CN115183340B - 一种制冷系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制冷系统及其控制方法，涉及空调领域，解决了现有技术中在过渡季节或冬季冷量需求较低时，制冷系统的制冷主机将长期处于低负载运行状态，造成系统能效偏低，设备出现喘振甚至损坏的问题。该系统包括制冷主机、冷却塔、第一末端换热设备和第二末端换热设备，冷却塔内设置有第一蒸发冷却件和第二蒸发冷却件，制冷系统还形成有第一冷冻水循环回路、第二冷冻水循环回路、第三冷冻水循环回路、第一冷却水循环回路和第二冷却水循环回路。该系统在制冷需求较低时，关闭制冷主机，通过冷却塔内的双级蒸发冷却件提供中低温冷却水和降低冷冻水温度，从而可避免在过渡季节或冬季冷量需求较低时，制冷主机长期处于低负载运行的问题。

Description

一种制冷系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种制冷系统及其控制方法。
背景技术
国家建筑部科技司研究表明，中国建筑能耗总量正呈逐年上升趋势，近年来在能源总消费量中所占的比例已经接近30％，随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善，我国建筑耗能比重最终还将上升至35％左右。而在建筑能耗中，空调系统能耗约占65％，暖通空调系统的节能不仅是建筑节能的关键，而且对于能源的节约利用和经济发展意义重大，是关系着国计民生的大事。
随着信息产业及社会经济的不断发展，数据中心或工业厂房的建设规模和数量都在高速增长。数据中心或工业厂房的散热量也在飞速攀升，为保证数据中心或工业厂房的正常运行，需全年开启精密空调系统以排出机房内数据中心或工业厂房所产生的热量。鉴于目前数据中心的行业节能要求，机房的允许工作温度也在逐渐提高，根据GB 50174-2017A级数据中心的设计要求，机柜进风区域(冷通道)设计温度为18～27℃。若采用传统制冷系统为数据中心提供冷量，在过渡季节或冬季冷量需求较低时，制冷主机将长期处于低负载运行状态，造成系统能效偏低，设备出现喘振甚至损坏。
因此，急需对现有技术中的制冷系统进行改进。
发明内容
本发明的其中一个目的是提出一种制冷系统，解决了现有技术中在过渡季节或冬季冷量需求较低时，制冷系统的制冷主机将长期处于低负载运行状态，造成系统能效偏低，设备出现喘振甚至损坏的技术问题。本发明优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明的制冷系统包括制冷主机、冷却塔、第一末端换热设备和第二末端换热设备，其中，所述冷却塔内设置有第一蒸发冷却件和第二蒸发冷却件，并且所述制冷主机的蒸发器与所述第一蒸发冷却件之间形成第一冷冻水循环回路，所述制冷主机的蒸发器还与所述第一末端换热设备之间形成第二冷冻水循环回路，所述第一蒸发冷却件还与所述第一末端换热设备之间形成第三冷冻水循环回路；所述制冷主机的冷凝器与所述第一蒸发冷却件和/或所述第二蒸发冷却件之间形成第一冷却水循环回路，所述第一蒸发冷却件和/或所述第二蒸发冷却件还与所述第二末端换热设备之间形成第二冷却水循环回路。
根据一个优选实施方式，所述制冷系统还包括控制组件，所述控制组件设置于所述第一冷冻水循环回路、所述第二冷冻水循环回路、所述第三冷冻水循环回路和所述第二冷却水循环回路上。
根据一个优选实施方式，所述制冷系统还包括水泵组件，所述水泵组件设置于所述第一冷冻水循环回路、所述第二冷冻水循环回路、所述第三冷冻水循环回路、所述第一冷却水循环回路和所述第二冷却水循环回路上。
根据一个优选实施方式，所述控制组件包括第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀，其中，所述第一控制阀和所述第二控制阀设置于所述第一冷冻水循环回路的供水管路上，所述第三控制阀和所述第四控制阀设置于所述第一冷冻水循环回路的回水管路上；并且所述第一控制阀还位于所述第二冷冻水循环回路的供水管路上，所述第二控制阀还位于所述第三冷冻水循环回路的供水管路上，所述第四控制阀还位于所述第二冷冻水循环回路的回水管路上。
根据一个优选实施方式，所述水泵组件包括第一水泵和第二水泵，其中，所述第一水泵位于所述第一冷冻水循环回路和所述第二冷冻水循环回路上；所述第二水泵与第三控制阀并联设置，且所述第二水泵位于所述第三冷冻水循环回路上。
根据一个优选实施方式，所述控制组件还包括第五控制阀，所述第五控制阀设置于所述第三冷冻水循环回路的回水管路上，并且所述第五控制阀还位于所述第一冷冻水循环回路的回水管路上。
根据一个优选实施方式，所述控制组件还包括第六控制阀和第七控制阀，所述第六控制阀和所述第七控制阀设置于所述第二水泵的两侧。
根据一个优选实施方式，所述控制组件包括第八控制阀，所述第八控制阀设置于所述第二冷却水循环回路上。
根据一个优选实施方式，所述水泵组件包括第三水泵和第四水泵，其中，所述第三水泵设置于所述第一冷却水循环回路上，所述第四水泵设置于所述第二冷却水循环回路上。
