CN113489128B - 一种空调设备的供电系统、空调设备及数据中心 - Google Patents

一种空调设备的供电系统、空调设备及数据中心 Download PDF

Info

Publication number
CN113489128B
CN113489128B CN202110583921.5A CN202110583921A CN113489128B CN 113489128 B CN113489128 B CN 113489128B CN 202110583921 A CN202110583921 A CN 202110583921A CN 113489128 B CN113489128 B CN 113489128B
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
power
power supply
direct current
air conditioning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110583921.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113489128A (zh
Inventor
蒲明明
刘培国
孟祥涛
付明晓
张尧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huawei Digital Power Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Digital Power Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huawei Digital Power Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Digital Power Technologies Co Ltd
Priority to CN202110583921.5A priority Critical patent/CN113489128B/zh
Publication of CN113489128A publication Critical patent/CN113489128A/zh
Priority to PCT/CN2022/082168 priority patent/WO2022247412A1/zh
Priority to EP22175151.4A priority patent/EP4096055A1/en
Priority to US17/825,219 priority patent/US20220385102A1/en
Application granted granted Critical
Publication of CN113489128B publication Critical patent/CN113489128B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/068Electronic means for switching from one power supply to another power supply, e.g. to avoid parallel connection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/062Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for AC powered loads
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/88Electrical aspects, e.g. circuits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D23/00General constructional features
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/007Arrangements for selectively connecting the load or loads to one or several among a plurality of power lines or power sources
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/10The network having a local or delimited stationary reach
    • H02J2310/12The local stationary network supplying a household or a building
    • H02J2310/16The load or loads being an Information and Communication Technology [ICT] facility
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/066Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems characterised by the use of dynamo-electric machines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20End-user application control systems

Abstract

本申请公开了一种空调设备的供电系统、空调设备及数据中心,空调设备包括:交流母线、直流母线、第一交流/直流AC/DC电路、第一直流/交流DC/AC电路和备电装置;交流母线通过切换电路连接两路电源;第一AC/DC电路的输入端连接交流母线,第一AC/DC电路的输出端连接直流母线;第一DC/AC电路的输入端连接直流母线,第一DC/AC电路的输出端为第一空调负载供电;备电装置连接直流母线或交流母线;备电装置在两路电源切换或掉电时为直流母线或交流母线提供电能,第一空调负载不断电。无论两路电源如何切换,不影响备电装置与负载的连接关系,因此,备电装置可以在两路电源切换或掉电时为负载供电。

