装置102用于对室外新风进行一级冷却,然后由第一换热部114进行二级冷却。
但是,降温装置102在运行过程中需对喷淋水量进行控制,避免造成新风湿度过高。对喷淋水量的要求是应避免第一换热部114表面出现凝露。
第九种:内循环机械制冷&余热回收模式:机房内部的热空气从排风通道112全部回到进风通道110,机房的热量全部被回收送至热用户处。此时,第二换热装置的第一换热部114和第二换热器部116均作为压缩系统的蒸发器使用(第一换热部和第二换热器部可以只开启其中一个,也可全部开启),第一换热装置106作为压缩系统的冷凝器使用。
另外,在所有模式下,当换向阀124换向后,会有极少量制冷剂从压缩机104排气口通过换向阀124进入毛细管146,然后回到压缩机104。设置毛细管146的主要作用是使该回路始终维持制冷剂循环,避免因回路内积油、积液造成系统故障。
如图2所示,本发明第二个实施例提出了又一种数据中心蒸发冷却与余热回收机组,该数据中心蒸发冷却与余热回收机组与具体实施例一的区别在于:第二风机152的设置位置。其中,第二风机152设置在排风通道112内,并且位于第二换热部116与混风阀138之间。
如图3和图4所示,本发明第三个具体实施例提出了又一种数据中心蒸发冷却与余热回收机组,该数据中心蒸发冷却与余热回收机组与具体实施例一的区别在于:取消了第二风阀142和第三风阀144。相应地,该数据中心蒸发冷却与余热回收机组的运行模式与具体实施例一也略有不同,具体如下:
第一种:直通风冷却模式。与具体实施例一的区别在于:机房回风通过回风口134进入排风通道112后,可从第一风阀140排至室外;也可以部分通过第一风口排至室外、部分通过混风阀138进入进风通道110与室外新风混合后再送入机房(此时第一风阀140关闭,第二风机152开启),部分回风与室外新风混风后再送入机房的可避免新风温度过低造成机房内设备凝露。
第二种:直接蒸发冷却模式。当To>To1且Tow≤To2,运行直接蒸发冷却模式。该模式与“直通风冷却模式”的区别在于:该模式下降温装置102运行,通过水分蒸发降温,提高对新风的降温效果。
第三种:直通风冷却&机械补冷模式。与具体实施例一的区别在于:第一风阀140关闭,机房回风从回风口134进入、从排风阀136排出。
第四种:直接蒸发冷却&机械补冷模式。当Tow>To2,运行直接蒸发冷却&机械补冷模式。该模式与“直通风冷却&机械补冷模式”的区别在于:降温系统的降温装置102运行,降温装置102用于对室外新风进行一级冷却,然后由第一换热部114进行二级冷却。
但是,降温装置102在运行过程中需对喷淋水量进行控制,避免造成新风湿度过高。对喷淋水量的要求是应避免第一换热部114表面出现凝露。
第五种:直通风冷却&余热回收模式。与具体实施例一的区别在于:第一风阀140关闭,机房回风从回风口134进入、从排风阀136排出。另外,混风阀138根据是否需要将回风与新风混风,来确定其开启状态(全开或部分开启或全关)。
第六种:直接蒸发冷却&余热回收模式。当To>To1且Tow≤To2且Qh>0时,运行直接蒸发冷却&余热回收模式。该模式与“直通风冷却&余热回收模式”的区别在于:该模式下降温装置102运行,通过水分蒸发降温,提高对新风的降温效果。
第七种:直通风冷却&机械补冷&余热回收模式。与具体实施例一的区别在于:第一风阀140关闭,机房回风从回风口134进入、从排风阀136排出。
第八种:直接蒸发冷却&机械补冷&余热回收模式。Tow>To2且Qh>0时,运行直接蒸发冷却&机械补冷&余热回收模式。该模式与“直通风冷却&机械补冷&余热回收模式”的区别在于:降温系统的降温装置102运行,降温装置102用于对室外新风进行一级冷却,然后由第一换热部114进行二级冷却。
但是,降温装置102在运行过程中需对喷淋水量进行控制,避免造成新风湿度过高。对喷淋水量的要求是应避免第一换热部114表面出现凝露。
如图5和图6所示,本发明第四个具体实施例提出了又一种数据中心蒸发冷却与余热回收机组,与具体实施例一的区别在于取消了第一换热部114、第一风阀140、第二风阀142和第三风阀144。因此,该具体实施例提出的数据中心蒸发冷却与余热回收机组不具备机械补冷功能,排风余热通过压缩系统回收,提升余热品质后对外输出热水。
如图7和图8所示,本发明第五个具体实施例提出了又一种数据中心蒸发冷却与余热回收机组,与具体实施例一的区别在于取消了第二换热部116、第一风阀140、第二风阀142、第三风阀144。因此,该具体实施例提出的数据中心蒸发冷却与余热回收机组用于在混风模式和回风模式下回收余热,通过压缩系统提升余热品质并对外输出热水。
