CN113865207B

CN113865207B - 冷却系统及其控制方法、计算机可读存储介质

Info

Publication number: CN113865207B
Application number: CN202111274963.7A
Authority: CN
Inventors: 张仲秋
Original assignee: GD Midea Air Conditioning Equipment Co Ltd; Midea Group Wuhan HVAC Equipment Co Ltd
Current assignee: GD Midea Air Conditioning Equipment Co Ltd; Midea Group Wuhan HVAC Equipment Co Ltd
Priority date: 2021-10-29
Filing date: 2021-10-29
Publication date: 2023-03-24
Anticipated expiration: 2041-10-29
Also published as: CN113865207A

Abstract

本发明公开了一种冷却系统的控制方法，冷却系统包括第一冷却剂流路、第二冷却剂流路、换热器以及旁通管路，第一冷却剂流路与第二冷却剂流路在换热器内换热连接，第二冷却剂流路的换热部与待冷却单元换热连接，换热部与旁通管路并联，旁通管路设有旁通阀，该方法包括：获取冷却系统的冷却特征温度，冷却特征温度表征第二冷却剂流路为待冷却单元提供的冷量；在冷却特征温度大于第一目标温度阈值时，控制旁通阀开启，以使第二冷却剂流路中从换热器流出的一部分冷却剂经过旁通管路回流至换热器。本发明还公开了一种冷却系统和计算机可读存储介质。本发明旨在提高第二侧回路所提供的冷量，以提高发热单元的散热效果。

Description

冷却系统及其控制方法、计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及冷却系统技术领域，尤其涉及冷却系统的控制方法、冷却系统和计算机可读存储介质。

背景技术

冷却系统一般会设置两个供冷却液里流动的循环回路，在换热器里通过第一侧回路中携带冷量的冷却液为第二侧回路中的冷却液提供冷量，通过第二侧回路中冷却液携带的冷量对机房服务器等发热单元进行冷却。

然而，设备故障或受到环境因素容易导致第一侧回路携带的冷量不足，使第二侧回路无法为发热单元提供足够的冷量，影响发热单元的散热效果。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种冷却系统的控制方法、冷却系统以及计算机可读存储介质，旨在提高第二侧回路所提供的冷量，以提高发热单元的散热效果。

为实现上述目的，本发明提供一种冷却系统的控制方法，所述冷却系统包括第一冷却剂流路、第二冷却剂流路、换热器以及旁通管路，所述第一冷却剂流路与所述第二冷却剂流路在所述换热器内换热连接，所述第二冷却剂流路的换热部与待冷却单元换热连接，所述换热部与旁通管路并联，所述旁通管路设有旁通阀，所述冷却系统的控制方法包括以下步骤：