Description

一种空调设备的供电系统、空调设备及数据中心
技术领域
本申请涉及电力电子技术领域,尤其涉及一种空调设备的供电系统、空调设备及数据中心。
背景技术
目前,随着科技的发展,各个领域需要大量的各种设备,设备工作时会发热,为了保证设备的正常运行,需要空调设备来对其工作环境进行温度控制,以免温度太高造成设备损坏。例如,轨道交通、工厂厂房、商业楼宇和数据中心等。
例如,很多行业的大量数据需要处理和存储,因此,数据中心变得越来越重要,数据中心包括很多服务器,服务器工作时将产生大量的热量,需要机房空调(CRAC,ComputerRoom Air Conditioning)为其降温,以使服务器能够正常工作。一旦CRAC断电,则机房的温度将迅速上升,进而服务器容易因为高温而故障。
目前,大部分行业的空调设备的供电系统包括两路电源,每路电源包括一路市电和一台油机,市电和油机提供的均为交流电。两路电源实现冗余供电,正常情况下,空调优先使用市电供电,当市电断电时,使用油机供电。例如第一路电源对应市电A和油机1,第二路电源对应市电B和油机2。当第一路电源对应的市电A没电时,切换第二路电源对应的市电B供电。当市电A和市电B均没电时,可以由任意一台油机供电。另外,当两路电源对应的市电和油机提供的交流电均没电时,为了保证CRAC的持续供电,目前空调设备的供电系统包括电池和不间断电源(UPS,Uninterruptible Power Supply)。其中UPS可以在交流电断电时,将电池的电能转换为交流电提供给CRAC。但是,实际工作中,UPS需要配置低压配电柜和输出配电柜,总体成本太高。另外,两路电源在切换时,空调设备还是会存在切换期间没有电源供电,即短时掉电问题。
因此,空调设备在断电期间无法正常运行,需要降温的设备可能会因为温度太高而保护停机,从而严重影响正常运行。
发明内容
为了解决以上技术问题,本申请提供一种空调设备的供电系统、空调设备及数据中心,能够在给机房空调供电的两路电源切换时,不间断给机房空调供电,保证机房空调的正常运行。
本申请实施例提供一种空调设备的供电系统,包括:交流母线、直流母线、第一交流/直流AC/DC电路、第一直流/交流DC/AC电路和备电装置;交流母线用于通过切换电路连接两路电源;第一AC/DC电路的输入端连接交流母线,第一AC/DC电路的输出端连接直流母线;第一DC/AC电路的输入端连接直流母线,第一DC/AC电路的输出端用于为第一空调负载供电;备电装置连接直流母线或交流母线;备电装置在两路电源切换或掉电时为直流母线或交流母线提供电能,使第一空调负载不断电。
本申请实施例提供的供电系统不限定供电的空调负载的数量,也不限定供电的空调设备的数量,可以多个空调设备共用同一个供电系统,也可以每个空调设备对应各自的供电系统。
本申请实施例提供的供电系统的备电装置连接在两路电源切换后的合路上,因此,无论两路电源如何切换或掉电,都不影响备电装置与空调设备的负载之间的连接关系,即备电装置一直保持与空调设备的负载接通,始终没有断开连接,因此,当两路电源切换或掉电时,备电装置可以为空调设备的负载供电,即使两路电源切换期间交流母线会有短时电源中断,但是不影响备电装置为空调设备的负载供电。其中,两路电源掉电是指两路电源均没有交流电了。一般每路电源包括一路市电和一路油机。
本申请实施例不限定备电装置连接直流母线还是交流母线,下面分别介绍两种实现方式。
第一种:备电装置连接直流母线;备电装置包括电池包和双向直流/直流电路;双向直流/直流电路的第一端连接直流母线,双向直流/直流电路的第二端连接电池包;双向直流/直流电路,用于将电池包的电压转换为第一空调负载匹配的电压,还用于将直流母线的电压转换为电池包匹配的电压为电池包充电。当备电装置包括双向直流/直流电路时,可以灵活选择电池包的规则,即使电池包的电压与直流母线的电压不匹配,也可以通过双向直流/直流电路将电池包的电压变换为与直流母线匹配的电压放电,或者将直流母线的电压转换为与电池包匹配的电压进行充电。
应该理解,当备电装置连接直流母线时,也可以不包括双向直流/直流电路。
第二种:备电装置连接交流母线;备电装置包括电池包和双向交流/直流电路;双向交流/直流电路的输入端连接交流母线,双向交流/直流电路的输出端连接电池包;双向交流/直流电路,用于将交流母线的交流电转换为直流电为电池包充电,还用于将电池包的电压转换为与交流母线匹配的电压为第一空调负载供电。
在一种可能的实现方式中,供电系统包括多个AC/DC电路;即还包括第二AC/DC电路;第二AC/DC电路的输入端连接交流母线,第二AC/DC电路的输出端连接直流母线。当多个AC/DC电路并联在交流母线和直流母线之间时,可以增加直流母线后续的带载能力,即可以挂接更多的空调负载。本申请实施例不限定直流母线和交流母线之间并联的AC/DC电路的数量,更多数量的AC/DC电路主要是为了便于扩充更多的负载或者扩容更多台的空调。供电系统的带载能力强时,不限定带的多个负载位于一个实体空调,还是位于不同的多个实体空调。
另外,本申请实施例提供的供电系统也可以包括多个DC/AC电路,例如还包括第二DC/AC电路;第二DC/AC电路的输入端连接直流母线,第二DC/AC电路的输出端用于为第二空调负载供电。为了供电的独立性,一个空调负载对应一个DC/AC电路,即多个空调负载与多个DC/AC电路是一一对应的关系。
在一种可能的实现方式中,还可以每个DC/AC电路为多个空调负载供电,即第一DC/AC电路的输出端用于为至少两个第一空调负载供电,例如为两台压缩机供电。
在一种可能的实现方式中,第一空调负载和第二空调负载均可以包括风扇、压缩机或泵。
在一种可能的实现方式中,多个空调设备对应的供电系统中的直流母线可以连接在一起。还有一种可能的情况,多个空调设备可以共用同一个直流母线。
在一种可能的实现方式中,本申请实施例提供的供电系统中可以包括切换电路,也可以不包括切换电路,当不包括切换电路时,供电系统与外部的切换电路连接即可,切换电路包括:第一支路和第二支路;第一支路的第一端用于连接两路电源中的第一路电源,第二支路的第一端用于连接两路电源中的第二路电源;第一支路的第二端和第二支路的第二端连接在一起连接交流母线;第一支路和第二支路上均串联有开关器件,开关器件用于切换第一路电源和第二路电源。第一路电源和第二路电源为了实现冗余供电,第一路电源和第二路电源均包括各自对应的市电和油机。即第一路电源包括第一路市电和第一油机,第二路电源包括第二路市电和第二油机;
在一种可能的实现方式中,第一路电源包括第一路市电和第一油机,第二路电源包括第二路市电和第二油机;供电系统还包括:第一自动转换开关电器ATS和第二自动转换开关电器ATS;第一支路的第一端通过第一ATS连接第一路电源,其中第一ATS的第一输入端用于连接第一路市电,第一ATS的第二输入端用于连接第一油机;第一ATS的输出端连接第一支路的第一端;第二支路的第一端通过第二ATS连接第二路电源,其中第二ATS的第一输入端用于连接第二路市电,第二ATS的第二输入端用于连接第二油机,第二ATS的输出端连接第二支路的第一端。
在一种可能的实现方式中,为了使本申请实施例提供的供电系统与传统的供电系统进行兼容,本申请实施例提供的供电系统还包括:第一自动转换开关电器ATS、第二自动转换开关电器ATS、低压配电柜、输出配电柜、电池和不间断供电电路;第一支路的第一端通过第一ATS连接第一路电源,其中第一ATS的第一输入端用于连接第一路市电,第一ATS的第二输入端用于连接第一油机,第一ATS的输出端连接第一支路的第一端;第二支路的第一端通过第二ATS连接第二路电源,其中第二ATS的第一输入端用于连接第二路市电,第二ATS的第二输入端用于连接第二油机;第二ATS的输出端连接低压配电柜的输入端;低压配电柜的输出端连接不间断供电电路的第一端,不间断供电电路的第二端连接输出配电柜的输入端,输出配电柜的输出端连接第二支路的第一端;不间断供电电路的第三端连接电池。
在一种可能的实现方式中,为了使本申请实施例提供的供电系统与传统的供电系统进行兼容,本申请实施例提供的供电系统还包括:第一自动转换开关电器ATS、第二自动转换开关电器ATS、第一低压配电柜、第一输出配电柜、第一电池、第一不间断供电电路、第二低压配电柜、第二输出配电柜、第二电池和第二不间断供电电路;第一支路的第一端通过第一ATS连接第一路电源,其中第一ATS的第一输入端用于连接第一路市电,第一ATS的第二输入端用于连接第一油机;第二支路的第一端通过第二ATS连接第二路电源,其中第二ATS的第一输入端用于连接第二路市电,第二ATS的第二输入端用于连接第二油机;第一ATS的输出端连接第一低压配电柜的输入端,第一低压配电柜的输出端连接第一不间断供电电路的第一端,第一不间断供电电路的第二端连接第一输出配电柜的输入端,第一输出配电柜的输出端连接第一支路的第一端;第一不间断供电电路的第三端连接第一电池;第二ATS的输出端连接第二低压配电柜的输入端,第二低压配电柜的输出端连接第二不间断供电电路的第一端,第二不间断供电电路的第二端连接第二输出配电柜的输入端,第二输出配电柜的输出端连接第二支路的第一端;第二不间断供电电路的第三端连接第二电池。
基于以上实施例提供的一种供电系统,本申请实施例还提供一种空调设备,该空调设备内部集成供电系统和空调负载,即包括:交流母线、直流母线、第一交流/直流AC/DC电路、第一直流/交流DC/AC电路、备电装置和第一空调负载;交流母线用于通过切换电路连接两路电源;第一AC/DC电路的输入端连接交流母线,第一AC/DC电路的输出端连接直流母线;第一DC/AC电路的输入端连接直流母线,第一DC/AC电路的输出端用于为第一空调负载供电;备电装置连接直流母线或交流母线;备电装置,用于在两路电源切换或掉电时为直流母线或交流母线提供电能,使第一空调负载不断电。
以上供电系统各个实现方式的优点适用于该空调设备的各个实现方式,在此不再赘述。除此之外,由于备电装置和供电系统集成在空调设备中,这样一体式的设计使得空调设备的布局更加灵活,无需考虑与外部备电电源的连接或走线问题。
在一种可能的实现方式中,备电装置具体连接直流母线;备电装置包括电池包和双向直流/直流电路;双向直流/直流电路的第一端连接直流母线,双向直流/直流电路的第二端连接电池包;双向直流/直流电路,用于将电池包的电压转换为第一空调负载匹配的电压,还用于将直流母线的电压转换为电池包匹配的电压为电池包充电。
在一种可能的实现方式中,备电装置具体连接交流母线;备电装置包括电池包和双向交流/直流电路;双向交流/直流电路的输入端连接交流母线,双向交流/直流电路的输出端连接电池包;双向交流/直流电路,用于将交流母线的交流电转换为直流电为电池包充电,还用于将电池包的电压转换为与交流母线匹配的电压为第一空调负载供电。
在一种可能的实现方式中,还包括第二AC/DC电路;第二AC/DC电路的输入端连接交流母线,第二AC/DC电路的输出端连接直流母线。
在一种可能的实现方式中,还包括第二DC/AC电路;第二DC/AC电路的输入端连接直流母线,第二DC/AC电路的输出端用于为第二空调负载供电。
在一种可能的实现方式中,第一空调负载包括风扇、压缩机或泵。
在一种可能的实现方式中,第一DC/AC电路的输出端用于为至少两个第一空调负载供电。
在一种可能的实现方式中,切换电路包括:第一支路和第二支路;第一支路的第一端用于连接两路电源中的第一路电源,第二支路的第一端用于连接两路电源中的第二路电源;第一支路的第二端和第二支路的第二端连接在一起连接交流母线;第一支路和第二支路上均串联有对应的开关器件,开关器件用于切换第一路电源和第二路电源。
以上实施例提供的空调设备内部集成了供电系统的所有器件,还有另一种实现方式,空调设备内部不包括备电装置,备电装置可以设置在空调设备的机柜外部,与空调设备内部的直流母线或交流母线进行连接即可。本申请实施例还提供一种空调设备,包括:交流母线、直流母线、第一交流/直流AC/DC电路、第一直流/交流DC/AC电路和第一空调负载;交流母线用于通过切换电路连接两路电源;第一AC/DC电路的输入端连接交流母线,第一AC/DC电路的输出端连接直流母线;第一DC/AC电路的输入端连接直流母线,第一DC/AC电路的输出端用于为第一空调负载供电;直流母线或交流母线连接备电装置;备电装置,用于在两路电源切换或掉电时为直流母线或交流母线提供电能,使第一空调负载不断电。
本申请实施例还提供的数据中心包括空调设备和以上介绍的供电系统,其中,空调设备中包括空调负载,用于对数据中心进行温度控制。空调负载与供电系统分离设置,供电系统为空调负载供电,两者之间连接。当两路电源切换或掉电时,供电系统中的供电装置能够不间断为空调负载供电。
本申请实施例还提供另外一种数据中心,包括空调设备,空调设备内集成了供电系统,供电系统内部包括备电装置,当两路电源切换或掉电时,供电系统可以不间断为空调负载供电。
本申请实施例还提供另外一种数据中心,包括备电装置和空调设备;空调设备,用于对数据中心进行温度控制。即备电装置位于空调设备的外部,空调设备的内部包括供电系统除了备电装置以为的其他部件,备电装置与空调设备内部供电系统的直流母线或交流母线连接。当两路电源切换或掉电时,备电装置可以不间断为空调负载供电。