根据一个优选实施方式，所述制冷系统还包括第一温度传感器、第一压力传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器和所述第一压力传感器设置于所述第二冷冻水循环回路和所述第三冷冻水循环回路上，所述第二温度传感器设置于第一间室内，并且所述第一温度传感器和所述第一压力传感器的监测结果，和/或所述第二温度传感器的监测结果决定所述制冷主机以及所述控制组件的开启状态。
根据一个优选实施方式，所述制冷系统还包括第三温度传感器和第二压力传感器，所述第三温度传感器和所述第二压力传感器设置于所述第二冷却水循环回路上，并且所述第三温度传感器和所述第二压力传感器的监测结果决定所述控制组件中第二控制阀的开度大小和/或所述冷却塔中风机的风速大小。
根据一个优选实施方式，所述第一末端换热设备包括混合段、表冷段和处理段，所述混合段、所述表冷段和所述处理段依次设置，并且所述制冷主机的蒸发器与所述表冷段之间形成所述第二冷冻水循环回路，所述第一蒸发冷却件与所述表冷段之间形成所述第三冷冻水循环回路。
本发明提供的制冷系统至少具有如下有益技术效果：
本发明的制冷系统，冷却塔内设置有第一蒸发冷却件和第二蒸发冷却件，当夏季供冷时，第一蒸发冷却件具有表冷器的功能，可降低冷却水出水温度，从而可增强与第二末端换热设备的换热效果；当过渡季节或冬季制冷需求较低时，第一蒸发冷却件和第二蒸发冷却件同时开启，使得冷却塔具备双级蒸发冷却功能，可利用自然冷源提供中低温冷却水，同时可降低冷冻水温度，从而使得制冷系统在关闭制冷主机时仍可满足过渡季节或冬季的制冷需求，有利于降低制冷系统的能耗。即本发明的制冷系统，在过渡季节或冬季制冷需求较低时，关闭制冷主机，通过冷却塔内的双级蒸发冷却件提供中低温冷却水和降低冷冻水温度，从而可避免在过渡季节或冬季冷量需求较低时，制冷主机长期处于低负载运行状态，造成系统能效偏低，设备出现喘振甚至损坏的问题。
本发明的第二个目的是提出一种制冷系统的控制方法。
本实施例中任一项技术方案的制冷系统的控制方法，包括如下步骤：获取制冷系统的运行模式；基于制冷系统的运行模式，控制制冷主机、第一蒸发冷却件、第二蒸发冷却件、控制组件和水泵组件的开启状态，并使第一冷冻水循环回路、第二冷冻水循环回路、第三冷冻水循环回路、第一冷却水循环回路和第二冷却水循环回路连通或断开。
根据一个优选实施方式，所述制冷系统的运行模式包括第一运行模式和第二运行模式，并且制冷系统处于第二运行模式时的制冷需求小于制冷系统处于第一运行模式时的制冷需求。
根据一个优选实施方式，所述制冷系统处于第一运行模式时，控制制冷主机、第一蒸发冷却件和第二蒸发冷却件处于开启状态，控制第一冷冻水循环回路、第二冷冻水循环回路、第一冷却水循环回路和第二冷却水循环回路均处于连通状态，控制第三冷冻水循环回路处于断开状态。
根据一个优选实施方式，所述制冷系统处于第二运行模式时，控制制冷主机处于关闭状态，控制第一蒸发冷却件和第二蒸发冷却件处于开启状态，控制第三冷冻水循环回路、第一冷却水循环回路和第二冷却水循环回路均处于连通状态，控制第一冷冻水循环回路和第二冷冻水循环回路处于断开状态；或者是，所述制冷系统处于第二运行模式时，控制制冷主机处于开启状态，控制第一蒸发冷却件处于关闭状态，控制第二蒸发冷却件处于开启状态，控制第二冷冻水循环回路、第一冷却水循环回路和第二冷却水循环回路均处于连通状态，控制第一冷冻水循环回路和第三冷冻水循环回路处于断开状态。
根据一个优选实施方式，所述制冷系统处于第二运行模式，且在所述制冷主机处于关闭状态，所述第三冷冻水循环回路处于连通状态时，还包括如下步骤：获取第三冷冻水循环回路中的冷冻水参数和/或第一间室的室内温度；比较冷冻水参数与预设冷冻水参数的大小，和/或比较室内温度与预设室内温度的大小；基于冷冻水参数与预设冷冻水参数的比较结果和/或室内温度与预设室内温度的比较结果，控制制冷主机的开启状态，同时控制第一冷冻水循环回路、第二冷冻水循环回路和第三冷冻水循环回路连通或断开。
根据一个优选实施方式，冷冻水参数大于预设冷冻水参数，和/或室内温度大于预设室内温度时，控制制冷主机处于开启状态，控制第一冷冻水循环回路和第二冷冻水循环回路处于连通状态，控制第三冷冻水循环回路处于断开状态。
根据一个优选实施方式，所述制冷系统处于第一运行模式或处于第二运行模式，且在所述制冷主机处于开启状态时，还包括如下步骤：获取第二冷却水循环回路中的冷却水参数；比较冷却水参数与预设冷却水参数的大小；基于冷却水参数与预设冷却水参数的比较结果，控制第二控制阀的开度大小和/或控制冷却塔中风机的风速大小。
根据一个优选实施方式，冷却水参数大于预设冷却水参数时，控制第二控制阀的开度增大和/或控制风机的转速增大。
本发明提供的制冷系统的控制方法至少具有如下有益技术效果：
本发明制冷系统的控制方法，基于制冷系统的运行模式，控制制冷主机、第一蒸发冷却件、第二蒸发冷却件、控制组件和水泵组件的开启状态，并使第一冷冻水循环回路、第二冷冻水循环回路、第三冷冻水循环回路、第一冷却水循环回路和第二冷却水循环回路连通或断开，具体的，在过渡季节或冬季制冷需求较低时，控制制冷主机关闭，第一蒸发冷却件和第二蒸发冷却件同时开启，通过冷却塔内的双级蒸发冷却件提供中低温冷却水和降低冷冻水温度，从而可避免在过渡季节或冬季冷量需求较低时，制冷主机长期处于低负载运行状态，造成系统能效偏低，设备出现喘振甚至损坏的问题，同时还有利于降低制冷系统的能耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明制冷系统优选实施方式的示意图；