获取所述冷却系统的冷却特征温度，所述冷却特征温度表征所述第二冷却剂流路为所述待冷却单元提供的冷量；

在所述冷却特征温度大于第一目标温度阈值时，控制所述旁通阀开启，以使所述第二冷却剂流路中从所述换热器流出的一部分冷却剂经过所述旁通管路回流至所述换热器。

可选地，所述控制旁通阀开启之后，还包括：

根据冷却特征温度或目标压差调节所述旁通阀的开度；

所述目标压差为所述换热部的进液端与所述换热部的出液端之间的压力差。

可选地，所述第二冷却剂流路设有驱动冷却剂流动的水泵，所述根据冷却特征温度或目标压差调节所述旁通阀的开度的步骤包括：

在所述水泵的运行转速小于设定最大转速时，执行所述根据冷却特征温度调节所述旁通阀的开度的步骤；

在所述水泵的运行转速达到所述设定最大转速、且所述目标压差小于第一目标压差阈值时，执行所述根据目标压差调节所述旁通阀开度的步骤。

可选地，在所述水泵的运行转速达到所述设定最大转速、且所述目标压差小于第一目标压差阈值时，执行所述目标压差调节所述旁通阀开度的步骤的同时，还包括：

控制所述水泵维持所述设定最大转速运行。

可选地，所述第一冷却剂流路设有流量阀，所述获取所述冷却系统的冷却特征温度的步骤之后，还包括：

当所述冷却特征温度大于第一目标温度阈值时，若所述流量阀的开度达到设定最大开度，则执行所述控制所述旁通阀开启的步骤。

可选地，所述获取所述冷却系统的冷却特征温度的步骤之后，还包括：

当所述冷却特征温度小于第二目标温度阈值时，或，当所述流量阀的开度小于所述设定最大开度时，控制所述旁通阀关闭。

可选地，所述获取所述冷却系统的冷却特征温度的步骤包括：

根据第一目标温度和/或第二目标温度确定所述冷却特征温度；

其中，所述第一目标温度为所述第一冷却剂流路中所述换热器所流入的冷却剂的温度，所述第二目标温度为所述第二冷却剂流路中所述换热器所流出的冷却剂的温度。

可选地，所述第二冷却剂流路设有驱动冷却剂流动的水泵，所述冷却系统的控制方法还包括：

获取目标压差；所述目标压差为所述换热部的进液端与所述换热部的出液端之间的压力差；

当所述目标压差大于第二目标压差阈值时，若所述水泵的运行转速达到设定最大转速，控制所述旁通阀开启；

当所述目标压差小于或等于所述第二目标压差阈值时，执行所述获取所述冷却系统的冷却特征温度的步骤。

此外，为了实现上述目的，本申请还提出一种冷却系统，所述冷却系统包括：

所述冷却系统包括第一冷却剂流路、第二冷却剂流路、换热器以及旁通管路，所述第一冷却剂流路与所述第二冷却剂流路在所述换热器内换热连接，所述第二冷却剂流路的换热部与待冷却单元换热连接，所述换热部与旁通管路并联，所述旁通管路设有旁通阀；以及，

控制装置，所述旁通阀与所述控制装置连接，所述控制装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的冷却系统的控制程序，所述冷却系统的控制程序被所述处理器执行时实现如上任一项所述的冷却系统的控制方法的步骤。

此外，为了实现上述目的，本申请还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有冷却系统的控制程序，所述冷却系统的控制程序被处理器执行时实现如上任一项所述的冷却系统的控制方法的步骤。

本发明提出的一种冷却系统的控制方法，该方法在获取冷却特征温度，在冷却特征温度过大时，表明冷却系统中的第二冷却剂流路为待冷却单元提供的冷量不足，此时开启旁通阀，使第二冷却剂流路中从换热器流出的一部分冷却剂可回流至换热器，基于此，冷却系统中的第一冷却剂流路中的冷量可对第二冷却剂流路中的冷却剂进行循环制冷，可使第二冷却剂流路冷却剂的温度进一步降低，实现第二冷却剂流路为待冷却单元提供的冷量可有效提高，提高发热单元的散热效果。

附图说明

图1为本发明冷却系统一实施例的结构示意图；

图2为本发明冷却系统一实施例运行涉及的硬件结构示意图；

图3为本发明冷却系统的控制方法一实施例的流程示意图；

图4为本发明冷却系统的控制方法另一实施例的流程示意图；

图5为图4中步骤S30的细化流程示意图；

图6为本发明冷却系统的控制方法又一实施例的流程示意图；

图7为本发明冷却系统的控制方法再一实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例的主要解决方案是：获取所述冷却系统的冷却特征温度；所述冷却特征温度表征所述第二冷却剂流路为所述待冷却单元提供的冷量；在所述冷却特征温度大于第一目标温度阈值时，控制所述旁通阀开启，以使所述第二冷却剂流路中从所述换热器流出的一部分冷却剂经过所述旁通管路回流至所述换热器。

由于现有技术中，冷却剂系统设备故障或受到环境因素，容易导致第一侧回路携带的冷量不足，使第二侧回路无法为发热单元提供足够的冷量，影响发热单元的散热效果。

本发明提供上述的解决方案，旨在提高第二侧回路所提供的冷量，以提高发热单元的散热效果。

本发明实施例提出一种冷却系统，主要用于对机房服务器等发热单元进行冷却。

在本实施例中，参照图1，所述冷却系统包括第一冷却剂流路1、第二冷却剂流路2、换热器3以及旁通管路4，所述第一冷却剂流路1与所述第二冷却剂流路2在所述换热器3内换热连接，所述第二冷却剂流路2的换热部与待冷却单元换热连接，所述换热部与旁通管路4并联，所述旁通管路4设有旁通阀41。

第一冷却剂流路1用于为第二冷却剂流路2提供冷量。第一冷却剂流路1可与冷却塔连通，冷却塔用于储藏冷却剂，第一冷却剂流路1可从冷却塔获取携带有冷量的冷却剂。第一冷却剂流路1也可设有制冷单元(如热泵单元等)，第一冷却剂流路1中位于换热器3中的部分进行制冷。

具体的，第一冷却剂流路1中的冷却剂不断流动并在换热器3通过换热不断为第二冷却剂提供冷量，第二冷却剂流路2中的冷却剂循环流动，冷却剂在流入换热器3后从第一冷却剂流路1中吸收冷量，从换热器3流出的冷却剂流入换热部中吸收待冷却单元的热量，以对待冷却单元进行散热，在换热部吸收热量后的冷却剂回流至换热器3中。其中，在旁通阀41开启时，第二冷却剂流路2中从换热器3流出的一部分冷却剂经过所述旁通管路4回流至所述换热器3再次吸收冷量，而另一部分冷却剂进入到换热部中对待冷却单元进行冷却。