本申请实施例还提供一种空调设备的供电电源,包括:交流母线、直流母线、第一交流/直流AC/DC电路、第一直流/交流DC/AC电路和备电装置;交流母线用于通过切换电路连接两路电源;第一AC/DC电路的输入端连接交流母线,第一AC/DC电路的输出端连接直流母线;第一DC/AC电路的输入端连接直流母线,第一DC/AC电路的输出端用于为第一空调负载供电;备电装置连接直流母线或交流母线;备电装置,用于在两路电源切换或掉电时为直流母线或交流母线提供电能,使第一空调负载不断电。
一种可能的实现方式,备电装置连接直流母线;备电装置包括电池包和双向直流/直流电路;双向直流/直流电路的第一端连接直流母线,双向直流/直流电路的第二端连接电池包;双向直流/直流电路,用于将电池包的电压转换为机房空调的负载匹配的电压,还用于将直流母线的电压转换为电池包匹配的电压为电池包充电。
一种可能的实现方式,备电装置连接交流母线;备电装置包括电池包和双向交流/直流电路;双向交流/直流电路的输入端连接交流母线,双向交流/直流电路的输出端连接电池包;双向交流/直流电路,用于将交流母线的交流电转换为直流电为电池包充电,还用于将电池包的电压转换为与交流母线匹配的电压为机房空调的负载供电。
一种可能的实现方式,供电电源还包括第二AC/DC电路;第二AC/DC电路的输入端连接交流母线,第二AC/DC电路的输出端连接直流母线。
一种可能的实现方式,供电电源还包括第二DC/AC电路;第二DC/AC电路的输入端连接直流母线,第二DC/AC电路的输出端用于为第二空调负载供电。
一种可能的实现方式,第一DC/AC电路的输出端用于为至少两个第一空调负载供电。
一种可能的实现方式,切换电路包括:第一支路和第二支路;第一支路的第一端用于连接两路电源中的第一路电源,第二支路的第一端用于连接两路电源中的第二路电源;第一支路的第二端和第二支路的第二端连接在一起连接交流母线;第一支路和第二支路上均串联有开关器件,开关器件用于切换第一路电源和第二路电源。
另外,本申请实施例还提供一种空调设备的供电机箱,包括:交流母线、直流母线、第一交流/直流AC/DC电路、第一直流/交流DC/AC电路和备电装置;该供电机箱的第一端口连接切换电路,该供电机箱的第二端口连接第一空调负载;备电装置至少包括电池包;交流母线用于通过切换电路连接两路电源;第一AC/DC电路的输入端连接交流母线,第一AC/DC电路的输出端连接直流母线;第一DC/AC电路的输入端连接直流母线,第一DC/AC电路的输出端用于为第一空调负载供电;备电装置连接直流母线或交流母线;备电装置,用于在两路电源切换或掉电时为直流母线或交流母线提供电能,使第一空调负载不断电。
备电装置连接直流母线;备电装置包括电池包和双向直流/直流电路;双向直流/直流电路的第一端连接直流母线,双向直流/直流电路的第二端连接电池包;双向直流/直流电路,用于将电池包的电压转换为机房空调的负载匹配的电压,还用于将直流母线的电压转换为电池包匹配的电压为电池包充电。
备电装置连接交流母线;备电装置包括电池包和双向交流/直流电路;双向交流/直流电路的输入端连接交流母线,双向交流/直流电路的输出端连接电池包;双向交流/直流电路,用于将交流母线的交流电转换为直流电为电池包充电,还用于将电池包的电压转换为与交流母线匹配的电压为机房空调的负载供电。
本申请实施例不具体限定供电系统包括的AC/DC电路的数目,可以包括一个AC/DC电路,也可以包括多个AC/DC电路。由于AC/DC电路连接在交流母线与直流母线之间,因此,当交流母线和直流母线之间并联多个AC/DC电路时,可以增大直流母线上的电流,提高直流母线的带载能力,如果直流母线上挂载的空调负载的数量很多,则可以增加AC/DC电路的数目。
另外,本申请实施例也不限定供电系统包括的DC/AC电路的数目,可以包括一个DC/AC电路,也可以包括多个DC/AC电路。本领域技术人员可以根据空调负载的数目来设置DC/AC电路的数目。例如一个风扇对应一个DC/AC电路,一个压缩机对应一个DC/AC电路,一个泵对应一个DC/AC电路。另外,如果DC/AC电路的驱动能力足够大,也可以一个DC/AC电路对应多个空调负载,例如一个DC/AC电路风扇或多个压缩机或多个泵,本申请实施例中均不做具体限定。
本申请至少具有以下优点:
本申请实施例提供的空调设备的供电系统,包括备电装置,空调设备连接的两路电源正常供电时,可以为备电装置中的电池包充电,当两路电源切换时,备电装置可以放电为空调设备的负载供电,例如空调设备的负载可以包括风扇、压缩机或泵。本申请实施例提供的供电系统的备电装置连接在空调设备供电的两路电源合路之后的交流母线或直流母线,即备电装置连接在两路电源切换后的合路上,因此,无论两路电源如何切换,都不影响电池包与空调设备的负载之间的连接关系,即备电装置一直保持与空调设备的负载接通,始终没有断开连接,因此,当两路电源切换时,备电装置可以为空调设备的负载供电,即使两路电源切换期间交流母线会有短时电源中断,但是不影响备电装置为空调设备的负载供电。另外,备电装置除了在两路电源切换时为空调设备的负载供电以外,备电装置还可以在两路电源均断电时为空调设备的负载供电。因此,本申请实施例提供的空调设备的供电系统可以一直为空调设备的负载供电,不会出现两路电源切换或掉电时短时供电中断情况,保证空调设备的负载可以正常工作,进而保证机房的温度正常。
附图说明
图1A本申请实施例提供的一种微模块型数据中心的示意图;
图1B为本申请实施例提供的一种CRAC的架构图;
图2为传统的CRAC的供电系统的架构;
图3为本申请实施例提供的一种机房空调的供电系统的示意图;
图4为本申请实施例提供的另一种机房空调的供电系统的示意图;
图5为本申请实施例提供的再一种机房空调的供电系统的示意图;
图6为本申请实施例提供的又一种机房空调的供电系统的示意图;
图7A为本申请实施例提供的又一种机房空调的供电系统的示意图;
图7B为本申请实施例提供的多个机房空调并机的供电系统的示意图;
图8为本申请实施例提供的再一种机房空调的供电系统的示意图;
图9为本申请实施例提供的另一种机房空调的供电系统的示意图;
图10为本申请实施例提供的供电系统中备电装置集成在CRAC内部的示意图;
图11为本申请实施例提供的供电系统中备电装置设置在CRAC外部的示意图;
图12为本申请实施例提供的再一种机房空调的供电系统的示意图;
图13为本申请实施例提供的另一种机房空调的供电系统的示意图;
图14为本申请实施例提供的又一种机房空调的供电系统的示意图;
图15为本申请实施例提供的再一种机房空调的供电系统的示意图;
图16为本申请实施例提供的一种两台CRAC对应的架构图。
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。
以下说明中的“第一”、“第二”等用词仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”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,或成一体;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。此外,术语“耦接”可以是实现信号传输的电性连接的方式。“耦接”可以是直接的电性连接,也可以通过中间媒介间接电性连接。
本申请实施例涉及一种空调设备的供电系统,由于该供电系统包括备电装置,而且备电装置包括电池包,并且由于电池包连接在两路电路合路之后的路径上,可以连接交流母线也可以连接直流母线,两路电源在切换或掉电时,不影响电池包与空调负载的连接关系,因此,电池包可以在空调设备连接的两路电路切换或掉电时,继续为空调负载供电。
本申请实施例不限定空调设备的应用场景,可以为需要控制温度任何场景,例如轨道交通、工厂厂房、商业楼宇和数据中心等。下面以应用场景为数据中心为例进行介绍,其中数据中心对应的空调设备可以称为CRAC。本申请实施例提供的供电系统可以应用在任何需要为CRAC进行不间断供电的场景,不限定数据中心的应用场景。
数据中心一般包括多个服务器,服务器在工作过程中会散发热量,服务器可能会因为温度太高而保护停机,从而严重影响数据中心的正常运行。因此,需要CARC为数据中心的服务器进行散热降温。本申请实施例不具体限定数据中心的实体形态,例如可以为微模块,也可以为预制化的,下面结合附图介绍一种微模块形态的数据中心。
参见图1A,该图为本申请实施例提供的一种微模块型数据中心的示意图。
微模块型的数据中心10一般包括室内侧和室外侧,其中室内侧包括IT模块、CRAC和配电模块;室外侧包括空调的室外机。IT模块包括服务器和服务器机架。
图1A仅是一种数据中心内部架构的示意图,本申请实施例对于IT模块的数目以及空调的数目不做具体限定,本领域技术人员根据实际需要进行设置,例如可以根据IT模块的数量以及温度需求来设置空调的数量,具体可以通过温度仿真测试来设置空调的数量。
CRAC工作时,每个CRAC的出风口的出风方向为中间通道10a,中间通道10a的下方通过管道与室外机接通,进行空气循环。
本申请实施例提供的供电系统可以集成在CRAC内部,由于供电系统可以在两路电源切换或掉电时为CRAC负载供电,因此,配电模块的UPS和电池可以主要为IT模块中的服务器以及其他模块供电,CRAC只连接配电模块的两路电源即可,从而可以使CRAC的布局更为灵活,走线更为简化;同时也能使配电模块中电池的电能为更多IT模块供电,或者说,由于无需为CRAC供电,配电模块在为相同数据的IT模块供电时,电池数量可以减少,缩小占用空间。从而可以简化整个数据中心的内部架构,降低成本。每路电源包括一路市电和一路油机,油机由于体积较大,一般位于数据中心外部。
为了使本领域技术人员更好地理解本申请实施例提供的空调设备的供电系统,下面先介绍空调设备的架构。
参见图1B,该图为本申请实施例提供的一种空调设备的架构图。
本申请实施例提供的空调设备可以包括一个或多个空调负载(后文也简称负载),一般空调负载可以为风扇、压缩机或泵。例如,空调设备的空调负载可以包括一个风扇或一个压缩机,也可以包括一个风扇和一个泵,还可以包括两个风扇和两个压缩机,本申请不作具体限定。
本申请实施例涉及的空调负载为多个时,可以在一台空调设备内部,也可以分别位于不同台的空调设备内部,均不作具体限定。本申请实施例关注的是为空调负载进行不间断供电,至于空调负载的实体设备的承载形式不作限定,本领域技术人员可以根据实际需要来设置。例如,一个空调设备中可以有一个空调负载,也可以有多个空调负载。而供电系统进行供电的空调负载,可以是分布在一个空调设备中的,也可以是分布在多个空调设备中的。例如,供电系统可以为多台空调设备内的空调负载供电,也可以为一台空调设备内的空调负载供电,也可以为一台空调设备内的部分空调负载供电,其余部分空调负载由另一个供电系统供电,只要保证空调负载不间断供电即可。
如图1B所示,空调设备的空调负载包括n个风扇,分别为风扇F1至Fn;还包括n个压缩机,分别为C1至Cn,其中n为大于等于2的整数。应该理解,风扇的数量和压缩机的数量可以相等,也可以不相等,本申请实施例不做具体限定。一般情况下,风扇和压缩机各自对应自身的驱动电路,驱动电路将交流母线AC BUS的电压转换为风扇和压缩机需求的电压。
为了突出本申请实施例提供的空调设备的供电系统的优势,下面先介绍传统的空调设备的供电系统的架构。
参见图2,该图为传统的空调设备的供电系统的架构图。
为了尽量使空调设备的供电不间断,一般设置两路电源,分别为第一路电源IN1和第二路电源IN2。
正常情况下第一路电源IN1和第二路电源IN2均有电,通过控制自动转换开关电器(ATS,Automatic Transfer Switching Equipment)的切换,使第一路电源IN1与交流母线AC BUS接通,或者第二路电源IN2与交流母线AC BUS接通,即选择第一路电源IN1或第二路电源IN2为风扇和压缩机供电。但是,ATS切换过程中,切换瞬间风扇和压缩机的供电会被中断,而压缩机有启动时间要求,内部设有断电保护逻辑,压缩机一旦断电重新启动,并不是立马可以启动工作,需要完成启动设定的时间才可以启动完成正常工作。因此,一旦供电中断,压缩机有一段时间不会工作,此时如果机房温度迅速升高,将会影响服务器的正常工作,甚至服务器因为温度过高而损坏。
为了解决两路电源切换引起短时供电中断的技术问题,本申请实施例提供了一种空调设备的供电系统,在两路电源切换后的合路上连接有备电装置,其中备电装置包括电池包,即电池包可以为风扇和压缩机供电,由于两路电源切换期间,电池包并没有断开与空调负载连接,即电池包一直连接在空调负载的供电通路上,可以随时为空调负载供电,即使两路电源切换,也不会影响空调负载供电,即不存在短时的供电中断情况。除此之外,当两路电源均掉电时,本申请实施例提供的供电系统也可以为空调负载继续供电。