图2是本发明制冷系统的控制方法优选实施方式的流程图。
图中：1、制冷主机；2、冷却塔；201、第一蒸发冷却件；202、第二蒸发冷却件；203、风机；204、水帘设备；205、喷淋头；206、冷却水池；3、第一末端换热设备；301、混合段；302、表冷段；303、处理段；4、第二末端换热设备；501、第一控制阀；502、第二控制阀；503、第三控制阀；504、第四控制阀；505、第五控制阀；506、第六控制阀；507、第七控制阀；508、第八控制阀；601、第一水泵；602、第二水泵；603、第三水泵；604、第四水泵；701、第一温度传感器；702、第一压力传感器；703、第二温度传感器；704、第三温度传感器；705、第二压力传感器；8、第一间室；9、第二间室。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
下面结合说明书附图1和2以及实施例1和2对本发明的制冷系统及其控制方法进行详细说明。
实施例1
本实施例对本发明的制冷系统进行详细说明。
本实施例的制冷系统，包括制冷主机1、冷却塔2、第一末端换热设备3 和第二末端换热设备4，如图1所示。优选的，冷却塔2内设置有第一蒸发冷却件201和第二蒸发冷却件202，并且制冷主机1的蒸发器与第一蒸发冷却件 201之间形成第一冷冻水循环回路，制冷主机1的蒸发器还与第一末端换热设备3之间形成第二冷冻水循环回路，第一蒸发冷却件201还与第一末端换热设备3之间形成第三冷冻水循环回路；制冷主机1的冷凝器与第一蒸发冷却件201 和/或第二蒸发冷却件202之间形成第一冷却水循环回路，第一蒸发冷却件201 和/或第二蒸发冷却件202还与第二末端换热设备4之间形成第二冷却水循环回路，如图1所示。优选的，第一蒸发冷却件201和第二蒸发冷却件202为上下分布或左右分布的结构。优选的，第一蒸发冷却件201和第二蒸发冷却件202 为可以进行降温散热的结构，如冷却器、散热器或填料等。除增加了第一蒸发冷却件201外，冷却塔2的其余结构可与现有技术相同，具体的，冷却塔2还包括第二蒸发冷却件202、风机203、水帘设备204、喷淋头205和冷却水池206。更具体的，制冷主机1的冷凝器与喷淋头205、第一蒸发冷却件201和/或第二蒸发冷却件202、冷却水池206之间形成第一冷却水循环回路；第一蒸发冷却件201和/或第二蒸发冷却件202还与冷却水池206、第二末端换热设备4、风机203和水帘设备204之间形成第二冷却水循环回路。优选的，第一末端换热设备3为用于为第一间室8提供冷量的空调机组；第二末端换热设备4为放置于第二间室9内的设备，由于第二末端换热设备4常年需要散热，因此第二间室9为全年需要制冷的场所。第二间室9例如是数据中心机房或工业产房等。
本实施例的制冷系统，通过第一冷冻水循环回路可将制冷主机1的蒸发器输出的冷冻水输送至冷却塔2，通过第一冷却水循环回路可将制冷主机1的冷凝器输出的冷却水输送至冷却塔2，从而可使冷冻水和冷却水在冷却塔2处进行换热，再通过第一冷冻水循环回路使换热后的冷冻水回到制冷主机1的蒸发器，通过第一冷却水循环回路使换热后的冷却水回到制冷主机1的冷凝器；通过第二冷冻水循环回路可将制冷主机1的蒸发器输出的冷冻水输送至第一末端换热设备3与空气进行换热，从而可为第一间室8提供冷气，通过第二冷却水循环回路可将冷却塔2输出的冷却水输送至第二末端换热设备4与设备进行换热，从而可对设备进行散热降温；通过第三冷冻水循环回路可将在冷却塔2处与自然冷源换热降温后的中低温冷冻水用于为第一末端换热设备3提供冷气。
可见，本实施例的制冷系统，冷却塔2内设置有第一蒸发冷却件201和第二蒸发冷却件202，当夏季供冷时，第一蒸发冷却件201具有表冷器的功能，可降低冷却水出水温度，从而可增强与第二末端换热设备4的换热效果；当过渡季节或冬季制冷需求较低时，第一蒸发冷却件201和第二蒸发冷却件202同时开启，使得冷却塔2具备双级蒸发冷却功能，可利用自然冷源提供中低温冷却水，同时可降低冷冻水温度，从而使得制冷系统在关闭制冷主机1时仍可满足过渡季节或冬季的制冷需求，有利于降低制冷系统的能耗。即本实施例的制冷系统，在过渡季节或冬季制冷需求较低时，关闭制冷主机1，通过冷却塔2 内的双级蒸发冷却件提供中低温冷却水和降低冷冻水温度，从而可避免在过渡季节或冬季冷量需求较低时，制冷主机1长期处于低负载运行状态，造成系统能效偏低，设备出现喘振甚至损坏的问题。
根据一个优选实施方式，制冷系统还包括控制组件，控制组件设置于第一冷冻水循环回路、第二冷冻水循环回路、第三冷冻水循环回路和第二冷却水循环回路上。控制组件具有开启状态和关闭状态，并使第一冷冻水循环回路、第二冷冻水循环回路、第三冷冻水循环回路和第二冷却水循环回路连通或断开。优选的，控制组件为控制阀，还可以调节各循环回路的流量。本实施例优选技术方案的制冷系统还包括控制组件，通过控制组件的开闭可使得制冷系统的冷冻水在两套回路中切换，具体为：夏季时，冷冻水流经第一冷冻水循环回路和第二冷冻水循环回路，过渡季节或冬季时，冷冻水流经第三冷冻水循环回路，从而不仅可使制冷系统在任何季节都满足制冷需求，还可避免在过渡季节或冬季冷量需求较低时，制冷主机1长期处于低负载运行状态，造成系统能效偏低，设备出现喘振甚至损坏的问题；另一方面，通过调节控制组件的开度大小，还可调节各循环回路内冷冻水或冷却水的流量，从而确保末端第一末端换热设备 3或第二末端换热设备4的冷量需求。