在本发明的描述中,术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定,术语“上”、“下”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的限制;术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;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,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明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一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (23)

1.一种数据中心蒸发冷却与余热回收机组,可用于机房的降温,其特征在于,所述数据中心蒸发冷却与余热回收机组包括:
降温系统,所述降温系统包括:
风道,与所述机房相连通;
降温装置,设置于所述风道的进风侧,并可用于所述机房的降温;
压缩系统,所述压缩系统包括:
压缩机;
第一换热装置,所述压缩机相连通;
第二换热装置,与所述第一换热装置和所述压缩机相连通,位于所述风道内,并可自所述风道内吸收热量;
换热管路,所述换热管路具有相连通的供水口和回水口,所述第一换热装置可用于为所述换热管路供热。
2.根据权利要求1所述的数据中心蒸发冷却与余热回收机组,其特征在于,所述风道包括:
进风通道,与所述机房相连通,所述降温装置位于所述进风通道内;
排风通道,与所述机房相连通,所述第一换热装置设置于所述排风通道内。
3.根据权利要求2所述的数据中心蒸发冷却与余热回收机组,其特征在于,所述第二换热装置包括:
第一换热部,设置于所述进风通道内,并与所述第一换热装置和所述压缩机相连通。
4.根据权利要求2所述的数据中心蒸发冷却与余热回收机组,其特征在于,所述第二换热装置包括:
第二换热部,设置于所述排风通道内,并与所述第一换热装置和所述压缩机相连通。
5.根据权利要求2所述的数据中心蒸发冷却与余热回收机组,其特征在于,所述第二换热装置包括:
第一换热部,设置于所述进风通道内,并与所述压缩机相连通;
第二换热部,设置于所述排风通道内,并与所述第一换热部、所述第一换热装置相连通和所述压缩机相连通。
6.根据权利要求5所述的数据中心蒸发冷却与余热回收机组,其特征在于,所述压缩系统还包括:
第一膨胀阀,设置于所述第一换热部和所述第二换热部之间;
第二膨胀阀,设置于所述第一膨胀阀和所述第二换热部之间;
换向阀,设置于所述第一换热装置和所述压缩机之间;
第三膨胀阀,所述第一换热装置的一端连通于所述压缩机连通所述换向阀的一端,所述第一换热装置的另一端通过所述第三膨胀阀连通于所述第一膨胀阀和所述第二膨胀阀之间。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的数据中心蒸发冷却与余热回收机组,其特征在于,
所述进风通道包括进风阀和送风口,所述送风口与所述机房相连通;
所述排风通道包括相连通的回风口和排风口,所述回风口与所述机房相连通;
所述数据中心蒸发冷却与余热回收机组还包括混风阀,所述混风阀连通于所述进风通道和所述排风通道;
所述数据中心蒸发冷却与余热回收机组还包括排风阀,所述排风阀设置于所述排风口处。
8.根据权利要求7所述的数据中心蒸发冷却与余热回收机组,其特征在于,所述降温系统还包括:
第一风阀,位于所述回风口与所述第一换热装置之间,并连通于所述排风通道。
9.根据权利要求8所述的数据中心蒸发冷却与余热回收机组,其特征在于,所述降温系统还包括:
第二风阀,设置于所述排风通道,位于所述第一风阀与所述排风阀之间;
第三风阀,位于所述第一换热装置与所述排风阀之间,并连通于所述排风通道。
10.一种数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法,可用于如权利要求1至9中任一项所述的数据中心蒸发冷却与余热回收机组,其特征在于,包括:
获取室外环境的干球温度和湿球温度;
根据所述干球温度和/或所述湿球温度,控制所述降温系统以及所述压缩系统工作。
11.根据权利要求10所述的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法,其特征在于,
在所述干球温度小于或等于干球温度阈值时,控制所述压缩系统的压缩机和所述降温系统的降温装置停止工作。
12.根据权利要求10所述的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法,其特征在于,
