CN114484637A - 一种辅助制冷控制系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种辅助制冷控制系统及控制方法，控制系统包括：融冰水罐，其设有出水口和回水口；第一补水管路，其第一端与出水口连通，第二端与蒸发散热设备的补水口连通；第一排水管路，其第一端与蒸发散热设备的液位排水口连通，第二端与回水口连通。控制方法，包括：基于未来X天的天气预测数据，获得日间最高温度；基于上述日间最高温度和制冷设备能耗削峰需求所对应的冷却水温，获得所需冰块的体积；配置所需的冰块运输量并放入融冰水罐内；判断室外温度是否超过预设值，若是，控制控制系统进入第一工作模式。本申请通过运输外部冰块到融冰水罐，融冰后低温水通过补水管路进入冷却水回路，降低冷却媒介温度，从而降低制冷设备功耗实现削峰。

Description

一种辅助制冷控制系统及控制方法
技术领域
本申请属于制冷技术领域，具体涉及一种辅助制冷控制系统及控制方法。
背景技术
在夏天高温天气下，会出现因为制冷设备能耗过大，市电容量承受有限而限制电力容量的情况。尤其是对于关键任务的重要设备制冷，例如数据中心、医院、半导体制造等需要长时间甚至24小时制冷的应用场景产生了巨大挑战。为了能够应对电力容量限制和制冷在夏天高温时的高负载，制冷系统会考虑使用节能设备和调整设备运行工作温度，例如提高空调送风温度，但空调散热部分却又受制于室外环境温度，如果能够降低散热媒介温度，则能够有效降低制冷设备功耗。
发明内容
针对上述现有技术的缺点或不足，本申请要解决的技术问题是提供一种辅助制冷控制系统及控制方法。
为解决上述技术问题，本申请通过以下技术方案来实现：
本申请提出了一种辅助制冷控制系统，包括：
融冰水罐，其用于容纳冰块，所述融冰水罐还设有出水口以及回水口；
第一补水管路，所述第一补水管路的第一端与所述出水口连通设置，所述第一补水管路的第二端与蒸发散热设备的补水口连通设置；
第一排水管路，所述第一排水管路的第一端与所述蒸发散热设备的液位排水口连通设置，所述第一排水管路的第二端与所述回水口连通设置。
进一步地，上述的辅助制冷控制系统，其中，所述第一补水管路上设有第一电动控制阀。
进一步地，上述的辅助制冷控制系统，其中，所述第一补水管路上还设有补水泵。
进一步地，上述的辅助制冷控制系统，其中，所述第一排水管路上设有第二电动控制阀。
进一步地，上述的辅助制冷控制系统，其中，还包括：补水箱，所述补水箱通过第二补水管路与所述第一补水管路连通设置。
进一步地，上述的辅助制冷控制系统，其中，所述第二补水管路上还设有第三电动控制阀。
进一步地，上述的辅助制冷控制系统，其中，还包括排水箱，所述排水箱通过第二排水管路与所述第一排水管路连通设置。
进一步地，上述的辅助制冷控制系统，其中，所述第二排水管路上还设有第四电动控制阀。
本申请还提出了基于上述的辅助制冷控制系统的控制方法，包括：
基于未来X天的天气预测数据，获得日间最高温度；
基于上述日间最高温度以及制冷设备能耗削峰需求所对应的冷却水温，获得所需冰块的体积；
配置所需的冰块运输量并放入融冰水罐内；
判断室外温度是否超过预设值，若是，控制所述控制系统进入第一工作模式。
进一步地，上述的控制方法，其中，在上述的判断室外温度是否超过预设值中，若否，控制所述控制系统进入第二工作模式。
进一步地，上述的控制方法，其中，所述第一工作模式包括：打开所述第一补水管路上的所述第一电动控制阀以及所述第一排水管路上的所述第二电动控制阀，并调节所述第一电动控制阀的开度，使冷却媒介温度控制在设定值范围内。
进一步地，上述的控制方法，其中，所述第一工作模式还包括：关闭所述第二补水管路上的所述第三电动控制阀以及所述第二排水管路上的所述第四电动控制阀，使所述冷却媒介温度控制在设定值范围内。