根据一个优选实施方式，制冷系统还包括水泵组件，水泵组件设置于第一冷冻水循环回路、第二冷冻水循环回路、第三冷冻水循环回路、第一冷却水循环回路和第二冷却水循环回路上。水泵组件具有开启状态和关闭状态，并使第一冷冻水循环回路、第二冷冻水循环回路和第三冷冻水循环回路内的冷冻水循环流动或停止流动，使第一冷却水循环回路和第二冷却水循环回路内的冷却水循环流动或停止流动。本实施例优选技术方案的制冷系统还包括水泵组件，水泵设置于各循环回路上，通过开启水泵，可为各循环回路内的冷冻水或冷却水提供动力，从而实现冷冻水的循环或冷却水的循环。
根据一个优选实施方式，控制组件包括第一控制阀501、第二控制阀502、第三控制阀503和第四控制阀504，其中，第一控制阀501和第二控制阀502 设置于第一冷冻水循环回路的供水管路上，第三控制阀503和第四控制阀504 设置于第一冷冻水循环回路的回水管路上；并且第一控制阀501还位于第二冷冻水循环回路的供水管路上，第二控制阀502还位于第三冷冻水循环回路的供水管路上，第四控制阀504还位于第二冷冻水循环回路的回水管路上，如图1 所示。水泵组件包括第一水泵601和第二水泵602，其中，第一水泵601位于第一冷冻水循环回路和第二冷冻水循环回路上；第二水泵602与第三控制阀503 并联设置，且第二水泵602位于第三冷冻水循环回路上，如图1所示。优选的，控制组件还包括第五控制阀505，第五控制阀505设置于第三冷冻水循环回路的回水管路上，并且第五控制阀505还位于第一冷冻水循环回路的回水管路上，如图1所示。
本实施例优选技术方案的制冷系统，通过打开第一控制阀501、第二控制阀502、第三控制阀503、第四控制阀504和第五控制阀505，开启第一水泵601，关闭第二水泵602，可使第一冷冻水循环回路和第二冷冻水循环回路连通，使第三冷冻水循环回路断开，制冷主机1的蒸发器输出的冷冻水可经第一冷冻水循环回路和第二冷冻水循环回路进行循环流动，从而使得制冷系统满足夏季第一末端换热设备3的冷量需求。本实施例优选技术方案的制冷系统，当过渡季节或冬季制冷需求较低时，制冷主机1关闭，通过打开第二控制阀502和第五控制阀505，关闭第一控制阀501、第三控制阀503和第四控制阀504，关闭第一水泵601，开启第二水泵602，可使第一冷冻水循环回路和第二冷冻水循环回路断开，使第三冷冻水循环回路连通，制冷主机1的蒸发器输出的冷冻水可经第三冷冻水循环回路进行循环流动，从而使得制冷系统在关闭制冷主机1时仍可满足过渡季节或冬季第一末端换热设备3冷量需求。
另一方面，本实施例优选技术方案的制冷系统，控制组件还包括第五控制阀505，第五控制阀505设置于第三冷冻水循环回路的回水管路上，并且第五控制阀505还位于第一冷冻水循环回路的回水管路上，当过渡季节或冬季制冷需求较低时，也可开启制冷主机1，关闭第一蒸发冷却件201，通过关闭第五控制阀505可使第一冷冻水循环回路和第三冷冻水循环回路关闭，使得制冷主机 1的蒸发器输出的冷冻水全部经第二冷冻水循环回路进入第一末端换热设备3，而冷冻水不进入冷却塔2与制冷主机1的冷凝器输出的冷却水换热，冷却水仅通过第二蒸发冷却件202进行一次冷却即可满足第二末端换热设备4的冷量需求，从而可避免为第二末端换热设备4提供的冷量过冷的问题。
优选的，控制组件还包括第六控制阀506和第七控制阀507，第六控制阀 506和第七控制阀507设置于第二水泵602的两侧，如图1所示。优选的，第六控制阀506和第七控制阀507的开启状态与第二水泵602的开启状态相同。具体的，第二水泵602处于开启状态时，第六控制阀506和第七控制阀507也处于开启状态；第二水泵602处于关闭状态时，第六控制阀506和第七控制阀 507也处于关闭状态。本实施例优选技术方案的制冷系统，由于第二水泵602 与第三控制阀503并联设置，通过开启第三控制阀503，关闭第二水泵602的方式使第一冷冻水循环回路连通，可降低制冷系统能耗，并且在第二水泵602 的两侧分别设置第六控制阀506和第七控制阀507，第二水泵602处于关闭状态时，第六控制阀506和第七控制阀507也处于关闭状态，从而可防止冷冻水回流对第二水泵602造成冲击，进而可对第二水泵602起到保护作用，确保制冷系统稳定性。
根据一个优选实施方式，控制组件包括第八控制阀508，第八控制阀508 设置于第二冷却水循环回路上，如图1所示。水泵组件包括第三水泵603和第四水泵604，其中，第三水泵603设置于第一冷却水循环回路上，第四水泵604 设置于第二冷却水循环回路上，如图1所示。本实施例优选技术方案的制冷系统，通过打开第八控制阀508，开启第三水泵603和第四水泵604，可使第一冷却水循环回路和第二冷却水循环回路连通，制冷主机1的冷凝器输出的冷却水可经第一冷却水循环回路和第二冷却水循环回路进行循环流动，从而使得制冷系统满足第二末端换热设备4的冷量需求。