在所述干球温度大于干球温度阈值,且所述湿球温度小于或等于湿球温度阈值时,控制所述压缩系统的压缩机停止工作,控制所述降温系统的降温装置开始工作。
13.根据权利要求10所述的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法,其特征在于,
在所述干球温度大于干球温度阈值时,控制所述降温系统的降温装置停止工作、第一风阀和第三风阀开启、第二风阀和混风阀关闭,控制所述压缩系统的压缩机开始工作,第一膨胀阀和第二膨胀阀开启,第三膨胀阀关闭。
14.根据权利要求10所述的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法,其特征在于,
在所述湿球温度大于湿球温度阈值时,控制所述降温系统的降温装置开始工作、第一风阀和第三风阀开启、第二风阀和混风阀关闭,控制所述压缩系统的压缩机开始工作,第一膨胀阀和第二膨胀阀开启,第三膨胀阀关闭。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法,其特征在于,还包括:
获取所述第一换热装置的需回收热量;
根据所述需回收热量、以及根据所述干球温度和/或所述湿球温度,控制所述降温系统以及所述压缩系统工作。
16.根据权利要求15所述的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法,其特征在于,
在所述干球温度小于或等于干球温度阈值,且所述需回收热量大于0时,控制所述降温系统的降温装置停止工作、第一风阀和第三风阀关闭、第二风阀开启,控制所述压缩系统的压缩机开始工作、第一膨胀阀和第三膨胀阀开启、第二膨胀阀关闭、换向阀换向。
17.根据权利要求15所述的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法,其特征在于,
在所述干球温度大于干球温度阈值,所述湿球温度小于或等于湿球温度阈值,且所述需回收热量大于0时,控制所述降温系统的降温装置开始工作、第一风阀和第三风阀关闭、第二风阀开启,控制所述压缩系统的压缩机开始工作、第一膨胀阀和第三膨胀阀开启、第二膨胀阀关闭、换向阀换向。
18.根据权利要求15所述的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法,其特征在于,
在所述干球温度大于干球温度阈值,且所述需回收热量大于0时,控制所述降温系统的降温装置停止工作、第一风阀和第三风阀关闭、第二风阀开启,控制所述压缩系统的压缩机开始工作、第一膨胀阀、第二膨胀阀和第三膨胀阀开启,换向阀换向。
19.根据权利要求15所述的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法,其特征在于,
在所述干球温度大于干球温度阈值,且所述需回收热量大于0时,控制所述降温系统的降温装置停止工作、第一风阀和第三风阀开启、第二风阀和混风阀关闭,控制所述压缩系统的压缩机开始工作、第一膨胀阀、第二膨胀阀和第三膨胀阀开启。
20.根据权利要求15所述的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法,其特征在于,
在所述湿球温度大于湿球温度阈值,且所述需回收热量大于0时,控制所述降温系统的降温装置开始工作、第一风阀和第三风阀关闭、第二风阀开启,控制所述压缩系统的压缩机开始工作、第一膨胀阀、第二膨胀阀和第三膨胀阀开启,换向阀换向。
21.根据权利要求15所述的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法,其特征在于,
在所述湿球温度大于湿球温度阈值,且所述需回收热量大于0时,控制所述降温系统的降温装置开始工作、第一风阀和第三风阀关闭、第二风阀开启,控制所述压缩系统的压缩机开始工作、第一膨胀阀、第二膨胀阀和第三膨胀阀开启。
22.一种数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制装置,其特征在于,包括:
存储器,所述存储器上存储有程序;
处理器,可用于执行所述程序,以实现如权利要求10至21中任一项所述的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法。
23.一种可读存储介质,其上存储有程序,其特征在于,所述程序被处理器执行时实现如权利要求10至21中任一项所述的数据中心蒸发冷却与余热回收机组的控制方法。
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