进一步的，参照图1，第一冷却剂流路1设有流量阀5，以第一冷却剂流路1中冷却剂的流量进行调节。

进一步的，参照图1，第二冷却剂流路2设有水泵6，水泵6可用于驱动第二冷却剂流路2中的冷却剂循环流动。

进一步的，参照图1，冷却系统还包括温度传感器7和压力传感器8，温度传感器7可设于冷却系统中的一个或多于一个位置，用于检测冷却系统的冷却特征温度(如第一冷却流路1中流入换热器3的冷却剂温度，又如第二冷却剂流路2中流入换热部、流入换热器、流出换热部或流出换热器的冷却剂温度)。压力传感器8可设于冷却系统中的一个或多于一个位置，用于检测冷却系统的冷却剂的压力。

在本发明实施例中，参照图2，冷却系统还包括控制装置，上述的旁通阀41、流量阀5、水泵6均可与控制装置连接。冷却系统的控制装置可包括：处理器1001(例如CPU)，存储器1002，计时器1003等。存储器1002可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1002可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图2中示出的装置结构并不构成对装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图2所示，作为一种计算机可读存储介质的存储器1002中可以包括冷却系统的控制程序。在图2所示的装置中，处理器1001可以用于调用存储器1002中存储的冷却系统的控制程序，并执行以下实施例中冷却系统的控制方法的相关步骤操作。

本发明实施例还提供一种冷却系统的控制方法，应用于对上述冷却系统进行控制。

参照图3，提出本申请冷却系统的控制方法一实施例。在本实施例中，所述冷却系统的控制方法包括：

步骤S10，获取所述冷却系统的冷却特征温度，所述冷却特征温度表征所述第二冷却剂流路为所述待冷却单元提供的冷量；

在本实施例中，根据第一目标温度和/或第二目标温度确定所述冷却特征温度，其中，所述第一目标温度为所述第一冷却剂流路中所述换热器所流入的冷却剂的温度，所述第二目标温度为所述第二冷却剂流路中所述换热器所流出的冷却剂的温度。具体的，可获取第一目标温度和第二目标温度中之一作为所述冷却特征温度，也可根据第一目标温度和第二目标温度可通过查询映射关系或计算得到目标温度。

在其他实施例中，也可根据第一目标温度和第二目标温度以外的其他温度确定这里的冷却特征温度，例如第一冷却剂流路中从换热器流出的冷却剂的温度或第二冷却剂流路中流入换热器的冷却剂的温度，等等。

步骤S20，在所述冷却特征温度大于第一目标温度阈值时，控制所述旁通阀开启，以使所述第二冷却剂流路中从所述换热器流出的一部分冷却剂经过所述旁通管路回流至所述换热器。

第一目标温度阈值具体可根据设定冷却温度确定，第一目标温度阈值大于或等于设定冷却温度。设定冷却温度具体指的是预先设置的流入第二冷却剂流路的换热部的冷却剂的温度。具体的，在本实施例中，定义设定冷却温度为T_set，则第一目标温度阈值为T_set+B。

在冷却特征温度大于第一目标温度阈值时，表明第二冷却剂流路为待冷却单元提供的冷量不足，此时通过旁通阀开启，第二冷却剂流路中的部分冷却剂可进入换热器中循环吸收冷量，从而使第二冷却剂流路中流入散热部中的冷却剂的温度降低。

其中，旁通阀开启后可维持设定开度运行，也可冷却系统实际的运行特征参数来调节旁通阀的开度。

本发明实施例提出的一种冷却系统的控制方法，该方法在获取冷却特征温度，在冷却特征温度过大时，表明冷却系统中的第二冷却剂流路为待冷却单元提供的冷量不足，此时开启旁通阀，使第二冷却剂流路中从换热器流出的一部分冷却剂可回流至换热器，基于此，冷却系统中的第一冷却剂流路中的冷量可对第二冷却剂流路中的冷却剂进行循环制冷，可使第二冷却剂流路冷却剂的温度进一步降低，实现第二冷却剂流路为待冷却单元提供的冷量可有效提高，提高发热单元的散热效果。其中，旁通阀在现有技术中一般用于调节第二冷却剂流路中的压力以防止第二冷却剂流路的管路损坏，而在本发明实施例中通过旁通阀对第二冷却剂流路中的换热量进行调节，从而实现冷却系统无需额外新增部件便可同时达到防止管路损坏提高系统运行可靠性以及提高散热效果。