根据一个优选实施方式，制冷系统还包括第一温度传感器701、第一压力传感器702和第二温度传感器703，如图1所示。优选的，第一温度传感器701 和第一压力传感器702设置于第二冷冻水循环回路和第三冷冻水循环回路上，第二温度传感器703设置于第一间室8内，并且第一温度传感器701和第一压力传感器702的监测结果，和/或第二温度传感器703的监测结果决定制冷主机 1以及控制组件的开启状态，如图1所示。更优选的，第一温度传感器701和第一压力传感器702设置于第二冷冻水循环回路和第三冷冻水循环回路的供水管路上。本实施例优选技术方案的制冷系统，通过第一温度传感器701和第一压力传感器702可监测向第一末端换热设备3提供的冷冻水的温度和压力，通过第二温度传感器703可监测第一间室8的室内温度，在冷冻水的温度和压力不满足需求，和/或室内温度不满足要求时，说明制冷系统提供的冷量不足，此时可将制冷主机1开启，同时开启第一冷冻水循环回路和第二冷冻水循环回路，关闭第三冷冻水循环回路，以满足第一末端换热设备3和第一间室8的冷量需求。或者在冷冻水的温度和压力不满足需求，和/或室内温度不满足要求时，通过调节第二控制阀502的开度大小，以满足第一末端换热设备3和第一间室8 的冷量需求。
根据一个优选实施方式，制冷系统还包括第三温度传感器704和第二压力传感器705，如图1所示。优选的，第三温度传感器704和第二压力传感器705 设置于第二冷却水循环回路上，并且第三温度传感器704和第二压力传感器705 的监测结果决定控制组件中第二控制阀502的开度大小和/或冷却塔2中风机 203的风速大小，如图1所示。更优选的，第三温度传感器704和第二压力传感器705设置于第二冷却水循环回路的供水管路上。本实施例优选技术方案的制冷系统，通过第三温度传感器704和第二压力传感器705可监测向第二末端换热设备4提供的冷却水的温度和压力，在冷却水的温度和压力不满足需求时，此时可将第二控制阀502的开度增大，使得进入冷却塔2的冷冻水量增加，从而可增加冷却水的冷量，进而保证冷却水的出水温度可为第二末端换热设备4 提供足够的冷量；或者是增大冷却塔2中风机203的风速，从而可提高水帘设备204的蒸发换热效率，从而也可保证冷却水的出水温度可为第二末端换热设备4提供足够的冷量。
根据一个优选实施方式，第一末端换热设备3包括混合段301、表冷段302 和处理段303，混合段301、表冷段302和处理段303依次设置，并且制冷主机 1的蒸发器与表冷段302之间形成第二冷冻水循环回路，第一蒸发冷却件201 与表冷段302之间形成第三冷冻水循环回路，如图1所示。具体的，混合段301 用于使新风和第一间室8的回风混合，混合后的新风与冷冻室在表冷段302换热，以制得低温空气，处理段303用于对低温空气进行除湿等处理后送入第一间室8内。本实施例优选技术方案的制冷系统，在表冷段302之前设置混合段 301，从室外进入的新风先与回风进行混合预冷，再进入表冷段302进行二次冷却，以便为第一间室8提供适当温度的冷风。
实施例2
本实施例对本发明的制冷系统的控制方法进行详细说明。
图2示出了本实施例制冷系统的控制方法优选实施方式的流程图。如图2 所示，实施例1中任一项技术方案的制冷系统的控制方法，包括如下步骤：
步骤1：获取制冷系统的运行模式。
步骤2：基于制冷系统的运行模式，控制制冷主机1、第一蒸发冷却件201、第二蒸发冷却件202、控制组件和水泵组件的开启状态，并使第一冷冻水循环回路、第二冷冻水循环回路、第三冷冻水循环回路、第一冷却水循环回路和第二冷却水循环回路连通或断开。
根据一个优选实施方式，制冷系统的运行模式包括第一运行模式和第二运行模式，并且制冷系统处于第二运行模式时的制冷需求小于制冷系统处于第一运行模式时的制冷需求。第一运行模式也可以叫作夏季运行模式，第二运行模式也可叫作过渡季节或冬季运行模式。获取制冷制冷系统运行模式的方法可与现有技术相同，例如，通过室外湿球温度获取制冷系统的运行模式，或者人工选择获取制冷系统的运行模式。
根据一个优选实施方式，制冷系统处于第一运行模式时，控制制冷主机1、第一蒸发冷却件201、第二蒸发冷却件202处于开启状态，控制第一冷冻水循环回路、第二冷冻水循环回路、第一冷却水循环回路和第二冷却水循环回路均处于连通状态，控制第三冷冻水循环回路处于断开状态。
根据一个优选实施方式，制冷系统处于第二运行模式时，控制制冷主机1 处于关闭状态，控制第一蒸发冷却件201和第二蒸发冷却件202处于开启状态，控制第三冷冻水循环回路、第一冷却水循环回路和第二冷却水循环回路均处于连通状态，控制第一冷冻水循环回路和第二冷冻水循环回路处于断开状态；或者是，所述制冷系统处于第二运行模式时，控制制冷主机处于开启状态，控制第一蒸发冷却件处于关闭状态，控制第二蒸发冷却件处于开启状态，控制第二冷冻水循环回路、第一冷却水循环回路和第二冷却水循环回路均处于连通状态，控制第一冷冻水循环回路和第三冷冻水循环回路处于断开状态。