因此,空调负载(例如,风扇和压缩机)可以持续不间断供电,进而保证环境的温度可控,保证服务器的安全工作。
可以理解的,本申请实施例的空调设备可以应用于各个需要温度控制的场景,一般空调设备可以包括风扇、压缩机或泵等,不同的应用场景可能内部架构有所区别,但是,空调的供电系统可以相同,为了空调负载的持续不间断运行,需要本申请实施例提供的供电系统。为了使本领域技术人员更好地理解供电系统的工作原理,下面仅是以CRAC为例进行介绍,其他应用场景的空调设备的供电类似。本实施例提供的空调设备的供电系统包括:交流母线、直流母线、第一交流/直流AC/DC电路、第一直流/交流DC/AC电路和备电装置;备电装置至少包括电池包;交流母线用于通过切换电路连接两路电源;第一AC/DC电路的输入端连接交流母线,第一AC/DC电路的输出端连接直流母线;第一DC/AC电路的输入端连接直流母线,第一DC/AC电路的输出端用于为至少一个第一机房空调的负载供电;备电装置连接直流母线或交流母线;备电装置,用于在两路电源切换或掉电时为直流母线或交流母线提供电能,使第一机房空调的负载不断电。
应该理解,本申请实施例不具体限定供电系统包括的AC/DC电路的数目,可以包括一个AC/DC电路,也可以包括多个AC/DC电路。由于AC/DC电路连接在交流母线与直流母线之间,因此,当交流母线和直流母线之间并联多个AC/DC电路时,可以增大直流母线上的电流,提高直流母线的带载能力,如果直流母线上挂载的空调负载的数量很多,则可以增加AC/DC电路的数目。
另外,本申请实施例也不限定供电系统包括的DC/AC电路的数目,可以包括一个DC/AC电路,也可以包括多个DC/AC电路。本领域技术人员可以根据空调负载的数目来设置DC/AC电路的数目。例如一个风扇对应一个DC/AC电路,一个压缩机对应一个DC/AC电路,一个泵对应一个DC/AC电路。另外,如果DC/AC电路的驱动能力足够大,也可以一个DC/AC电路对应多个空调负载,例如一个DC/AC电路风扇或多个压缩机或多个泵,本申请实施例中均不做具体限定。
下面为了使本领域技术人员方便理解本申请实施例提供的供电系统的工作原理,下面以供电系统包括一个DC/AC电路和一个AC/DC电路为例进行介绍。并且,以一个DC/AC电路为一个空调设备的负载供电为例,不限定空调设备中的空调负载的数目,可以为一个空调负载,也可以为多个空调负载。
参见图3,该图为本申请实施例提供的一种CRAC的供电系统的示意图。
本申请实施例提供的CRAC的供电系统,包括:交流母线AC BUS、直流母线DC BUS、交流/直流(AC/DC,Alternating Current/Direct Current)电路100、直流/交流(DC/AC,Direct Current/Direct Current)电路200和备电装置300。
交流母线AC BUS用于通过切换电路连接两路电源。
AC/DC电路100的输入端连接交流母线AC BUS,AC/DC电路100的输出端连接直流母线DC BUS。
DC/AC电路200的输入端连接直流母线DC BUS,DC/AC电路200的输出端用于为CRAC的负载供电。
图3中以DC/AC电路200的输出端用于为CRAC的负载400供电为例进行介绍,应该理解,例如一个CRAC可以包括多个空调负载,例如包括多个压缩机和多个风扇。DC/AC电路200的输出端用于为一个CRAC的一个负载或多个负载供电。为了使两路电源切换或掉电时,CRAC能够正常运行,图3中以DC/AC电路200的输出端为CRAC的负载400供电,即为CRAC内部所有的负载供电。
备电装置300可以连接直流母线DC BUS,也可以连接交流母线AC BUS;图3中以备电装置300连接直流母线DC BUS为例进行介绍。
备电装置300,用于在两路电源切换或掉电时利用存储的备电电能为直流母线DCBUS或交流母线AC BUS提供电能,使CRAC的负载不断电。在一些实施例中,备电装置300可以至少包括电池包BAT,用于存储电能。当然,在其他实施例中,备电装置300也可以采用其他方式进行电能存储,后文中,主要以电池包BAT为例进行说明,但本申请不限于电池包的储能形式。
其中两路电源掉电是指两路电源均没有电了,例如两路市电和两路油机均没电了,可能因为故障,也可以因为断电,即两路电源均无法提供交流电。
由于电池包需要直流电为其充电,因此,当备电装置300连接直流母线DC BUS时,备电装置300内部可以不包括功率变换电路,例如不必包括整流电路。
本申请实施例不限定备电装置300中电池包的类型,例如可以为以下至少一种:铅酸电池、锂电池或超级电容等。
本申请实施例也不具体限定直流母线DC BUS上的电压大小,例如可以为700V-800V之间,可以根据具体场景来设置。
本申请实施例也不限定AC/DC电路100包括一级功率变换还是两级功率变换,同理,也不限定DC/AC电路200包括一级功率变换,还是两级功率变换。
当备电装置300连接交流母线AC BUS时,备电装置300内部还需要包括整流电路,具体可以参见图4,该图为本申请实施例提供的又一种CRAC的供电系统的示意图。
图3和图4的区别是,图3是以备电装置连接直流母线DC BUS为例,图4是以备电装置连接交流母线AC BUS为例,其他部分图3和图4一样,具体可以参见图3的描述,以下仅介绍图4区别于图3的部分
当备电装置300连接交流母线AC BUS时,备电装置300内部还需要包括双向交流/直流电路300a,双向交流/直流电路300a的输入端连接交流母线AC BUS,双向交流/直流电路300a的输出端连接电池包BAT。双向交流/直流电路300a,用于将交流母线AC BUS的交流电转换为直流电为电池包BAT充电,还用于将电池包BAT的电压转换为与交流母线AC BUS匹配的电压为CRAC供电。即双向交流/直流电路有整流和逆变两种工作模式,工作在整流模式时,用于将交流母线AC BUS的交流电转换为直流电为电池充电,工作在逆变模式时,用于将直流电转换为交流电,连接到交流母线AC BUS,配合连接于交流母线AC BUS和直流母线DCBUS之间的AC/DC电路为空调负载供电。
图4中以DC/AC电路200的输出端用于为一个机房空调的CRAC的负载400供电为例进行介绍,应该理解,例如一个机房空调CRAC可以包括多个空调负载,例如包括多个压缩机和多个风扇。DC/AC电路200的输出端用于为一个CRAC的一个负载或多个负载供电。为了使两路电源切换或掉电时,CRAC能够正常运行,图4中以DC/AC电路200的输出端为CRAC的负载400供电,即为CRAC内部所有的负载供电。
本申请实施例中不限定备电装置300连接直流母线DC BUS还是连接交流母线ACBUS,均可以实现两路电源切换时,利用电池包的电能为CRAC的负载供电,以使CRAC的负载不断电,不停止工作。以下实施例中以备电装置300连接直流母线DC BUS为例进行介绍。
图3中仅示意性给出一种切换电路的实现方式,例如切换电路包括:第一支路和第二支路;第一支路的第一端用于连接两路电源中的第一路电源IN1,第二支路的第一端用于连接两路电源中的第二路电源IN2;第一支路的第二端和第二支路的第二端连接在一起连接交流母线AC BUS;第一支路和第二支路上均串联有对应的开关器件,开关器件用于切换第一路电源IN1和第二路电源IN2。例如,开关器件可以为ATS,另外为了安全检修,第一支路通过第一输入断路器K1连接第一路电源IN1,第二支路通过第二输入断路器K2连接第二路电源IN2。另外为了实现防雷保护,第一支路和第二支路还分别连接浪涌保护器SPD1和SPD2。当电气回路因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时,浪涌保护器能在极短的时间内导通分流,从而避免浪涌对电气回路中其他设备的损害。另外,为了实现防雷保护,第一支路和第二支路还分别连接防雷及电压检测板FV1和FV2,用于进行防雷保护和电压检测。
对比图2和图3可以看出,由于图3中备电装置始终连接CRAC的负载,因此,无论两路电源如何切换或发生掉电,均不会影响备电装置为CRAC的负载供电。
本申请实施例提供的CRAC的供电系统,包括备电装置,备电装置中包括电池包,其中备电装置可以连接在两路电源合理之后的交流母线或直流母线,由于备电装置连接在两路电源切换后的合路上,因此,无论两路电源如何切换,都不影响电池包与CRAC的负载的连接关系,即电池包一直保持与CRAC的负载接通,始终没有断开,因此,当两路电源切换时,电池包可以为CRAC的负载供电,即使两路电源切换期间交流母线会有短时电源中断,但是不影响电池包为CRAC的负载供电。因此,本申请实施例提供的CRAC的供电系统可以一直为CRAC的负载供电,不会出现两路电源切换时的短时供电中断情况,保证CRAC的负载的正常工作,进而保证机房的温度正常。
为了叙述方便,下面以一个CRAC为例进行介绍,当多个CRAC时,供电的基本拓扑的原理类似。
下面结合附图介绍供电系统包括多个DC/AC电路的实现情况,每个DC/AC电路可以为一个空调负载供电,例如为一个风扇供电,或者为一个压缩机供电。DC/AC电路的数目可以根据CRAC中包括的负载的个数来设置。并且,这些空调负载具体分布在一个还是多个空调设备中,不作具体限定。下面为了描述简单,以供电系统包括两个DC/AC电路,其中一个DC/AC电路为风扇供电,一个DC/AC电路为压缩机供电为例进行说明。
参见图5,该图为本申请实施例提供的再一种CRAC的供电系统的示意图。
一种可能的实现方式,本申请实施例提供的供电系统中的直流母线DC BUS可以连接至少两个DC/AC电路,至少两个DC/AC电路的输入端均连接直流母线DC BUS,每个DC/AC电路用于为CRAC中的负载供电。
本申请实施例不限定一个CRAC包括的风扇数量和压缩机数量。图5中仅是示意包括一个风扇和一个压缩机为例,其中第一DC/AC电路200a为风扇F供电,第二DC/AC电路200b为压缩机C供电。
应该理解,为了供电的独立性,可以每个风扇对应一个DC/AC电路,每个压缩机对应一个DC/AC电路。即CRAC的每个负载与DC/AC电路可以一一对应。
另外,备电装置中的电池包的数量可以根据实际需要灵活配置,既可以支持短时备电,又可以通过增加电池包的数量来实现长时间备电供电。
本申请实施例提供的供电系统也可以包括多个AC/DC电路,设置多个AC/DC电路的目的是为了增加带载能力,便于扩充更多的空调负载,或者扩充更多台的空调,即方便扩容负载数量。
图5是以CRAC包括一个风扇和一个压缩机为例进行的介绍,下面介绍CRAC的负载包括至少两个风扇和至少两个压缩机。
即分别为:第一风扇F1和第二风扇F2,第一压缩机C1和第二压缩机C2。每个DC/AC电路用于为至少两个风扇中的一个风扇或至少两个压缩机中的一个压缩机供电。如图5所示,第一DC/AC电路200a用于为风扇F供电,第二DC/AC电路200b用于为压缩机C供电。应该理解,图5中仅是示意,以一个风扇和一个压缩机示意,另外,可以包括多个风扇和多个压缩机。每个风扇对应一个DC/AC电路,每个压缩机对应一个DC/AC电路。当然,也可以一个DC/AC电路为多个风扇同时供电,一个DC/AC电路同时为多个压缩机同时供电。另外,也可以一个DC/AC电路同时为风扇和压缩机供电。
本申请实施例提供的供电系统可以包括多个AC/DC电路,设置多个AC/DC电路的目的是为了增加带载能力,便于扩充更多的负载或者扩容更多台的空调。供电系统的带载能力强时,不限定带的多个负载位于一个实体空调,还是位于不同的多个实体空调。
下面结合附图6介绍供电系统包括多个AC/DC电路的实现方式。当供电系统包括多个AC/DC电路时,不限定空调负载的数量,可以根据实际需要来设置,例如可以为图5所示的一个风扇和一个压缩机,也可以为多个风扇和多个压缩机。
参见图6,该图为本申请实施例提供的又一种CRAC的供电系统的示意图。
本申请实施例提供的供电系统包括以下至少两个AC/DC电路:第一AC/DC电路100a和第二AC/DC电路100b。
第一AC/DC电路100a和第二AC/DC电路100b的输入端均连接交流母线AC BUS,第一AC/DC电路100a和第二AC/DC电路100b的输出端均连接直流母线DC BUS。
本实施例中以CRAC包括多个风扇和多个压缩机为例进行介绍,即如图6所示,本实施例中以CRAC至少包括以下两个风扇:第一风扇F1和第二风扇F2;还包括以下至少两个压缩机:第一压缩机C1和第二压缩机C2。
当每个风扇对应一个DC/AC电路,每个压缩机对应一个DC/AC电路时,如图6所示,第一DC/AC电路200a1的输入端连接DC BUS,第一DC/AC电路200a1的输出端用于为第一风扇F1供电,同理,第二DC/AC电路200a2的输入端连接DC BUS,第二DC/AC电路200a2的输出端用于为第二风扇F2供电,第三DC/AC电路200b1的输入端连接DC BUS,第三DC/AC电路200b1的输出端用于为第一压缩机C1供电,第四DC/AC电路200b2的输入端连接DC BUS,第四DC/AC电路200b2的输出端用于为第二压缩机C2供电。