进一步的，基于上述实施例，提出本申请冷却系统的控制方法另一实施例。在本实施例中，参照图4，步骤S20之后，还包括：

步骤S30，根据冷却特征温度或目标压差调节所述旁通阀的开度；

具体的，可根据冷却特征温度和上述的设定冷却温度之间的温差确定第一开度调整参数，按照所确定的第一开度调整参数对旁通阀的开度进行调节，以使换热部的进液温度可达到设定冷却温度。

具体的，可根据目标压差与设定压差之间的温差确定第二开度调整参数，按照所确定的第二开度调整参数对旁通阀的开度进行调节，以使目标压差可小于或等于设定压差。所述设定压差具体为第二冷却剂回路不会出现损坏时目标压差所允许的最大压差值。

在本实施例中，按照冷却特征温度对旁通阀的开度进行调节，可进一步提高待冷却单元的散热效果；按照目标压差对旁通阀的开度进行调节，可实现提高散热效果的同时防止第二冷却剂流路损坏，提高第二冷却剂流路的可靠性。

进一步的，在本实施例中，所述第二冷却剂流路设有驱动冷却剂流动的水泵，参照图5，步骤S30包括：

步骤S31，在所述水泵的运行转速小于设定最大转速时，执行所述根据冷却特征温度调节所述旁通阀的开度的步骤；

步骤S32，在所述水泵的运行转速达到所述设定最大转速、且所述目标压差小于第一目标压差阈值时，执行所述目标压差调节所述旁通阀开度的步骤。

设定最大转速具体为预先设置的水泵所允许运行的最大转速。

第一目标压差阈值具体可根据设定压差阈值确定的参数，具体的第一目标压差阈值小于或等于设定压差阈值。设定压差阈值具体为预先设置的目标压差所需达到的目标值。例如，设定压差阈值定义为ΔP_set，第一目标压差阈值为ΔP_set-A。

在本实施例中，在水泵的运行转速未达到设定最大转速时，可表明当前第二冷却剂流路中的压差异常问题允许通过水泵转速进行调节而无需使用旁通阀进行调节，此时基于冷却特征温度对旁通阀的开度进行调节，有利于提高换热效果的同时保证系统的压力处于正常范围。而在目标压差过小出现异常、且水泵的运行转速达到设定最大转速时，可表明当前第二冷却剂流路中的压差异常问题无法通过水泵转速进行调节，基于目标压差对旁通阀的开度进行调节，有利于保证系统压力可维持在正常范围，保证系统可维持对待冷却单元正常地散热冷却。

进一步的，在本实施例中，在所述水泵的运行转速达到所述设定最大转速、且所述目标压差小于第一目标压差阈值时，执行所述目标压差调节所述旁通阀开度的步骤的同时，还包括：控制所述水泵维持所述设定最大转速运行。基于此，可确保通过水泵和旁通阀的配合调节，使目标压差快速达到设定压差阈值所在的正常压差范围。

进一步的，基于上述任一实施例，提出本申请冷却系统的控制方法又一实施例。在本实施例中，所述第一冷却剂流路设有流量阀，参照图6，所述步骤S10之后，还包括：

步骤S200，当所述冷却特征温度大于第一目标温度阈值时，若所述流量阀的开度达到设定最大开度，控制所述旁通阀开启。

设定最大开度具体为预先设置的旁通阀允许大打开的最大开度。

在本实施例中，冷却特征温度过大表征的第二冷却剂流路为待冷却单元所提供的冷量不足时，若流量阀开度达到设定最大开度，表明第一冷却剂流路当前为第二冷却剂流路提供的冷量已达到最大，无法通过流量阀的调节增大第一冷却剂流路为第二冷却剂流路提供的冷量，因此通过旁通阀开启，以确保第二冷却剂流路中的冷却剂可以足够低的温度对待冷却单元进行散热，确保待冷却单元散热效果的有效提高。

其中，在旁通阀开启后，可基于上述实施例中水泵运行转速的大小获取相应的调节方式对旁通阀的开度进行精准调控。

进一步的，在本实施例中，当所述冷却特征温度小于第二目标温度阈值时，或，当所述流量阀的开度小于所述设定最大开度时，控制所述旁通阀关闭。

其中，当所述冷却特征温度大于第一目标温度阈值时，若所述流量阀的开度小于设定最大开度时，可控制旁通阀关闭且控制流量阀增大开度，以通过第一冷却剂流路供冷量的增大快速提高第二冷却剂流路供冷量。