本实施例的制冷系统的控制方法，基于制冷系统的运行模式，控制制冷主机1、第一蒸发冷却件201、第二蒸发冷却件202、控制组件和水泵组件的开启状态，并使第一冷冻水循环回路、第二冷冻水循环回路、第三冷冻水循环回路、第一冷却水循环回路和第二冷却水循环回路连通或断开，具体的，当夏季供冷时，制冷系统处于第一运行模式时，控制制冷主机1、第一蒸发冷却件201、第二蒸发冷却件202处于开启状态，控制第一冷冻水循环回路、第二冷冻水循环回路、第一冷却水循环回路和第二冷却水循环回路均处于连通状态，控制第三冷冻水循环回路处于断开状态，冷却塔2内的第一蒸发冷却件201具有表冷器的功能，可降低冷却水出水温度，从而可增强与第二末端换热设备4的换热效果；当过渡季节或冬季供冷时，制冷系统处于第二运行模式，控制制冷主机1 处于关闭状态，控制第一蒸发冷却件201和第二蒸发冷却件202处于开启状态，控制第三冷冻水循环回路、第一冷却水循环回路和第二冷却水循环回路均处于连通状态，控制第一冷冻水循环回路和第二冷冻水循环回路处于断开状态，此时冷却塔2具备双级蒸发冷却功能，可利用自然冷源提供中低温冷却水，同时可降低冷冻水温度，从而使得制冷系统在关闭制冷主机1时仍可满足过渡季节或冬季的制冷需求。即本实施例制冷系统的控制方法，在过渡季节或冬季制冷需求较低时，控制制冷主机1关闭，第一蒸发冷却件201和第二蒸发冷却件202 同时开启，通过冷却塔2内的双级蒸发冷却件提供中低温冷却水和降低冷冻水温度，从而可避免在过渡季节或冬季冷量需求较低时，制冷主机1长期处于低负载运行状态，造成系统能效偏低，设备出现喘振甚至损坏的问题，同时还有利于降低制冷系统的能耗。
根据一个优选实施方式，制冷系统处于第二运行模式，且在制冷主机1处于关闭状态，第三冷冻水循环回路处于连通状态时，还包括如下步骤：获取第三冷冻水循环回路中的冷冻水参数和/或第一间室8的室内温度；比较冷冻水参数与预设冷冻水参数的大小，和/或比较室内温度与预设室内温度的大小；基于冷冻水参数与预设冷冻水参数的比较结果和/或室内温度与预设室内温度的比较结果，控制制冷主机1的开启状态，同时控制第一冷冻水循环回路、第二冷冻水循环回路和第三冷冻水循环回路连通或断开。优选的，冷冻水参数大于预设冷冻水参数，和/或室内温度大于预设室内温度时，控制制冷主机1处于开启状态，控制第一冷冻水循环回路和第二冷冻水循环回路处于连通状态。预设冷冻水参数和预设室内温度可基于第一间室8实际环境确定，在此不做限定。本实施例优选技术方案制冷系统的控制方法，冷冻水参数大于预设冷冻水参数，和/或室内温度大于预设室内温度时，说明制冷系统提供的冷量不足，此时可控制制冷主机1处于开启状态，控制第一冷冻水循环回路和第二冷冻水循环回路处于连通状态，使得制冷系统按照第一运行模式运行，以满足第一末端换热设备3和第一间室8的冷量需求。
根据一个优选实施方式，制冷系统处于第一运行模式时，还包括如下步骤：获取第二冷冻水循环回路中的冷冻水参数和/或第一间室8的室内温度；比较冷冻水参数与预设冷冻水参数的大小，和/或比较室内温度与预设室内温度的大小；基于冷冻水参数与预设冷冻水参数的比较结果和/或室内温度与预设室内温度的比较结果，控制第二控制阀502的开度大小。优选的，冷冻水参数大于预设冷冻水参数的最大值，和/或室内温度大于预设室内温度的最大值时，说明制冷主机1为第一末端换热设备3提供的冷量不足，此时可控制第二控制阀502 的开度减小，增大第二冷冻水循环回路为第一末端换热设备3提供的冷量；反之，冷冻水参数小于预设冷冻水参数的最小值，和/或室内温度小于预设室内温度的最小值时，说明制冷主机1为第一末端换热设备3提供的冷量过量，此时可控制第二控制阀502的开度增大，减少第二冷冻水循环回路为第一末端换热设备3提供的冷量；冷冻水参数在预设冷冻水参数范围内，以及室内温度在预设室内温度范围内时，维持第二控制阀502的开度不变。
根据一个优选实施方式，制冷系统处于第一运行模式或处于第二运行模式，且在制冷主机1处于开启状态时，还包括如下步骤：获取第二冷却水循环回路中的冷却水参数；比较冷却水参数与预设冷却水参数的大小；基于冷却水参数与预设冷却水参数的比较结果，控制第二控制阀502的开度大小和/或控制冷却塔2中风机203的风速大小。优选的，冷却水参数大于预设冷却水参数时，控制第二控制阀502的开度增大和/或控制风机203的转速增大。预设冷却水参数可基于第二末端换热设备4的实际需求确定，在此不做限定。本实施例优选技术方案制冷系统的控制方法，冷却水参数大于预设冷却水参数时，此时可控制第二控制阀502的开度增大，使得进入冷却塔2的冷冻水量增加，从而可增加冷却水的冷量，进而保证冷却水的出水温度可为第二末端换热设备4提供足够的冷量；或者是控制冷却塔2中风机203的风速增大，从而可提高水帘设备204 的蒸发换热效率，从而也可保证冷却水的出水温度可为第二末端换热设备4提供足够的冷量。
更优选的，为了精准的控制为第二末端换热设备4提供的冷量，还可包括如下步骤：冷却水参数大于预设冷却水参数的最大值时，控制第二控制阀502 的开度增大和/或控制风机203的转速增大；冷却水参数小于预设冷却水参数的最小值时，控制第二控制阀502的开度减小和/或控制风机203的转速降低，从而可降低冷却水的冷量；冷却水参数在预设冷却水参数的最小值与最大值之间时，控制第二控制阀502的开度和风机203的转速保持不变。