进一步地，上述的控制方法，其中，所述第二工作模式包括：关闭所述第一补水管路上的所述第一电动控制阀以及所述第一排水管路上的所述第二电动控制阀，并打开所述第二补水管路上的所述第三电动控制阀以及所述第二排水管路上的所述第四电动控制阀，使所述冷却媒介温度控制在设定值范围内。
与现有技术相比，本申请具有如下技术效果：
本申请通过运输外部冰块到融冰水罐，融冰后低温水通过补水管路进入到冷却水回路，降低冷却媒介温度，从而降低制冷设备功耗，实现夏季高温天气下负载削峰，降低市电电力容量需求或提升电力容量利用率；
本申请可单独作为补水系统使用，也可兼容原有补水系统，本申请通过外接管路实现补水等作业，并不影响现有制冷系统的设计和运行等；
本申请可根据室外温度及预设值的大小，进入不同的工作模式，以节省能耗或节约外购成本等。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1：本申请辅助制冷控制系统第一种实施方式的结构示意图；
图2：本申请辅助制冷控制方法第一种实施方式的原理图；
图3：本申请辅助制冷控制系统第二种实施方式的结构示意图；
图4：本申请辅助制冷控制方法第二种实施方式的原理图；
图5：如图3所示结构一具体实施方式的结构示意图。
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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例一
如图1所示，本实施例辅助制冷控制系统，包括：
融冰水罐10，其用于容纳冰块，所述融冰水罐10还设有出水口以及回水口；
第一补水管路20，所述第一补水管路20的第一端与所述出水口连通设置，所述第一补水管路20的第二端与蒸发散热设备M的补水口连通设置；
第一排水管路30，所述第一排水管路30的第一端与所述蒸发散热设备M的液位排水口连通设置，所述第一排水管路30的第二端与所述回水口连通设置。
本实施例可单独作为补水系统，通过运输外部冰块(例如外部购买)到融冰水罐10，融冰后低温水通过第一补水管路20进入到蒸发散热设备M，降低冷却媒介温度，从而降低制冷设备功耗，实现夏季高温天气下负载削峰，降低市电电力容量需求或提升电力容量利用率。
在本实施例中，所述第一补水管路20上设有第一电动控制阀V1。
进一步地，所述第一补水管路20上还设有补水泵21。
在本实施例中，所述第一排水管路30上设有第二电动控制阀V2。
本实施例还配置有一控制模块，其中，上述的第一电动控制阀V1、第二电动控制阀V2以及补水泵21均与所述控制模块电连接，并在所述控制模块的控制作用下作业。
本实施例除了冷水机组外，还可适用于其他的蒸发散热场景，如，带喷淋(使用本实施例进行辅助冷水喷淋)风冷冷凝器、风冷冷机或者间接蒸发换热器等。
本实施例通过借助外部冰块，并通过上述的补水系统以及相关电动控制阀门的控制，以实现降低制冷设备功耗以及负载削峰的目的，其中，涉及的控制方法如下所示，具体可参见图2：
步骤一，基于未来X天的天气预测数据，获得日间最高温度；
在上述步骤一中，上述X天可以是至少一天，其中以能够较准确地获得未来的天气预测数据为佳。
步骤二，基于上述日间最高温度以及制冷设备能耗削峰需求所对应的冷却水温，获得所需冰块的体积；
步骤三，配置所需的冰块运输量并放入融冰水罐10内；
其中，上述所述的冰块可以通过外购等方式获得。
步骤四，判断室外温度是否超过预设值，若是，控制所述控制系统进入第一工作模式。
具体地，上述第一工作模式包括：在控制模块的控制作用下，打开所述第一补水管路20上的所述第一电动控制阀V1以及所述第一排水管路30上的所述第二电动控制阀V2，并调节所述第一电动控制阀V1的开度，使冷却媒介温度控制在设定值范围内。
其中，所述融冰水罐10中的低温水经所述第一补水管路20进入蒸发散热设备M回路，降低原蒸发散热设备M的冷却水温，同时通过上述补水使得水位溢出并通过第一排水管路30流入融冰水罐10，继续融冰形成低温水，如此循环上述过程。
实施例二