图6中仅是示意性以供电系统包括两个AC/DC电路,应该理解,可以根据实际需求在交流母线AC BUS和直流母线DC BUS之间设置更多数量的AC/DC电路。另外,图7中也是示意性介绍供电系统包括四个DC/AC电路,应该理解,本申请实施例也不限定DC/AC电路的数量,可以根据实际需求来设置更多数量的DC/AC电路。
本申请实施例提供的供电系统,可以根据CRAC包括的风扇和压缩机的数量,灵活配置DC/AC电路的数量,容易实现CRAC的配电一体化。由于DC/AC电路的数量以及AC/DC电路的数量均可以灵活配置,因此,该供电系统可以根据应用场景灵活扩容。
图6对应的实施例是一个CRAC包括多个风扇和多个压缩机的情况,另外,本申请实施例中不限定供电系统可以供电的CRAC的数量,可以为一个CRAC包括的负载供电,也可以为多个CRAC包括的负载进行供电,具体可以根据CRAC的功率以及直流母线或者交流母线可以为负载的提供的功率大小来决定。下面介绍供电系统为多个CRAC的负载供电的情况。
参见图7A,该图为本申请实施例提供的一种CRAC的供电系统的示意图。
本实施例提供的CRAC的供电系统可以同时为多个CRAC包括的负载供电。本申请实施例不具体限定每个CRAC包括的负载的数目,可以为一个,也可以为多个。并且,本申请实施例也不限定供电系统包括的DC/AC电路的数目,可以与空调负载一一对应,也可以多个负载对应同一个DC/AC电路。下面仅以一个CRAC包括一个负载为例进行介绍,一个CRAC的负载对应一个DC/AC电路为例。
如图7A所示,以备电装置300连接直流母线DC BUS为例,可以同时为m个空调供电,m为大于或等于2的整数。直流母线DC BUS通过第一DC/AC电路2001为第一CRAC的负载4001供电,直至直流母线DC BUS通过第mDC/AC电路200m为第mCRAC的负载400m供电。
应该理解,当供电系统为多个CRAC包括的负载供电时,DC BUS可以为一个,DC BUS也可以为多个。当DC BUS为一个时,多个CRAC包括的负载可以均连接在同一个直流母线DCBUS,如图7A所示。当DC BUS为多个时,多个CRAC包括的负载连接在不同的直流母线DC BUS上,但是不同的DC BUS可以连接在一起,如图7B所示。
以上介绍的是一个备电装置同时为多台CRAC包括的负载供电,下面介绍每个CRAC对应各自的备电装置,以两个CRAC为例,并且两个CRAC对应的直流母线连接在一起,或者说两个CRAC的负载共用一条直流母线。当多台CRAC的直流母线连接在一起,不限定供电系统中包括的DC/AC电路的数目,也不限定AC/DC电路的数目。下面为了说明两台CRAC对应的供电系统的直流母线连接在一起,简单示意供电系统包括两个AC/DC电路,第一CRAC包括一个负载,第二CRAC包括一个负载,每个负载对应一个DC/AC电路。应该理解,本申请也不限定每个CRAC包括的负载的数量,可以每个CRAC包括多个负载。
参见图7B,该图为本申请实施例提供的又一种CRAC的供电系统的示意图。
图7B中的两个CRAC对应的供电系统架构完全相同,从图7B可以看出第一供电系统1000和第二供电系统2000的架构和内部的连接关系均相同,并且是两个独立的供电系统,仅是两个CRAC对应的供电系统中的DC BUS连接在一起。
两个CRAC的负载分别用CRAC1和CRAC2表示。
CRAC1和CRAC2的内部架构相同,并且各自对应的驱动电路也相同,以其中一个为例进行介绍。每个CRAC的供电系统包括以下至少两个AC/DC电路:第一AC/DC电路100a和第二AC/DC电路100b。
第一AC/DC电路100a和第二AC/DC电路100b的输入端均连接交流母线AC BUS,第一AC/DC电路100a和第二AC/DC电路100b的输出端均连接直流母线DC BUS。
CRAC1包括的第一CRAC的负载F1通过第一DC/AC电路200a1连接直流母线DC BUS,CRAC2包括的第二CRAC的负载F1通过第一DC/AC电路200a1连接直流母线DC BUS。
CRAC1和CRAC2对应的供电系统的区别是,各自对应的备电装置不同,CRAC1和CRAC2分别对应备电装置3001和备电装置3002。
下面结合附图介绍本申请实施例提供的供电系统中的备电装置还可以包括双向直流/直流电路的实施场景。
参见图8,该图为本申请实施例提供的又一种CRAC的供电系统的示意图。
本申请实施例提供的供电系统中的备电装置以连接直流母线DC BUS为例介绍。
为了灵活使用备电装置300中的电池包BAT,当电池包BAT的电压与直流母线DCBUS的电压不一致时,备电装置300还包括双向直流/直流电路300b;双向直流/直流电路300b的第一端连接直流母线DC BUS,双向直流/直流电路300b的第二端连接电池包BAT。
双向直流/直流电路300b,用于将电池包BAT的电压转换为CRAC匹配的电压,还用于将直流母线DC BUS的电压转换为电池包BAT匹配的电压为电池包BAT充电。双向直流/直流电路300b可以双向工作,既可以将电池包BAT的电能变换后提供为直流母线DC BUS,又可以将直流母线DC BUS上的电能转换后给电池包BAT充电。
本申请实施例中不限定双向直流/直流电路300b的具体拓扑,只要能够实现双向DC/DC变换功能的功率变换电路均可以。
本申请实施例提供的CRAC的供电系统,由于备电装置中包括双向直流/直流电路,因此,对于电池包的规格没有限制,可以灵活选用电池包的规格,即使电池包的电压与直流母线的电压不匹配,也可以通过双向直流/直流电路将电池包的电压变换为与直流母线匹配的电压放电,或者将直流母线的电压转换为与电池包匹配的电压进行充电。
应该理解,以上各个实施例介绍的供电系统,可以集成在CRAC的内部,即以上介绍的供电系统可以和空调负载均集成在CRAC的机柜内部,从而形成具有自备电功能的CRAC机柜。另外一种可能的实现方式为,以上介绍的供电系统也可以作为CRAC的负载供电的外部驱动电路设置在CRAC的机柜外部,即CRAC的负载设置在一个CRAC机柜,CRAC的供电系统设置另一个供电装置,供电装置可以与CRAC的负载所在的机柜进行式的连接。当CRAC需要供电时,将供电机柜与CRAC的负载连接即可。本申请实施例不具体限定以上供电系统与CARC的负载的具体产品体现形态,可以根据实际需要来设置。又一种可能的实现方式中,备电装置可以是一个独立的机柜,其与包括一个或多个负载的CRAC机柜按照上文的各种实施例的方式,通过直流母线DC BUS、交流母线AC BUS、DC/AC电路和AC/DC电路进行连接以实现CRAC的供电。
下面介绍外部为CRAC供电的冗余方式。
参见图9,该图为本申请实施例提供的另一种CRAC的供电系统的示意图。
一般情况下,对于一台CRAC来说,为了保证第一路电源IN和第二路电源IN2的可靠供电,一般第一路电源IN1对应一路市电A和一路油机1(一般为柴油机发电),第二路电源IN2对应一路市电B和一路油机2。市电和油机提供的均为交流电,备电装置300内的电池包BAT提供的为直流电,当交流电有电时,优先使用交流电为CRAC的负载供电。当交流电没电时,才利用电池包BAT的直流电为CRAC的负载供电。
另外,为了切换市电和油机,本申请实施例提供的CRAC的供电系统,还包括:第一自动转换开关电器ATS1和第二自动转换开关电器ATS2。
第一ATS1的输出端连接第一支路的第一端,第二ATS2的输出端连接第二支路的第一端。
第一ATS1的第一输入端用于连接第一路市电A,第一ATS1的第二输入端用于连接第一油机1。
第二ATS2的第一输入端用于连接第二路市电B,第二ATS2的第二输入端用于连接第二油机2。
第一自动转换开关电器ATS1用于切换市电A和油机1,第二自动转换开关电器ATS2用于切换市电B和油机2。
实际工作时,例如第一路电源IN1连接的市电A和油机1均断电,需要切换到第二路电源IN2连接的市电B或油机2,即ATS1与IN1断开,ATS2与IN2接通,ATS1和ATS2在动作过程中,会导致AC BUS与外部的交流电源短时断开连接,即在第一路电源IN1和第二路电源IN2切换期间,无法利用外部的交流电路为CRAC的风扇和压缩机的供电。而本申请实施例提供的备电装置300可以在两路电源切换期间为CRAC的负载供电,保证CRAC的负载不断电。
当以上实施例提供的供电系统中的备电装置、DC/AC电路、AC/DC电路均与CRAC的负载集成在一起时,本申请实施例提供的CRAC可以如图10所示,供电系统包括的所有部件均集成在CRAC的内部,对于CRAC来说,外部仅有两路冗余供电的交流电即可,即CRAC的第一路电源IN1通过ATS1连接市电A或连接油机1,CRAC的第二路电源IN2通过ATS2连接市电B或连接油机2。
从图10可以看出,对于CRAC来说,外部的供电架构仅剩市电和油机,省去了低压配电柜和输出配电柜,而且省去了UPS以及对应的电池。CRAC内部的供电系统包括备电装置300,可以实现自备电,在外界交流电掉电时,可以由备电装置300来供电,保持风扇和压缩机的不间断运行,进行保证机房的温度不会突然升高。由于本申请实施例提供的供电系统相比于传统的供电系统结构更加简单,节省了很多部件,因此,更加节省空间和成本。
图10是以供电系统的所有部件包括备电装置300均集成在CRAC的内部为例进行的介绍,下面介绍供电系统中的备电装置设置在CRAC的外部的情况,而供电系统除了备电装置以外的部件均集成在CRAC的内部,例如AC/DC电路、DC/AC电路、交流母线、直流母线均集成在CRAC的内部。
参见图11,该图为本申请实施例提供的备电装置设置在CRAC的外部的示意图。
本实施例提供的供电系统以备电装置300设置在CRAC的外部为例进行介绍,供电系统中的其他部件设置在CRAC的内部的情况。
备电装置300可以连接CRAC中的直流母线DC BUS或交流母线AC BUS,当备电装置300连接CRAC中的直流母线DC BUS时,备电装置300内部可以不设置AC/DC电路。当备电装置300连接CRAC中的交流母线AC BUS时,备电装置300内部需要设置AC/DC电路。备电装置300可以式与集成在CRAC内部的交流母线或直流母线进行连接。
图11提供的CRAC对应的供电系统中的DC/AC电路和AC/DC电路可以和CRAC的负载均集成在CRAC的机柜内部,仅是将供电系统中的备电装置300设置在CRAC的机柜外部。
从图10和图11可以看出,无论备电装置300设置在CRAC的内部还是外部,CRAC的外部供电架构都得以精简。
下面介绍本申请实施例提供的CRAC的供电系统与传统的CRAC的外部供电系统的兼容实现方式。
以上各个实施例中,例如图3中除了CRAC400以外的各个器件为本申请实施例提供的供电系统内部的器件,应该理解,本申请实施例提供的供电系统可以集成在CRAC的内部,也可以设置在CRAC的外部。下面以以上各个实施例提供的供电系统设置在CRAC的内部为例进行介绍。
本申请实施例提供的供电系统除了图10和图11所示的架构以外,还可以将图3-图9所示的任何一种供电系统与传统的供电系统进行兼容,下面结合附图进行介绍。
参见图12,该图为本申请实施例提供的再一种CRAC的供电系统的示意图。
下面以第一路电源对应市电A和第一油机,第二路电源对应市电B和第二油机为例进行介绍。
其中,第一路电源通过第一ATS1直接连接市电A或第一油机,但是,第二路电源需要依次通过输出配电柜、UPS、低压配电柜和第二ATS2连接市电B或第二油机。
为了方便理解,本申请实施例中以两路电源同时为CRAC400供电为例进行介绍。
如图12所示,本申请实施例提供的第一自动转换开关电器ATS1、第二自动转换开关电器ATS2、低压配电柜1101、输出配电柜1103、电池1103和不间断供电电路1104。
第一ATS1的输出端连接第一支路的第一端,第一ATS1的第一输入端用于连接第一路市电,第一ATS1的第二输入端用于连接第一油机;第二ATS2的第一输入端用于连接第二路市电,第二ATS2的第二输入端用于连接第二油机。
对于提供第二路电源的电路:
低压配电柜1101的输入端连接第二ATS2的输出端,低压配电柜1101的输出端连接不间断供电电路UPS1104的第一端,不间断供电电路UPS1104的第二端连接输出配电柜1103的输入端,输出配电柜1102的输出端连接第二支路的第一端;不间断供电电路UPS1104的第三端连接电池1103。
一般UPS1104包括整流电路和逆变电路,整流电路的输入端连接低压配电柜1101的输出端,整流电路的输出端连接逆变电路的输入端,逆变电路的输出端连接输出配电柜1102的输入端。在交流侧(市电B或第二油机)有电时,整流电路的输出端会为电池1103充电,同时整流电路会传递电能给逆变电路,从而为后端的CRAC的负载供电。两路电源的工作模式为,只要交流侧(市电或油机)有电,则UPS1104不会从电池1102取电为CRAC的负载供电,优先使用市电和油机提供的电能为CRAC的负载供电。