具体的，制冷系统处于第一运行模式时，控制制冷主机1、第一蒸发冷却件201、第二蒸发冷却件202处于开启状态，控制第一冷冻水循环回路、第二冷冻水循环回路、第一冷却水循环回路和第二冷却水循环回路均处于连通状态，控制第三冷冻水循环回路处于断开状态。即：冷冻水包括如下两个循环回路：其中一路冷冻水经第二控制阀502流至冷却塔2中的第一蒸发冷却件201(在该工况下，第一蒸发冷却件201充当表冷器作用)，冷冻水与喷淋头205喷洒的冷却水进行换热，一次冷却后的冷却水流到冷却塔2下方第二蒸发冷却件202(即填料)中，而冷冻水经过第三控制阀503、第五控制阀505和第四控制阀 504回至制冷主机1的蒸发器中；另一路冷冻水流至第一末端换热设备3的表冷段302中，与混合段301的送风进行换热，后经过第四控制阀504和第一水泵601回至制冷主机1的蒸发器中。冷却水包括如下两个循环回路：其中一路冷却水从冷却水池206流入制冷主机1的冷凝器中，进行热量交换后经第三水泵603回至冷却塔2上部，经喷淋头205喷洒后，在第一蒸发冷却件201(该工况下，第一蒸发冷却件201充当表冷器)表面形成水膜，进行一次冷却后，流至第二蒸发冷却件202上再次形成水膜，进行二次蒸发冷却，获取中低温冷却水后回至冷却水池206；另一路冷却水从冷却水池206出来后，通过第八控制阀508流入第二间室9中的发热设备的第二末端换热设备4，进行热量交换后，通过第四水泵604回至冷却塔2中的水帘设备204，并由风机203带走水帘设备204内冷却水的部分热量，后冷却水回至冷却水池206中。
具体的，制冷系统处于第二运行模式时，控制制冷主机1处于关闭状态，控制第一蒸发冷却件201和第二蒸发冷却件202处于开启状态，控制第三冷冻水循环回路、第一冷却水循环回路和第二冷却水循环回路均处于连通状态，控制第一冷冻水循环回路和第二冷冻水循环回路处于断开状态。即：冷冻水包括如下一个循环回路：冷冻水在冷却塔2内经喷淋头205喷淋后，在第一蒸发冷却件201表面形成水膜，并与空气进行蒸发冷凝换热，降低第一蒸发冷却件201 内冷冻水的温度，中低温冷冻水从第一蒸发冷却件201进入第一末端换热设备 3的表冷段302中，并与混合段301的送风进行换热，由第二水泵602形成循环水回路。冷却水的两个回路与第一制冷模式相同，在此不再赘述。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (20)

1.一种制冷系统，其特征在于，包括制冷主机（1）、冷却塔（2）、第一末端换热设备（3）和第二末端换热设备（4），其中，所述冷却塔（2）内设置有第一蒸发冷却件（201）和第二蒸发冷却件（202），并且
所述制冷主机（1）的蒸发器与所述第一蒸发冷却件（201）之间形成第一冷冻水循环回路，所述制冷主机（1）的蒸发器还与所述第一末端换热设备（3）之间形成第二冷冻水循环回路，所述第一蒸发冷却件（201）还与所述第一末端换热设备（3）之间形成第三冷冻水循环回路；
所述制冷主机（1）的冷凝器与所述第一蒸发冷却件（201）和/或所述第二蒸发冷却件（202）与之间形成第一冷却水循环回路，所述第一蒸发冷却件（201）和/或所述第二蒸发冷却件（202）还与所述第二末端换热设备（4）之间形成第二冷却水循环回路；
制冷系统采用制冷方法控制，制冷方法包括如下步骤：
获取制冷系统的运行模式；
基于制冷系统的运行模式，控制制冷主机（1）、第一蒸发冷却件（201）、第二蒸发冷却件（202）、控制组件和水泵组件的开启状态，并使第一冷冻水循环回路、第二冷冻水循环回路、第三冷冻水循环回路、第一冷却水循环回路和第二冷却水循环回路连通或断开；
所述制冷系统的运行模式包括第一运行模式和第二运行模式，并且制冷系统处于第二运行模式时的制冷需求小于制冷系统处于第一运行模式时的制冷需求。
2.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，还包括控制组件，所述控制组件设置于所述第一冷冻水循环回路、所述第二冷冻水循环回路、所述第三冷冻水循环回路和所述第二冷却水循环回路上。
3.根据权利要求2所述的制冷系统，其特征在于，还包括水泵组件，所述水泵组件设置于所述第一冷冻水循环回路、所述第二冷冻水循环回路、所述第三冷冻水循环回路、所述第一冷却水循环回路和所述第二冷却水循环回路上。
4.根据权利要求2所述的制冷系统，其特征在于，所述控制组件包括第一控制阀（501）、第二控制阀（502）、第三控制阀（503）和第四控制阀（504），其中，所述第一控制阀（501）和所述第二控制阀（502）设置于所述第一冷冻水循环回路的供水管路上，所述第三控制阀（503）和所述第四控制阀（504）设置于所述第一冷冻水循环回路的回水管路上；并且
所述第一控制阀（501）还位于所述第二冷冻水循环回路的供水管路上，所述第二控制阀（502）还位于所述第三冷冻水循环回路的供水管路上，所述第四控制阀（504）还位于所述第二冷冻水循环回路的回水管路上。
5.根据权利要求3所述的制冷系统，其特征在于，所述水泵组件包括第一水泵（601）和第二水泵（602），其中，所述第一水泵（601）位于所述第一冷冻水循环回路和所述第二冷冻水循环回路上；所述第二水泵（602）与第三控制阀（503）并联设置，且所述第二水泵（602）位于所述第三冷冻水循环回路上。
6.根据权利要求5所述的制冷系统，其特征在于，所述控制组件还包括第五控制阀（505），所述第五控制阀（505）设置于所述第三冷冻水循环回路的回水管路上，并且所述第五控制阀（505）还位于所述第一冷冻水循环回路的回水管路上。
7.根据权利要求5所述的制冷系统，其特征在于，所述控制组件还包括第六控制阀（506）和第七控制阀（507），所述第六控制阀（506）和所述第七控制阀（507）设置于所述第二水泵（602）的两侧。
8.根据权利要求2所述的制冷系统，其特征在于，所述控制组件包括第八控制阀（508），所述第八控制阀（508）设置于所述第二冷却水循环回路上。