如图3所示，本实施例在实施例一的基础上，兼容由补水箱40、排水箱50等补水系统，其可基于室外温度及预设值的大小，控制本实施例进入不同的工作模式，以节省能耗或节约外购成本等。
具体地，本实施例辅助制冷控制系统，包括：
融冰水罐10，其用于容纳冰块，所述融冰水罐10还设有出水口以及回水口；
第一补水管路20，所述第一补水管路20的第一端与所述出水口连通设置，所述第一补水管路20的第二端与蒸发散热设备M的补水口连通设置；
第一排水管路30，所述第一排水管路30的第一端与所述蒸发散热设备M的液位排水口连通设置，所述第一排水管路30的第二端与所述回水口连通设置。
在本实施例中，所述第一补水管路20上设有第一电动控制阀V1。
进一步地，所述第一补水管路20上还设有补水泵21。
在本实施例中，所述第一排水管路30上设有第二电动控制阀V2。
进一步地，本实施例还包括：补水箱40，所述补水箱40通过第二补水管路41与所述第一补水管路20连通设置。
所述第二补水管路41上还设有第三电动控制阀V3。
进一步地，本实施例还包括排水箱50，所述排水箱50通过第二排水管路51与所述第一排水管路30连通设置。
所述第二排水管路51上还设有第四电动控制阀V4。
本实施例还配置有一控制模块，其中，上述的第一电动控制阀V1、第二电动控制阀V2、补水泵21、第三电动控制阀V3以及第四电动控制阀V4均与所述控制模块电连接，并在所述控制模块的控制作用下作业。
同实施例一所示，本实施例除了冷水机组外，还可适用于其他的蒸发散热场景，如，带喷淋(使用本实施例进行辅助冷水喷淋)的风冷冷凝器、风冷冷机或者间接蒸发换热器等。
同上述实施例一，本实施例亦通过借助外部冰块，并通过上述的补水系统以及相关电动控制阀门的控制，以实现降低制冷设备功耗以及负载削峰的目的，其中，涉及的控制方法如下所示，具体可参见图4：
步骤一，基于未来X天的天气预测数据，获得日间最高温度；
在上述步骤一中，上述X天可以是至少一天，其中以能够较准确地获得未来的天气预测数据为佳。
步骤二，基于上述日间最高温度以及制冷设备能耗削峰需求所对应的冷却水温，获得所需冰块的体积；
步骤三，配置所需的冰块运输量并放入融冰水罐10内；
其中，上述所述的冰块可以通过外购等方式获得。
步骤四，判断室外温度是否超过预设值，若是，控制所述控制系统进入第一工作模式，若否，控制所述控制系统进入第二工作模式。
具体地，上述第一工作模式包括：在控制模块的控制作用下，打开所述第一补水管路20上的所述第一电动控制阀V1以及所述第一排水管路30上的所述第二电动控制阀V2，关闭所述第二补水管路41上的所述第三电动控制阀V3以及所述第二排水管路51上的所述第四电动控制阀V4，并调节所述第一电动控制阀V1的开度，使冷却媒介温度控制在设定值范围内。
具体地，上述第二工作模式包括：在控制模块的控制作用下，关闭所述第一补水管路20上的所述第一电动控制阀V1以及所述第一排水管路30上的所述第二电动控制阀V2，并打开所述第二补水管路41上的所述第三电动控制阀V3以及所述第二排水管路51上的所述第四电动控制阀V4，使所述冷却媒介温度控制在设定值范围内。
如图5所示，下文以水冷冷机机组系统为例，对本实施例进一步解释说明：
其中，所述第一补水管路20的的第一端与上文所述的融冰水罐10的出水口连通设置，所述第一补水管路20的第二端与冷却塔M1的补水口连通设置；所述第一排水管路30的第一端与所述冷却塔M1的液位排水口连通设置，所述第一排水管路30的第二端与所述融冰水罐10的回水口连通设置。
上述水冷冷机机组系统的制冷回路上除了设有上述冷却塔M1外，还设有水冷冷机M2、第一冷却泵M3、第二冷却泵M4以及空调M5。其中，如图5所示的水冷冷机机组系统仅为举例说明，其并不对本申请的保护范围造成限定，本领域技术人员有动机采取其他的可实现方式以替换上述蒸发散热设备M。