将图12的架构中的一个CRAC展开为图8中的CRAC,具体可以参见图13所示,该图为本申请实施例提供的另一种CRAC的供电系统的示意图。
本实施例提供的供电系统对应的CRAC内部集成了本申请以上实施例提供的供电系统,CRAC外部兼容传统的供电架构。这样的架构可以更加保证CRAC的正常供电,CRAC的内部和外部均设有电池,内部设有电池包,外部设有电池和UPS。当两路市电和两路油机均断电时,可以通过UPS为CRAC的负载供电。
图12中仅第二路电源的来源路径上包括低压配电柜、UPS、电池和输出配电柜,优点是结构简单,占地面积小,成本低。但是当市电A和第一油机没电,市电B和第二油机也没电,且UPS故障时,CRAC的外部交流供电中断,此时只能依靠CRAC的供电系统的备电装置来供电。
下面介绍另一种备电方式,第一路电源和第二路电源的来源路径上均包括UPS和电池。
参见图14,该图为本申请实施例提供的又一种CRAC的供电系统的示意图。
对比图12和图14可以看出,本申请实施例提供的CRAC的供电系统更加复杂,两路电源的来源路径架构相同。
本申请实施例提供的供电系统包括:第一自动转换开关电器ATS1、第二自动转换开关电器ATS2、第一低压配电柜1101a、第一输出配电柜1102a、第一电池1103a、第一不间断供电电路1104a、第二低压配电柜1101b、第二输出配电柜1102b、第二电池1103b和第二不间断供电电路1104b;
第一ATS1的第一输入端用于连接第一路市电,即市电A,第一ATS1的第二输入端用于连接第一油机,即油机1;第二ATS2的第一输入端用于连接第二路市电,即市电B,第二ATS2的第二输入端用于连接第二油机,即油机2;
第一ATS1的输出端连接第一低压配电柜1101a的输入端,第一低压配电柜1101a的输出端连接第一不间断供电电路1104a的第一端,第一不间断供电电路1104a的第二端连接第一输出配电柜1102a的输入端,第一输出配电柜1102a的输出端连接第一支路的第一端;第一不间断供电电路1104a的第三端连接第一电池1103a。
第二ATS2的输出端连接第二低压配电柜1101b的输入端,第二低压配电柜1101b的输出端连接第二不间断供电电路UPS1104b的第一端,第二不间断供电电路UPS1104b的第二端连接第二输出配电柜1102b的输入端,第二输出配电柜1102b的输出端连接第二支路的第一端;第二不间断供电电路UPS1104b的第三端连接第二电池1103b。
对比图14和图12可知,图14中包括两套UPS,在一路UPS故障时,另一路UPS可以继续为CRAC的负载提供电源,保证CRAC的正常工作。
应该理解,传统的CRAC的供电架构为图12或图14中CRAC以外的部分,即传统的CRAC在图12和图14中的内部供电如图2所示,无论CRAC外部包括几路UPS,在两路电源切换时,传统的供电架构还是会存在短时断电的情况,但是本申请实施例提供的供电系统不会存在短时断电情况,因为CRAC的负载一直与电池包接通。
另外,将图10和图11与图12和图14比较,可以看出,图10和图11对应的CRAC外部的供电架构比图12和图14要精简,成本更低。
参见图15,该图为本申请实施例提供的再一种CRAC的供电系统的示意图。
图15为将图14中的一个CRAC展开为图8中的CRAC。
本实施例提供的供电系统对应的CRAC内部集成了本申请以上实施例提供的供电系统,CRAC外部兼容传统的供电架构。这样的架构可以更加保证CRAC的负载正常供电,CRAC的内部和外部均设有电池,内部设有电池包,外部两路电源均设有电池和UPS。当两路市电和两路油机均断电时,可以通过UPS为CRAC的负载供电。
以上各个实施例提供的供电系统,均是以两路电源为同一台CRAC供电为例进行的介绍。应该理解,可以多台CRAC共用两路电源,下面以两路电源可以同时为两台CARC供电为例进行介绍。
参见图16,该图为本申请实施例提供的一种两台CRAC对应的供电架构图。
图16中所示的两台CRAC包括第一CRAC400a和第二CRAC400b,其中,以CRAC内部集成了供电系统和负载为例进行介绍。可以看出,第一CRAC400a对应两路电源IN1和IN2,第二CRAC400a对应两路电源IN1和IN2,其中IN1通过ATS1可以连接市电A或油机1,IN2可以通过ATS2连接市电B或油机2。可以看出,当市电A有电时,市电A可以同时为两台CRAC的IN1进行供电。同理,当市电B有电时,市电B可以同时为两台CRAC的IN2进行供电。
另外,图16仅是以两台CRAC共用外部交流电,也可以更多台CRAC共用外部交流电源,在此不再赘述。并且,图16所示的两台CRAC的外部供电仅包括市电和油机,除此以外,为了兼容传统供电系统,也可以包括图12或图14所示的外部供电架构,在此不再赘述。
空调设备实施例
基于以上实施例提供的一种空调设备的供电系统,本申请实施例还提供一种空调设备,本申请实施例不限定该空调设备的应用场景,可以应用在任何需要温度控制的场景。例如,轨道交通、工厂厂房、商业楼宇和数据中心等。
本申请实施例提供的空调负载为一个泛指概念,本申请实施例涉及的空调负载为多个时,可以在一台空调内部,也可以分别位于不同台的空调内部,均不作具体限定。本申请实施例关注的是为空调负载进行不间断供电,至于空调负载的实体设备的承载形式不作限定,本领域技术人员可以根据实际需要来设置。例如,供电系统可以为多台空调设备内的空调负载供电,也可以为一台空调设备内的空调负载供电,也可以为一台空调设备内的部分空调负载供电,其余部分空调负载由另一个供电系统供电,只要保证空调负载不间断供电即可。
为了使本领域技术人员更好地理解本申请实施例提供的空调设备,下面进行详细介绍,本申请实施例提供的空调设备不仅包括空调负载例如风扇或压缩机,还可以包括其前端的供电系统,即供电系统集成在空调设备内部,其中供电系统中的备电装置可以集成在空调设备内部,也可以集成在空调设备的外部,当备电装置设置在空调设备的外部时,备电装置与交流母线或直流母线进行连接即可。
本实施例提供的空调设备,包括:交流母线、直流母线、第一交流/直流AC/DC电路、第一直流/交流DC/AC电路、备电装置和空调负载;备电装置至少包括电池包;
交流母线用于通过切换电路连接两路电源;第一AC/DC电路的输入端连接交流母线,第一AC/DC电路的输出端连接直流母线;第一DC/AC电路的输入端连接直流母线,第一DC/AC电路的输出端用于为第一空调负载供电;备电装置连接直流母线或交流母线;备电装置,用于在两路电源切换或掉电时为直流母线或交流母线提供电能,使第一空调负载不断电。
本申请实施例提供的空调设备,包括备电装置,备电装置中包括电池包,其中备电装置可以连接在两路电源合理之后的交流母线或直流母线,由于备电装置连接在两路电源切换后的合路上,因此,无论两路电源如何切换,都不影响电池包与空调负载的连接关系,即电池包一直保持与空调负载接通,始终没有断开,因此,当两路电源切换或掉电时,电池包可以为空调负载供电,即使两路电源切换期间交流母线会有短时电源中断,但是不影响电池包为空调负载供电。因此,本申请实施例提供的空调设备可以在两路电源切换或掉电时保证空调负载正常工作,进而为需要温度控制的设备提供正常的温度环境。
以上是以供电系统包括的交流母线、直流母线、交流/直流AC/DC电路、直流/交流DC/AC电路和备电装置均集成在空调设备内部为例进行介绍,具体可以参见以上图10的介绍。供电系统内部包括的交流母线、直流母线、交流/直流AC/DC电路、直流/交流DC/AC电路和备电装置可以参见以上图3-图9的介绍。
另外,本申请实施例还提供一种空调设备,空调设备的内部包括交流母线、直流母线、交流/直流AC/DC电路和直流/交流DC/AC电路,该空调设备内部不包括备电装置,即备电装置设置在空调设备外部,具体可以参见图11对应的介绍。备电装置可以与设置在空调设备内部的直流母线或交流母线连接。空调设备内部包括的交流母线、直流母线、交流/直流AC/DC电路和直流/交流DC/AC电路可以参见以上图3-图9的介绍。
空调设备内的空调负载可以与DC/AC电路直接连接或者连接。本申请实施例不限定备电装置连接的是直流母线还是交流母线,下面分别来介绍。
第一种:备电装置具体连接直流母线;
备电装置还包括双向直流/直流电路;双向直流/直流电路的第一端连接直流母线,双向直流/直流电路的第二端连接电池包;双向直流/直流电路,用于将电池包的电压转换为空调的负载匹配的电压,还用于将直流母线的电压转换为电池包匹配的电压为电池包充电。
第二种:备电装置具体连接交流母线;
备电装置还包括双向交流/直流电路;双向交流/直流电路的输入端连接交流母线,双向交流/直流电路的输出端连接电池包;双向交流/直流电路,用于将交流母线的交流电转换为直流电为电池包充电,还用于将电池包的电压转换为与所述交流母线匹配的电压为空调的负载供电。即双向交流/直流电路有整流和逆变两种工作模式,工作在整流模式时,用于将交流母线的交流电转换为直流电为电池充电,工作在逆变模式时,用于将直流电转换为交流电,连接到交流母线,配合连接与交流母线和直流母线之间的AC/DC电路为空调的负载供电。本申请实施例不具体限定AC/DC电路的数量,也不具体限定DC/AC电路的数量,可以为一个,也可以为多个。
例如,AC/DC电路为至少两个;至少两个AC/DC电路的输入端均连接交流母线,至少两个AC/DC电路的输出端均连接直流母线。即空调设备还包括第二AC/DC电路;第二AC/DC电路的输入端连接交流母线,第二AC/DC电路的输出端连接所述直流母线。
例如,DC/AC电路为至少两个;至少两个DC/AC电路的输入端均连接直流母线,每个DC/AC电路用于为空调的负载供电。即空调设备还包括第二DC/AC电路;第二DC/AC电路的输入端连接直流母线,第二DC/AC电路的输出端用于为第二空调负载供电。
本申请实施例中也不具体限定空调的负载数量,例如,空调的负载包括至少两个风扇和至少两个压缩机;每个DC/AC电路用于为至少两个风扇中的一个风扇或至少两个压缩机中的一个压缩机供电。
本申请实施例也不具体限定DC/AC电路供电的空调数量,例如,DC/AC电路的输出端用于为至少两个空调供电。
在一种可能的实现方式中,切换电路包括:第一支路和第二支路;第一支路的第一端用于连接两路电源中的第一路电源,第二支路的第一端用于连接两路电源中的第二路电源;第一支路的第二端和第二支路的第二端连接在一起连接交流母线;第一支路和第二支路上均串联有对应的开关器件,开关器件用于切换第一路电源和第二路电源。
本申请实施例提供的空调设备,由于包括备电装置,而且备电装置连接在两路电源合路之后,因此,无论两路电源如何切换,均不会影响电池包与空调的负载连接关系,电池包可以在两路电源切换过程中为空调的负载供电,真正保证空调的负载供电不被中断,从而保证正常的温度。
基于以上实施例提供的一种供电系统及空调设备,本申请实施例还提供一种数据中心,本申请不限定数据中心的具体产品形态,可以为图1A所示的微模块型,也可以为其他类型的数据中心。本申请实施例提供的数据中心的空调设备中可以集成以上实施例提供的供电系统,由于供电系统可以包括备电装置,因此,可以在两路电源切换或掉电时继续为空调负载供电,保证空调的正常工作。
另外,本申请实施例提供一种数据中心,其中的空调设备与供电系统分离设置,即空调负载与供电系统连接。
另外,本申请实施例还提供一种数据中心,其中的供电系统中的备电装置可以单独设置,备电装置与供电系统中的直流母线或交流母线连接即可。
总之,数据中心内部的实体架构可以采用以上多种实现方式,只要其中的空调设备可以在两路电源切换或掉电时空调负载不断电,继续保证正常运行,从而保证数据中心的温度可控,保证服务器的正常运行。
应当理解,在本申请中,“至少一个(项)”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,用于描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,“A和/或B”可以表示:只存在A,只存在B以及同时存在A和B三种情况,其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,a,b或c中的至少一项(个),可以表示:a,b,c,“a和b”,“a和c”,“b和c”,或“a和b和c”,其中a,b,c可以是单个,也可以是多个。
以上所述,仅是本申请的较佳实施例而已,并非对本申请作任何形式上的限制。虽然本申请已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本申请。任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本申请技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本申请技术方案的内容,依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本申请技术方案保护的范围内。