9.根据权利要求3所述的制冷系统，其特征在于，所述水泵组件包括第三水泵（603）和第四水泵（604），其中，所述第三水泵（603）设置于所述第一冷却水循环回路上，所述第四水泵（604）设置于所述第二冷却水循环回路上。
10.根据权利要求2所述的制冷系统，其特征在于，还包括第一温度传感器（701）、第一压力传感器（702）和第二温度传感器（703），所述第一温度传感器（701）和所述第一压力传感器（702）设置于所述第二冷冻水循环回路和所述第三冷冻水循环回路上，所述第二温度传感器（703）设置于第一间室（8）内，并且所述第一温度传感器（701）和所述第一压力传感器（702）的监测结果，和/或所述第二温度传感器（703）的监测结果决定所述制冷主机（1）以及所述控制组件的开启状态。
11.根据权利要求2所述的制冷系统，其特征在于，还包括第三温度传感器（704）和第二压力传感器（705），所述第三温度传感器（704）和所述第二压力传感器（705）设置于所述第二冷却水循环回路上，并且所述第三温度传感器（704）和所述第二压力传感器（705）的监测结果决定所述控制组件中第二控制阀（502）的开度大小和/或所述冷却塔（2）中风机（203）的风速大小。
12.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述第一末端换热设备（3）包括混合段（301）、表冷段（302）和处理段（303），所述混合段（301）、所述表冷段（302）和所述处理段（303）依次设置，并且所述制冷主机（1）的蒸发器与所述表冷段（302）之间形成所述第二冷冻水循环回路，所述第一蒸发冷却件（201）与所述表冷段（302）之间形成所述第三冷冻水循环回路。
13.一种根据权利要求1至12中任一项所述的制冷系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取制冷系统的运行模式；
基于制冷系统的运行模式，控制制冷主机（1）、第一蒸发冷却件（201）、第二蒸发冷却件（202）、控制组件和水泵组件的开启状态，并使第一冷冻水循环回路、第二冷冻水循环回路、第三冷冻水循环回路、第一冷却水循环回路和第二冷却水循环回路连通或断开。
14.根据权利要求13所述的制冷系统的控制方法，其特征在于，所述制冷系统的运行模式包括第一运行模式和第二运行模式，并且制冷系统处于第二运行模式时的制冷需求小于制冷系统处于第一运行模式时的制冷需求。
15.根据权利要求14所述的制冷系统的控制方法，其特征在于，所述制冷系统处于第一运行模式时，控制制冷主机（1）、第一蒸发冷却件（201）和第二蒸发冷却件（202）处于开启状态，控制第一冷冻水循环回路、第二冷冻水循环回路、第一冷却水循环回路和第二冷却水循环回路均处于连通状态，控制第三冷冻水循环回路处于断开状态。
16.根据权利要求14所述的制冷系统的控制方法，其特征在于，所述制冷系统处于第二运行模式时，控制制冷主机（1）处于关闭状态，控制第一蒸发冷却件（201）和第二蒸发冷却件（202）处于开启状态，控制第三冷冻水循环回路、第一冷却水循环回路和第二冷却水循环回路均处于连通状态，控制第一冷冻水循环回路和第二冷冻水循环回路处于断开状态；
或者是，所述制冷系统处于第二运行模式时，控制制冷主机（1）处于开启状态，控制第一蒸发冷却件（201）处于关闭状态，控制第二蒸发冷却件（202）处于开启状态，控制第二冷冻水循环回路、第一冷却水循环回路和第二冷却水循环回路均处于连通状态，控制第一冷冻水循环回路和第三冷冻水循环回路处于断开状态。
17.根据权利要求16所述的制冷系统的控制方法，其特征在于，所述制冷系统处于第二运行模式，且在所述制冷主机（1）处于关闭状态，所述第三冷冻水循环回路处于连通状态时，还包括如下步骤：
获取第三冷冻水循环回路中的冷冻水参数和/或第一间室（8）的室内温度；
比较冷冻水参数与预设冷冻水参数的大小，和/或比较室内温度与预设室内温度的大小；
基于冷冻水参数与预设冷冻水参数的比较结果和/或室内温度与预设室内温度的比较结果，控制制冷主机（1）的开启状态，同时控制第一冷冻水循环回路、第二冷冻水循环回路和第三冷冻水循环回路连通或断开。
18.根据权利要求17所述的制冷系统的控制方法，其特征在于，冷冻水参数大于预设冷冻水参数，和/或室内温度大于预设室内温度时，控制制冷主机（1）处于开启状态，控制第一冷冻水循环回路和第二冷冻水循环回路处于连通状态，控制第三冷冻水循环回路处于断开状态。
19.根据权利要求15或16所述的制冷系统的控制方法，其特征在于，所述制冷系统处于第一运行模式或处于第二运行模式，且在所述制冷主机（1）处于开启状态时，还包括如下步骤：
获取第二冷却水循环回路中的冷却水参数；
比较冷却水参数与预设冷却水参数的大小；
基于冷却水参数与预设冷却水参数的比较结果，控制第二控制阀（502）的开度大小和/或控制冷却塔（2）中风机（203）的风速大小。
20.根据权利要求19所述的制冷系统的控制方法，其特征在于，冷却水参数大于预设冷却水参数时，控制第二控制阀（502）的开度增大和/或控制风机（203）的转速增大。
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