第二目标温度阈值具体可根据设定冷却温度确定，第二目标温度阈值小于设定冷却温度。设定冷却温度具体指的是预先设置的流入第二冷却剂流路的换热部的冷却剂的温度。具体的，在本实施例中，定义设定冷却温度为T_set，则第二目标温度阈值为T_set-B。这里的第二目标温度阈值小于上述的第一目标温度阈值。

在本实施例中，在冷却特征温度足够低时，表明当前系统有足够的冷量进行散热；在流量阀开度未达到设定最大开度时，表明可通过流量阀调节系统的供冷量；这里任一种情况下关闭旁通阀，可避免旁通阀的打开增大水泵的负载，可有效避免水泵功耗过大，以保证换热效果的同时节约能耗。

进一步的，基于上述任一实施例，提出本申请冷却系统的控制方法再一实施例。在本实施例中，参照图7，所述冷却系统的控制方法还包括：

步骤S01，获取目标压差；所述目标压差为所述换热部的进液端与所述换热部的出液端之间的压力差；

步骤S02，判断目标压差是否大于第二目标压差阈值；

当所述目标压差大于第二目标压差阈值时，执行步骤S03；当所述目标压差小于或等于所述第二目标压差阈值时，执行步骤S10。

步骤S03，若所述水泵的运行转速达到设定最大转速，控制所述旁通阀开启。

第二目标压差阈值具体可根据设定压差阈值确定的参数，具体的第二目标压差阈值大于设定压差阈值。设定压差阈值具体为预先设置的目标压差所需达到的目标值。例如，设定压差阈值定义为ΔP_set，第二目标压差阈值为ΔP_set+A。第二目标压差阈值具体大于上述的第一目标压差阈值。

在本实施例中，目标压差过大时，水泵转速达到最大，表明无法通过水泵对第二冷却剂流路的压差进行调节，此时通过旁通阀开启的方式可有效平衡系统压力在正常范围，确保系统的可靠性有效提高；目标压差未有过大时，确保系统压力不会过低而管路损坏时，通过冷却特征温度识别实现对旁通阀开闭的调控，从而避免管路损坏的同时提高待冷却件散热效果的有效提高。

此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有冷却系统的控制程序，所述冷却系统的控制程序被处理器执行时实现如上冷却系统的控制方法任一实施例的相关步骤。

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

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，冷却系统，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

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

Claims

1.一种冷却系统的控制方法，所述冷却系统包括第一冷却剂流路、第二冷却剂流路、换热器以及旁通管路，所述第一冷却剂流路与所述第二冷却剂流路在所述换热器内换热连接，所述第二冷却剂流路的换热部与待冷却单元换热连接，所述换热部与旁通管路并联，所述旁通管路设有旁通阀，其特征在于，所述冷却系统的控制方法包括以下步骤：

在所述冷却特征温度大于第一目标温度阈值时，控制所述旁通阀开启，以使所述第二冷却剂流路中从所述换热器流出的一部分冷却剂经过所述旁通管路回流至所述换热器；

所述控制旁通阀开启之后，还包括：

根据冷却特征温度或目标压差调节所述旁通阀的开度；所述目标压差为所述换热部的进液端与所述换热部的出液端之间的压力差；

所述第二冷却剂流路设有驱动冷却剂流动的水泵，所述根据冷却特征温度或目标压差调节所述旁通阀的开度的步骤包括：

2.如权利要求1所述的冷却系统的控制方法，其特征在于，在所述水泵的运行转速达到所述设定最大转速、且所述目标压差小于第一目标压差阈值时，执行所述目标压差调节所述旁通阀开度的步骤的同时，还包括：

控制所述水泵维持所述设定最大转速运行。

3.如权利要求1所述的冷却系统的控制方法，其特征在于，所述第一冷却剂流路设有流量阀，所述获取所述冷却系统的冷却特征温度的步骤之后，还包括：

4.如权利要求3所述的冷却系统的控制方法，其特征在于，所述获取所述冷却系统的冷却特征温度的步骤之后，还包括：

5.如权利要求1至4中任一项所述的冷却系统的控制方法，其特征在于，所述获取所述冷却系统的冷却特征温度的步骤包括：

6.如权利要求1至4中任一项所述的冷却系统的控制方法，其特征在于，所述第二冷却剂流路设有驱动冷却剂流动的水泵，所述冷却系统的控制方法还包括：

7.一种冷却系统，其特征在于，所述冷却系统包括：

控制装置，所述旁通阀与所述控制装置连接，所述控制装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的冷却系统的控制程序，所述冷却系统的控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的冷却系统的控制方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有冷却系统的控制程序，所述冷却系统的控制程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的冷却系统的控制方法的步骤。