Claims (17)

1.一种空调设备的供电系统,其特征在于,包括:交流母线、直流母线、第一AC/DC电路、第一DC/AC电路和备电装置;
所述交流母线用于通过切换电路连接两路电源;
所述第一AC/DC电路的输入端直接连接所述交流母线,所述第一AC/DC电路的输出端直接连接所述直流母线;
所述第一DC/AC电路的输入端直接连接所述直流母线,所述第一DC/AC电路的输出端用于直接为第一空调负载供电;
所述备电装置直接连接所述直流母线;所述备电装置包括电池包和双向直流/直流电路;所述双向直流/直流电路的第一端连接所述直流母线,所述双向直流/直流电路的第二端连接所述电池包;所述双向直流/直流电路,用于将所述电池包的电压转换为所述第一空调负载匹配的电压,还用于将所述直流母线的电压转换为所述电池包匹配的电压为所述电池包充电;
所述备电装置,用于在所述两路电源切换或掉电时为所述直流母线或所述交流母线提供电能,使所述第一空调负载不断电。
2.根据权利要求1所述的供电系统,其特征在于,还包括第二AC/DC电路;
所述第二AC/DC电路的输入端连接所述交流母线,所述第二AC/DC电路的输出端连接所述直流母线。
3.根据权利要求1所述的供电系统,其特征在于,还包括第二DC/AC电路;
所述第二DC/AC电路的输入端连接所述直流母线,所述第二DC/AC电路的输出端用于为第二空调负载供电。
4.根据权利要求1-3任一项所述的供电系统,其特征在于,所述第一空调负载包括风扇、压缩机或泵。
5.根据权利要求1-3任一项所述的供电系统,其特征在于,所述第一DC/AC电路的输出端用于为至少两个所述第一空调负载供电。
6.根据权利要求1-3任一项所述的供电系统,其特征在于,所述切换电路包括:第一支路和第二支路;
所述第一支路的第一端用于连接所述两路电源中的第一路电源,所述第二支路的第一端用于连接所述两路电源中的第二路电源;
所述第一支路的第二端和所述第二支路的第二端连接在一起连接所述交流母线;
所述第一支路和第二支路上均串联有开关器件,所述开关器件用于切换所述第一路电源和所述第二路电源。
7.根据权利要求6所述的供电系统,其特征在于,所述第一路电源包括第一路市电和第一油机,所述第二路电源包括第二路市电和第二油机;所述供电系统还包括:第一自动转换开关电器ATS和第二自动转换开关电器ATS;
所述第一支路的第一端通过所述第一ATS连接所述第一路电源,其中所述第一ATS的第一输入端用于连接第一路市电,所述第一ATS的第二输入端用于连接第一油机;所述第一ATS的输出端连接所述第一支路的第一端;
所述第二支路的第一端通过所述第二ATS连接所述第二路电源,其中所述第二ATS的第一输入端用于连接第二路市电,所述第二ATS的第二输入端用于连接第二油机,所述第二ATS的输出端连接所述第二支路的第一端。
8.根据权利要求6所述的供电系统,其特征在于,所述第一路电源包括第一路市电和第一油机,所述第二路电源包括第二路市电和第二油机;所述供电系统还包括:第一自动转换开关电器ATS、第二自动转换开关电器ATS、低压配电柜、输出配电柜、电池和不间断供电电路;
所述第一支路的第一端通过所述第一ATS连接所述第一路电源,其中所述第一ATS的第一输入端用于连接第一路市电,所述第一ATS的第二输入端用于连接第一油机,所述第一ATS的输出端连接所述第一支路的第一端;所述第二支路的第一端通过所述第二ATS连接所述第二路电源,其中所述第二ATS的第一输入端用于连接第二路市电,所述第二ATS的第二输入端用于连接第二油机;所述第二ATS的输出端连接所述低压配电柜的输入端;
所述低压配电柜的输出端连接所述不间断供电电路的第一端,所述不间断供电电路的第二端连接所述输出配电柜的输入端,所述输出配电柜的输出端连接所述第二支路的第一端;所述不间断供电电路的第三端连接所述电池。
9.根据权利要求6所述的供电系统,其特征在于,所述第一路电源包括第一路市电和第一油机,所述第二路电源包括第二路市电和第二油机;所述供电系统还包括:第一自动转换开关电器ATS、第二自动转换开关电器ATS、第一低压配电柜、第一输出配电柜、第一电池、第一不间断供电电路、第二低压配电柜、第二输出配电柜、第二电池和第二不间断供电电路;
所述第一支路的第一端通过所述第一ATS连接所述第一路电源,其中所述第一ATS的第一输入端用于连接第一路市电,所述第一ATS的第二输入端用于连接第一油机;所述第二支路的第一端通过所述第二ATS连接所述第二路电源,其中所述第二ATS的第一输入端用于连接第二路市电,所述第二ATS的第二输入端用于连接第二油机;
所述第一ATS的输出端连接所述第一低压配电柜的输入端,所述第一低压配电柜的输出端连接所述第一不间断供电电路的第一端,所述第一不间断供电电路的第二端连接所述第一输出配电柜的输入端,所述第一输出配电柜的输出端连接所述第一支路的第一端;所述第一不间断供电电路的第三端连接所述第一电池;
所述第二ATS的输出端连接所述第二低压配电柜的输入端,所述第二低压配电柜的输出端连接所述第二不间断供电电路的第一端,所述第二不间断供电电路的第二端连接所述第二输出配电柜的输入端,所述第二输出配电柜的输出端连接所述第二支路的第一端;所述第二不间断供电电路的第三端连接所述第二电池。
10.一种空调设备,其特征在于,包括:交流母线、直流母线、第一AC/DC电路、第一DC/AC电路、备电装置和第一空调负载;
所述交流母线用于通过切换电路连接两路电源;
所述第一AC/DC电路的输入端直接连接所述交流母线,所述第一AC/DC电路的输出端直接连接所述直流母线;
所述第一DC/AC电路的输入端直接连接所述直流母线,所述第一DC/AC电路的输出端直接用于为第一空调负载供电;
所述备电装置直接连接所述直流母线;所述备电装置包括电池包和双向直流/直流电路;所述双向直流/直流电路的第一端连接所述直流母线,所述双向直流/直流电路的第二端连接所述电池包;所述双向直流/直流电路,用于将所述电池包的电压转换为所述第一空调负载匹配的电压,还用于将所述直流母线的电压转换为所述电池包匹配的电压为所述电池包充电;
所述备电装置,用于在所述两路电源切换或掉电时为所述直流母线提供电能,使所述第一空调负载不断电。
11.根据权利要求10所述的设备,其特征在于,还包括第二AC/DC电路;
所述第二AC/DC电路的输入端连接所述交流母线,所述第二AC/DC电路的输出端连接所述直流母线。
12.根据权利要求10所述的设备,其特征在于,还包括第二DC/AC电路;
所述第二DC/AC电路的输入端连接所述直流母线,所述第二DC/AC电路的输出端用于为第二空调负载供电。
13.根据权利要求12所述的设备,其特征在于,所述第一空调负载包括风扇、压缩机或泵。
14.根据权利要求10-13任一项所述的设备,其特征在于,所述第一DC/AC电路的输出端用于为至少两个所述第一空调负载供电。
15.根据权利要求10-13任一项所述的设备,其特征在于,所述切换电路包括:第一支路和第二支路;
所述第一支路的第一端用于连接所述两路电源中的第一路电源,所述第二支路的第一端用于连接所述两路电源中的第二路电源;
所述第一支路的第二端和所述第二支路的第二端连接在一起连接所述交流母线;
所述第一支路和第二支路上均串联有对应的开关器件,所述开关器件用于切换所述第一路电源和所述第二路电源。
16.一种空调设备,其特征在于,包括:交流母线、直流母线、第一AC/DC电路、第一DC/AC电路和第一空调的负载;
所述交流母线用于通过切换电路连接两路电源;
所述第一AC/DC电路的输入端直接连接所述交流母线,所述第一AC/DC电路的输出端直接连接所述直流母线;
所述第一DC/AC电路的输入端直接连接所述直流母线,所述第一DC/AC电路的输出端直接用于为第一空调负载供电;
所述直流母线直接连接备电装置;所述备电装置包括电池包和双向直流/直流电路;所述双向直流/直流电路的第一端连接所述直流母线,所述双向直流/直流电路的第二端连接所述电池包;所述双向直流/直流电路,用于将所述电池包的电压转换为所述第一空调负载匹配的电压,还用于将所述直流母线的电压转换为所述电池包匹配的电压为所述电池包充电;
所述备电装置,用于在所述两路电源切换或掉电时为所述直流母线提供电能,使所述第一空调负载不断电。
17.一种数据中心,其特征在于,所述数据中心包括空调设备和权利要求1-9任一项所述的供电系统,其中,所述空调设备中包括空调负载;或,所述数据中心包括权利要求10-15任一项所述的空调设备;或,所述数据中心包括备电装置和权利要求16所述的空调设备;
所述空调设备,用于对所述数据中心进行温度控制。
CN202110583921.5A 2021-05-27 2021-05-27 一种空调设备的供电系统、空调设备及数据中心 Active CN113489128B (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110583921.5A CN113489128B (zh) 2021-05-27 2021-05-27 一种空调设备的供电系统、空调设备及数据中心
PCT/CN2022/082168 WO2022247412A1 (zh) 2021-05-27 2022-03-22 一种空调设备的供电系统、空调设备及数据中心
EP22175151.4A EP4096055A1 (en) 2021-05-27 2022-05-24 Power supply system of air conditioning device, air conditioning device, and data center
US17/825,219 US20220385102A1 (en) 2021-05-27 2022-05-26 Power Supply System of Air Conditioning Device, Air Conditioning Device, and Data Center