如图5所示，上述第一补水管路20接入冷却塔M1补水回路，以冷却水温为控制目标，这样能够降低水冷冷机M2的功耗。其中，当本实施例处于第一工作模式(室外温度超过设定值)时，所述融冰水罐10中的低温水经所述第一补水管路20进入冷却塔M1补水回路，以降低上述水冷冷机机组系统的冷却水温，同时通过上述补水使得水位溢出并通过第一排水管路30流入融冰水罐10，继续融冰形成低温水，如此循环上述过程；当本实施例处于第二工作模式(室外温度未超过设定值)时，补水箱40中的冷水经所述第二补水管路41、第一补水管路20进入冷却塔M1补水回路，同时通过上述补水使得水位溢出并通过第一排水管路30、第二排水管路51流入排水箱50，如此循环上述过程。
在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限定，参照较佳实施例对本申请进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围，均应涵盖在本申请的权利要求范围内。

Claims (13)

1.一种辅助制冷控制系统，其特征在于，包括：
融冰水罐，其用于容纳冰块，所述融冰水罐还设有出水口以及回水口；
第一补水管路，所述第一补水管路的第一端与所述出水口连通设置，所述第一补水管路的第二端与蒸发散热设备的补水口连通设置；
第一排水管路，所述第一排水管路的第一端与所述蒸发散热设备的液位排水口连通设置，所述第一排水管路的第二端与所述回水口连通设置。
2.根据权利要求1所述的辅助制冷控制系统，其特征在于，所述第一补水管路上设有第一电动控制阀。
3.根据权利要求1或2所述的辅助制冷控制系统，其特征在于，所述第一补水管路上还设有补水泵。
4.根据权利要求1所述的辅助制冷控制系统，其特征在于，所述第一排水管路上设有第二电动控制阀。
5.根据权利要求1所述的辅助制冷控制系统，其特征在于，还包括：补水箱，所述补水箱通过第二补水管路与所述第一补水管路连通设置。
6.根据权利要求5所述的辅助制冷控制系统，其特征在于，所述第二补水管路上还设有第三电动控制阀。
7.根据权利要求1或2或4或5或6所述的辅助制冷控制系统，其特征在于，还包括排水箱，所述排水箱通过第二排水管路与所述第一排水管路连通设置。
8.根据权利要求7所述的辅助制冷控制系统，其特征在于，所述第二排水管路上还设有第四电动控制阀。
9.基于如权利要求1至8任一项所述的辅助制冷控制系统的控制方法，其特征在于，包括：
基于未来X天的天气预测数据，获得日间最高温度；
基于上述日间最高温度以及制冷设备能耗削峰需求所对应的冷却水温，获得所需冰块的体积；
配置所需的冰块运输量并放入融冰水罐内；
判断室外温度是否超过预设值，若是，控制所述控制系统进入第一工作模式。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，在上述的判断室外温度是否超过预设值中，若否，控制所述控制系统进入第二工作模式。
11.根据权利要求9或10所述的控制方法，其特征在于，所述第一工作模式包括：打开所述第一补水管路上的所述第一电动控制阀以及所述第一排水管路上的所述第二电动控制阀，并调节所述第一电动控制阀的开度，使冷却媒介温度控制在设定值范围内。
12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述第一工作模式还包括：关闭所述第二补水管路上的所述第三电动控制阀以及所述第二排水管路上的所述第四电动控制阀，使所述冷却媒介温度控制在设定值范围内。
13.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述第二工作模式包括：关闭所述第一补水管路上的所述第一电动控制阀以及所述第一排水管路上的所述第二电动控制阀，并打开所述第二补水管路上的所述第三电动控制阀以及所述第二排水管路上的所述第四电动控制阀，使冷却媒介温度控制在设定值范围内。
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