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110583921.5A CN113489128B (zh) 2021-05-27 2021-05-27 一种空调设备的供电系统、空调设备及数据中心

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113489128A CN113489128A (zh) 2021-10-08
CN113489128B true CN113489128B (zh) 2024-04-12

Family

ID=77933072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110583921.5A Active CN113489128B (zh) 2021-05-27 2021-05-27 一种空调设备的供电系统、空调设备及数据中心

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220385102A1 (zh)
EP (1) EP4096055A1 (zh)
CN (1) CN113489128B (zh)
WO (1) WO2022247412A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113489128B (zh) * 2021-05-27 2024-04-12 华为数字能源技术有限公司 一种空调设备的供电系统、空调设备及数据中心
CN116317088A (zh) * 2023-03-29 2023-06-23 佛山长意云信息技术有限公司 一种用于轨道交通的安全供电自动切换系统

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1006641A2 (en) * 1998-11-06 2000-06-07 Kling Lindquist Partnership Inc. System and method for providing an uninterruptible power supply to a critical load
CN101509694A (zh) * 2009-03-16 2009-08-19 宁波德斯科电子科技有限公司 一种直流变频空调压缩机智能控制器及其控制方法
CN101755375A (zh) * 2007-07-20 2010-06-23 伊顿动力品质公司 使用不间断电源过渡到发电机供电运行的电力系统和方法
CN102368631A (zh) * 2011-09-30 2012-03-07 百度在线网络技术(北京)有限公司 一种高效可靠的数据中心电子设备供电架构
WO2012060958A2 (en) * 2010-11-05 2012-05-10 American Power Conversion Corporation System and method for bidirectional dc-ac power conversion
KR20140088392A (ko) * 2013-01-02 2014-07-10 네이버비즈니스플랫폼 주식회사 고효율 전원 공급 장치 및 이를 이용한 전원 공급 방법
CN203800614U (zh) * 2013-12-24 2014-08-27 珠海格力电器股份有限公司 中央空调控制系统
CN109210655A (zh) * 2018-10-17 2019-01-15 珠海格力电器股份有限公司 空调设备以及用于空调设备的电能处理方法
CN111668915A (zh) * 2020-05-19 2020-09-15 株洲航发动科南方燃气轮机有限公司 一种应用于中小型发电机组的一体化低压配电系统
CN112467869A (zh) * 2020-12-04 2021-03-09 中天通信技术有限公司 供电系统及供电方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7239045B2 (en) * 2003-12-19 2007-07-03 Eaton Corporation Power distribution system and control system for same
US20050200205A1 (en) * 2004-01-30 2005-09-15 Winn David W. On-site power generation system with redundant uninterruptible power supply
US8294297B2 (en) * 2007-08-03 2012-10-23 Ragingwire Enterprise Solutions, Inc. Scalable distributed redundancy
US8212401B2 (en) * 2007-08-03 2012-07-03 Stratascale, Inc. Redundant isolation and bypass of critical power equipment
US9184592B2 (en) * 2008-08-05 2015-11-10 Lennox Industries Inc. Utility-interactive inverter system architecture and method of operation thereof
TW201128906A (en) * 2010-04-13 2011-08-16 Eneraiser Technology Co Ltd High-reliability dual power automatic switching loop and isolation device thereof
EP2724439B1 (en) * 2011-06-27 2016-06-01 Bloom Energy Corporation B-side feed for critical power applications
WO2014012120A1 (en) * 2012-07-13 2014-01-16 Inertech Ip Llc Energy efficient electrical systems and methods for modular data centers and modular data pods
US20140247537A1 (en) * 2013-03-01 2014-09-04 Panduit Corp. Medium Voltage Power Distribution in Data Centers
EP3123592B1 (en) * 2014-03-27 2019-08-21 Schneider Electric IT Corporation Bi-directional dc-dc converter
US9912192B2 (en) * 2015-06-22 2018-03-06 Iron Mountain Incorporated Power distribution visibility in data center environments
US10447075B2 (en) * 2016-10-31 2019-10-15 Oath Inc. ASTS-less block redundant electrical topology with variable UPS walk-ins
US10958098B1 (en) * 2019-10-07 2021-03-23 Google Llc UPS system for powering alternating and direct current loads
CN212796591U (zh) * 2020-03-27 2021-03-26 比亚迪股份有限公司 轨道交通供电系统
CN112821547A (zh) * 2021-03-29 2021-05-18 广东电网有限责任公司电力科学研究院 一种应急供电电源及控制方法
CN113489128B (zh) * 2021-05-27 2024-04-12 华为数字能源技术有限公司 一种空调设备的供电系统、空调设备及数据中心

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1006641A2 (en) * 1998-11-06 2000-06-07 Kling Lindquist Partnership Inc. System and method for providing an uninterruptible power supply to a critical load
CN101755375A (zh) * 2007-07-20 2010-06-23 伊顿动力品质公司 使用不间断电源过渡到发电机供电运行的电力系统和方法
CN101509694A (zh) * 2009-03-16 2009-08-19 宁波德斯科电子科技有限公司 一种直流变频空调压缩机智能控制器及其控制方法
WO2012060958A2 (en) * 2010-11-05 2012-05-10 American Power Conversion Corporation System and method for bidirectional dc-ac power conversion
CN102368631A (zh) * 2011-09-30 2012-03-07 百度在线网络技术(北京)有限公司 一种高效可靠的数据中心电子设备供电架构
KR20140088392A (ko) * 2013-01-02 2014-07-10 네이버비즈니스플랫폼 주식회사 고효율 전원 공급 장치 및 이를 이용한 전원 공급 방법
CN203800614U (zh) * 2013-12-24 2014-08-27 珠海格力电器股份有限公司 中央空调控制系统
CN109210655A (zh) * 2018-10-17 2019-01-15 珠海格力电器股份有限公司 空调设备以及用于空调设备的电能处理方法
CN111668915A (zh) * 2020-05-19 2020-09-15 株洲航发动科南方燃气轮机有限公司 一种应用于中小型发电机组的一体化低压配电系统
CN112467869A (zh) * 2020-12-04 2021-03-09 中天通信技术有限公司 供电系统及供电方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP4096055A1 (en) 2022-11-30
CN113489128A (zh) 2021-10-08
US20220385102A1 (en) 2022-12-01
WO2022247412A1 (zh) 2022-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3141983B1 (en) Power supply method and apparatus
US7141894B2 (en) Apparatus for providing high quality power
EP4096055A1 (en) Power supply system of air conditioning device, air conditioning device, and data center
CA2629642C (en) Multiple generator loadcenter and method of distributing power from multiple generators
US9047075B1 (en) Uninterruptable power supply system and method
US20160226301A1 (en) Uninterruptible power supply apparatus
US20190044375A1 (en) Ups systems and methods using variable configuration modules
US20020031000A1 (en) Uninterruptible duplexed power supply system, and unit plug-in structure for uninterruptible duplexed power supply system
CN108988479B (zh) 一种数据中心及其控制方法
JPWO2014141486A1 (ja) 無停電電源装置
US7602073B2 (en) Power system with fuel cell and localized air-conditioning for computing equipment
CN206077055U (zh) 数据中心的供电系统和机房
US9614400B2 (en) DC energy store systems and methods of operating the same
KR20090089378A (ko) Dc 전력 시스템
CN112636435A (zh) 一种储能系统
CN110856427B (zh) 模块化数据中心
CN111600375A (zh) 电力系统及其控制方法、存储介质
CN105529746B (zh) 一种柔性配电系统
US11296546B2 (en) Systems and methods for supplying uninterruptible power
JP7470750B2 (ja) 電源システム
CN220492692U (zh) 一种基于ups技术的供电系统
CN208272696U (zh) 供电装置及精密空调
CN113595230A (zh) It设备节能供电系统及方法
CN115189359A (zh) 一种多重冗余高可靠电压暂降治理系统和实现方法
CN110784006A (zh) 一种提供充放电双向保护大功率ups蓄电池保护开关柜装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20211105

Address after: 518043 No. 01, 39th floor, building a, antuoshan headquarters building, No. 33, antuoshan Sixth Road, Xiang'an community, Xiangmihu street, Futian District, Shenzhen, Guangdong Province

Applicant after: Huawei Digital Energy Technology Co.,Ltd.

Address before: 518129 Bantian HUAWEI headquarters office building, Longgang District, Guangdong, Shenzhen

Applicant before: HUAWEI TECHNOLOGIES Co.,Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant