CN115264978A - 一种双制冷联合氟泵循环制冷系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种双制冷联合氟泵循环制冷系统及其控制方法。包括：第一压缩机制冷循环回路的一端与第一储液罐连接，另一端与第一蒸发器连接；第二压缩机制冷循环回路的一端与第二储液罐连接，另一端与第二蒸发器连接；氟泵制冷循环回路的一端与第二储液罐连接，另一端与第二蒸发器连接；送风机与第一蒸发器、第二蒸发器连接；在双制冷联合氟泵循环制冷系统运行时，接通第一压缩机制冷循环回路、第二压缩机制冷循环回路和氟泵制冷循环回路中的至少一条进行制冷。本发明实施例通过压缩机和氟泵制冷联合技术，在不同的情况使用不同相应的制冷方式进行制冷，可以利用自然冷源散热，提高了制冷系统的能效，降低能耗。
Description
技术领域
本发明涉及数据中心制冷技术及空调技术领域，特别是涉及一种双制冷联合氟泵循环制冷系统和一种双制冷联合氟泵循环制冷系统的控制方法。
背景技术
随着AI(Artificial Intelligence，人工智能)、大数据、云计算等电子信息技术的飞速发展，存储数据的数据中心规模也因此不断扩大。由于数据中心属于高能耗系统，由此产生的能耗逐步成为行业关注的焦点。数据中心的能耗主要来自于IT(InternetTechnology，互联网技术)设备、供电系统、制冷空调系统、照明设施；其中，制冷空调系统能耗约占数据中心总能耗的40％左右，直接影响PUE(PowerUsageEffectiveness，电源使用效率)值的大小。
目前，传统空调系统主要是由蒸发器、压缩机、冷凝器、节流装置组成，蒸发器对应的室内风机应用的是直流风机，无使用节能模块；数据中心需全年不间断供冷，在冬季，传统空调系统仍依靠压缩机制冷，无自然冷源应用技术，且制冷模式单一，空调系统能耗较高。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种双制冷联合氟泵循环制冷系统和相应的一种双制冷联合氟泵循环制冷系统的控制方法。
在本发明的第一个方面，本发明实施例公开了一种双制冷联合氟泵循环制冷系统，包括：第一储液罐、第二储液罐、送风机、第一压缩机制冷循环回路、第二压缩机制冷循环回路、氟泵制冷循环回路、第一蒸发器和第二蒸发器；
所述第一压缩机制冷循环回路的一端与所述第一储液罐连接，另一端与所述第一蒸发器连接；
所述第二压缩机制冷循环回路的一端与所述第二储液罐连接，另一端与所述第二蒸发器连接；
所述氟泵制冷循环回路的一端与所述第二储液罐连接，另一端与所述第二蒸发器连接；
所述送风机与所述第一蒸发器、所述第二蒸发器连接；
在双制冷联合氟泵循环制冷系统运行时，接通所述第一压缩机制冷循环回路、所述第二压缩机制冷循环回路和所述氟泵制冷循环回路中的至少一条进行制冷。
可选地，所述第一压缩机制冷循环回路包括：第一节流阀、第一压缩机、第一单向阀、第一冷凝器，
所述第一压缩机、所述第一单向阀、所述第一冷凝器、所述第一储液罐、所述第一节流阀和所述第一蒸发器依次串联连接。
可选地，所述第二压缩机制冷循环回路包括：第一电磁阀、第二节流阀、第二压缩机、第二单向阀、第二冷凝器、第二电磁阀，
所述第二压缩机、所述第二单向阀、所述第二冷凝器、所述第二储液罐、所述第一电磁阀、所述第二节流阀、所述第二蒸发器、所述第二电磁阀依次串联连接。
可选地，所述氟泵制冷循环回路包括：氟泵、所述第二蒸发器、第三电磁阀、第三单向阀、所述第二冷凝器、第四电磁阀，
所述氟泵、所述第二蒸发器、所述第三电磁阀、所述第三单向阀、所述第二冷凝器、所述第二蒸发器、所述第四电磁阀依次串联连接。
可选地，所述系统还包括：第一室外风机和第二室外风机，
所述第一室外风机与所述第一冷凝器连接；
所述第二室外风机与所述第二冷凝器连接。
在本发明的第二个方面，本发明实施例还公开了一种双制冷联合氟泵循环制冷系统的控制方法，应用于如上所述的双制冷联合氟泵循环制冷系统，所述方法包括：
获取室外温度和末端负荷状态信息；
根据所述室外温度和所述末端负荷状态信息，接通所述第一压缩机制冷循环回路、所述第二压缩机制冷循环回路和所述氟泵制冷循环回路中的至少一条进行制冷。
可选地，所述根据所述室外温度和所述末端负荷信息，接通所述第一压缩机制冷循环回路、所述第二压缩机制冷循环回路和所述氟泵制冷循环回路中的至少一条进行制冷的步骤包括：
当所述室外温度高于预设第一温度，且末端负荷状态信息为满负荷状态时，接通所述第一压缩机制冷循环回路和所述第二压缩机制冷循环回路进行制冷。
可选地，所述根据所述室外温度和所述末端负荷信息，接通所述第一压缩机制冷循环回路、所述第二压缩机制冷循环回路和所述氟泵制冷循环回路中的至少一条进行制冷的步骤包括：
当所述室外温度高于预设第一温度，且末端负荷状态信息为半负荷状态时，接通所述第一压缩机制冷循环回路，或所述第二压缩机制冷循环回路进行制冷。
可选地，所述根据所述室外温度和所述末端负荷信息，接通所述第一压缩机制冷循环回路、所述第二压缩机制冷循环回路和所述氟泵制冷循环回路中的至少一条进行制冷的步骤包括：
当室外温度低于预设第一温度且高于预设第二温度时，接通所述第一压缩机制冷循环回路和所述氟泵制冷循环回路进行制冷；其中，所述预设第一温度大于所述预设第二温度。
可选地，所述根据所述室外温度和所述末端负荷信息，接通所述第一压缩机制冷循环回路、所述第二压缩机制冷循环回路和所述氟泵制冷循环回路中的至少一条进行制冷的步骤包括：
当室外温度低于预设第二温度时，接通所述氟泵制冷循环回路进行制冷。
本发明实施例包括以下优点：
在本发明实施例中，第一压缩机制冷循环回路的一端与第一储液罐连接，另一端与第一蒸发器连接；第二压缩机制冷循环回路的一端与第二储液罐连接，另一端与第二蒸发器连接；氟泵制冷循环回路的一端与第二储液罐连接，另一端与第二蒸发器连接；送风机与第一蒸发器、第二蒸发器连接；在双制冷联合氟泵循环制冷系统运行时，接通第一压缩机制冷循环回路、第二压缩机制冷循环回路和氟泵制冷循环回路中的至少一条进行制冷。通过采用压缩机和氟泵作为动力源联合制冷，根据不同的使用环境调节使用双压缩机制冷、单压缩机制冷、单氟泵制冷或压缩机联合氟泵制冷，实现多模式精确控制，降低制冷系统能耗，避免持续只使用压缩机进行制冷；且通过氟泵利用自然冷源散热，进一步提高了制冷系统的能效，降低能耗，降低数据中心的机房PUE值。
附图说明
图1是本发明的一种双制冷联合氟泵循环制冷系统实施例的框图；
图2是本发明的一种双制冷联合氟泵循环制冷系统实施例的示意图；
图3是本发明的一种双制冷联合氟泵循环制冷系统的控制方法实施例的步骤流程图；
图4是本发明的另一种双制冷联合氟泵循环制冷系统的控制方法实施例的步骤流程图。
附图标记说明：100-第一储液罐、200-第二储液罐、300-送风机、400-第一压缩机制冷循环回路、500-第二压缩机制冷循环回路、600-氟泵制冷循环回路、700-第一蒸发器、800-第二蒸发器；
410-第一节流阀、420-第一压缩机、430-第一单向阀、440-第一冷凝器；
510-第一电磁阀、520-第二节流阀、530-第二压缩机、540-第二单向阀、550-第二冷凝器、560-第二电磁阀；
610-氟泵、620-第三电磁阀、630-第三单向阀、640-第四电磁阀；
910-第一室外风机、920-第二室外风机。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。需要说明的是，下文所述的第一、第二、第三、第四等描述是为了区分相同类型零部件，对应的零部件可以相同。
参照图1，示出了本发明的一种双制冷联合氟泵610循环制冷系统实施例的框图，双制冷联合氟泵610循环制冷系统具体可以包括如下模块：第一储液罐100、第二储液罐200、送风机300、第一压缩机制冷循环回路400、第二压缩机制冷循环回路500、氟泵制冷循环回路600、第一蒸发器700和第二蒸发器800；
其中，第一储液罐100和第二储液罐200为两个独立的储液罐，第一储液罐100可以存储第一压缩机制冷循环回路400中所循环流动的冷媒。第二储液罐200可以存储第二压缩机制冷循环回路500和氟泵制冷循环回路600中所循环流动的冷媒。第一储液罐100和第二储液罐200的容量、性能等可以相同也可以不相同，对此不作限定。此外，第一储液罐100和第二储液罐200储存的冷媒可以相同，也可以存在区别；冷媒的种类包括但不限于烷烃、氨气、二氧化碳。
第一蒸发器700和第二蒸发器800为两个独立的蒸发器，用于将增压后的空气与其内部的冷媒进行换热交换，令空气的温度降低。第一蒸发器700和第二蒸发器800的蒸发面积可以为S型，以增加散热的面积，增强空气冷却效果。
送风机300与第一蒸发器700、第二蒸发器800连接，将第一蒸发器700和第二蒸发器800进行热交换时第一蒸发器700、第二蒸发器800周边冷却的空气吹送至数据中心，以对数据中心进行制冷。其中，第一蒸发器700和第二蒸发器800并排，采用一台送风机300在第一蒸发器700和第二蒸发器800的同一侧运行，将第一蒸发器700和第二蒸发器800冷却的空气进行吹送。
在本发明的一实施例中，送风机300的类型可以是EC(Electrical Commutation，电子换向)电机，EC电动机是由外部电子设备(电子电路板或变频驱动器)控制的无刷直流电动机。转子包含永磁体，定子具有一组固定绕组。机械换向由电子电路执行。电路板切换固定绕组中的相位，以保持电动机转动。采用EC电机进行送风，可以实时调整其转速，进而调节送风量，以达到节能效果。
第一压缩机制冷循环回路400的一端与第一储液罐100连接，另一端与第一蒸发器700连接，从第一储液罐100抽取冷媒，并推动冷媒在第一压缩机制冷循环回路400中循环流动进行热交换，通过冷媒在第一蒸发器700冷却对周围空气的吸热，通过送风机300吹送冷却的空气实现对数据中心的制冷。
第二压缩机制冷循环回路500的一端与第二储液罐200连接，另一端与第二蒸发器800连接，第二压缩机制冷循环回路500与第一压缩机制冷循环回路400相似，从第二储液罐200中抽取冷媒，并推动冷媒在第二压缩机制冷循环回路500进行循环，在冷媒经过第二蒸发器800时对周围空气的吸热，送风机300吹送冷却的空气实现对数据中心的制冷。需要说明的是，第二压缩机制冷循环回路500与第一压缩机制冷循环回路400是两条相互独立的制冷循环回路，第一压缩机420与第二压缩机530为两个不同的，相互独立的压缩机。
氟泵制冷循环回路600的一端与第二储液罐200连接，另一端与第二蒸发器800连接；其中氟泵制冷循环回路600与第二储液罐200的连接接口、以及与第二蒸发器800的接口可以与第二压缩机制冷循环回路500的连接接口相同。从第二储液罐200中抽取冷媒，并推动冷媒在第二压缩机制冷循环回路500进行循环，在冷媒经过第二蒸发器800时对周围空气的吸热，送风机300吹送冷却的空气实现对数据中心的制冷。
在双制冷联合氟泵610循环制冷系统运行时，可以通过接通第一压缩机制冷循环回路400、第二压缩机制冷循环回路500和氟泵制冷循环回路600中的至少一条进行制冷。具体地，可以只接通第一压缩机制冷循环回路400进行制冷、可以只接通第二压缩机制冷循环回路500进行制冷、可以只接通氟泵制冷循环回路600进行制冷；可以同时接通第一压缩机制冷循环回路400和第二压缩机制冷循环回路500进行制冷；可以同时接通第一压缩机制冷循环回路400和氟泵制冷循环回路600进行制冷，可以同时第二压缩机制冷循环回路500和氟泵制冷循环回路600。
在本发明实施例中，第一压缩机制冷循环回路400的一端与第一储液罐100连接，另一端与第一蒸发器700连接；第二压缩机制冷循环回路500的一端与第二储液罐200连接，另一端与第二蒸发器800连接；氟泵制冷循环回路600的一端与第二储液罐200连接，另一端与第二蒸发器800连接；送风机300与第一蒸发器700、第二蒸发器800连接；在双制冷联合氟泵610循环制冷系统运行时，接通第一压缩机制冷循环回路400、第二压缩机制冷循环回路500和氟泵制冷循环回路600中的至少一条进行制冷。通过采用压缩机和氟泵作为动力源联合制冷，根据不同的使用环境调节使用双压缩机制冷、单压缩机制冷、单氟泵制冷或压缩机联合氟泵制冷，实现多模式精确控制，降低制冷系统能耗，避免持续只使用压缩机进行制冷；且通过氟泵610利用自然冷源散热，进一步提高了制冷系统的能效，降低能耗，降低数据中心的机房PUE值。
参照图2，示出了本发明的一种双制冷联合氟泵610循环制冷系统实施例的示意图。双制冷联合氟泵610循环制冷系统具体可以包括如下模块：第一储液罐100、第二储液罐200、送风机300、第一压缩机制冷循环回路400、第二压缩机制冷循环回路500、氟泵制冷循环回路600、第一蒸发器700和第二蒸发器800；
第一压缩机制冷循环回路400的一端与所述第一储液罐100连接，另一端与所述第一蒸发器700连接，用于从第一储液罐100抽取冷媒，在第一蒸发器700中吸热以实现制冷。具体地，第一压缩机制冷循环回路400包括：第一节流阀410、第一压缩机420、第一单向阀430、第一冷凝器440。
第一节流阀410用于控制第一压缩机制冷循环回路400中第一冷凝器440和第一储液罐100的冷媒的流量及压力。
第一压缩机420用于产生压力差，其中在第一压缩机420的输入侧产生负压从第一储液罐100中抽取冷媒，在第一压缩机420的输出侧产生正压，将冷媒和空气压缩压缩形成高压气体后输出，并推动其在第一压缩机制冷循环回路400中流动。其中，第一压缩机420的类型包括但不限于柱塞式泵和齿轮泵。
第一单向阀430布置在第一压缩机制冷循环回路400中，用于控制第一压缩机制冷循环回路400中循环的冷媒流向，令冷媒循环从第一压缩机420输出端流出，输入端流入；防止逆流现象发生。
第一冷凝器440为第一压缩机制冷循环回路400的室外散热设备，用于将第一压缩机420产生的高温冷媒气体与空调系统外界的空气进行热交换，以实现将数据中心的高温散发到外界。
第一压缩机420、第一单向阀430、第一冷凝器440、第一储液罐100、第一节流阀410和第一蒸发器700依次串联连接。即以第一压缩机420的输出端为冷媒的循环起点，冷媒依次经过第一单向阀430、第一冷凝器440、第一储液罐100、第一节流阀410和第一蒸发器700，最终进入第一压缩机420的输入端，完成循环，在循环过程中流经第一蒸发器700时，送风机300吹送第一蒸发器700周边的冷却空气实现制冷效果。此外，第一压缩机制冷循环回路400内部会存在高压气体，第一压缩机420、第一单向阀430、第一冷凝器440、第一储液罐100、第一节流阀410和第一蒸发器700之间通过耐高压管连接，如高压铜管。
第二压缩机制冷循环回路500为第二条采用压缩机作为动力源的制冷循环回路，第一压缩机制冷循环回路400相互独立。第二压缩机制冷循环回路500的一端与第二储液罐200连接，另一端与第二蒸发器800连接。其中，第二储液罐200储存有冷媒，第二蒸发器800内部冷媒冷却回路中的高温高压气体。
具体地，第二压缩机制冷循环回路500包括：第一电磁阀510、第二节流阀520、第二压缩机530、第二单向阀540、第二冷凝器550、第二电磁阀560，
第一电磁阀510和第二电磁阀560用于控制第二压缩机制冷循环回路500的状态。当第一电磁阀510和第二电磁阀560都处于开启状态时，第二压缩机制冷循环回路500处于接通状态，实现制冷效果。当第一电磁阀510和第二电磁阀560都处于关闭状态时，第二压缩机制冷循环回路500处于关闭状态，第二压缩机制冷循环回路500不工作。其中，第一电磁阀510和第二电磁阀560可以采用相同的电磁阀，也可以采用不同的电磁阀，本发明实施例不作具体限定。
第二节流阀520为第二压缩机制冷循环回路500中的节流装置，用于控制第二压缩机制冷循环回路500中冷媒气体的流量和流速。
第二压缩机530为第二压缩机制冷循环回路500中做功部件，用于产生负压从第二储液罐200中抽取冷媒，并对冷媒进行压缩，令冷媒形成高压气体，并输出至第二压缩机制冷循环回路500中，推动冷媒气体在第二压缩机制冷循环回路500中循环。其中，第二压缩机530与第二压缩机530可以采用相同类型的压缩机，也可以采用不同类型的压缩机；本发明实施例不作限定。
第二单向阀540为第二压缩机制冷循环回路500中的导向部件，用于控制第二压缩机制冷循环回路500循环流动的方向，防止冷媒气体回流导致制冷不良现象发生。
第二冷凝器550为第二压缩机制冷循环回路500中的室外散热部件，当第二压缩机制冷循环回路500中的冷媒气体流经第二冷凝器550时，通过第二冷凝器550向外界空气散热，以使冷媒气体得到冷却。
第二压缩机530、第二单向阀540、第二冷凝器550、第二储液罐200、第一电磁阀510、第二节流阀520、第二蒸发器800、第二电磁阀560依次串联连接。即当采用第二压缩机制冷循环回路500进行制冷时，第二压缩机530输出端输出的冷媒气体会依次流经第二单向阀540、第二冷凝器550、第二储液罐200、第一电磁阀510、第二节流阀520、第二蒸发器800、第二电磁阀560后流入第二压缩机530输入端。其中冷媒气体在第二蒸发器800中产生低温气体，经过送风机300吹进数据中心，实现制冷效果。第二压缩机制冷循环回路500内部会存在高压气体，第二压缩机530、第二单向阀540、第二冷凝器550、第二储液罐200、第一电磁阀510、第二节流阀520、第二蒸发器800、第二电磁阀560之间可以采用耐高压管件连接。
氟泵制冷循环回路600则是以氟泵610为动力源进行制冷，可以与第一压缩机制冷循环回路400、第二压缩机制冷循环回路500联合进行制冷。其中，氟泵制冷循环回路600的一端与第二储液罐200连接，另一端与第二蒸发器800连接；即与氟泵制冷循环回路600共用第二储液罐200和第二蒸发器800。
具体地，氟泵制冷循环回路600包括：氟泵610、第三电磁阀620、第三单向阀630、第四电磁阀640，
氟泵610为氟泵制冷循环回路600的动力源，用于在过渡季节和完全自然冷源供冷时，为氟泵610循环制冷回的冷媒提供循环动力。
第三电磁阀620和第四电磁阀640为氟泵制冷循环回路600的控制元件，用于控制氟泵制冷循环回路600的状态，当第三电磁阀620和第四电磁阀640都开启时，氟泵制冷循环回路600进行制冷；当第三电磁阀620和第四电磁阀640都关闭时，氟泵制冷循环回路600停止制冷。
第三单向阀630为氟泵制冷循环回路600的导向部件，用于控制氟泵制冷循环回路600中的冷媒气体往单一方向循环流动。
氟泵610、第二蒸发器800、第三电磁阀620、第三单向阀630、第二冷凝器550、第二蒸发器800、第四电磁阀640依次串联连接。即采用氟泵制冷循环回路600进行制冷时，冷媒气体依次氟泵610、第二蒸发器800、第三电磁阀620、第三单向阀630、第二冷凝器550、第二蒸发器800、第四电磁阀640，最终又进入氟泵610进行新的循环。其中，氟泵610并未对冷媒进行压缩，氟泵610、第二蒸发器800、第三电磁阀620、第三单向阀630、第二冷凝器550、第二蒸发器800、第四电磁阀640之间的连接可以采用常规材质的气管。
在双制冷联合氟泵610循环制冷系统运行时，通过接通第一压缩机制冷循环回路400、第二压缩机制冷循环回路500和氟泵制冷循环回路600中的其中一条回路进行制冷。
送风机300与第一蒸发器700、第二蒸发器800连接；当冷媒气体流经第一蒸发器700、第二蒸发器800时，送风机300吹动第一蒸发器700、第二蒸发器800周围被冷却的空气进入数据中心，实现对数据中的制冷。
在本发明的一实施例中，双制冷联合氟泵610循环制冷系统还包括第一室外风机910和第二室外风机920，
第一室外风机910与第一冷凝器440连接，当第一压缩机制冷循环回路400中的冷媒气体流经第一冷凝器440进行换热时，第一室外风机910吹动室外空气在第一冷凝器440的外表面快速流过，通过流动的空气带动第一冷凝器440的中冷媒气体的温度，提高第一冷凝器440的换热效率。
第二室外风机920与第二冷凝器550连接，当第一压缩机制冷循环回路400、氟泵制冷循环回路600中的冷媒气体流经第二冷凝器550，第二室外风机920带动室外空气在第一冷凝器440的外表面流动，对第二冷凝器550中冷媒气体的温度进行冷却。
需要说明的是，第一室外风机910、第二室外风机920可以部署在第一冷凝器440和第二冷凝器550的同一侧，使得第一室外风机910、第二室外风机920可以同时工作，带动更大流量的空气流过第一冷凝器440和第二冷凝器550的外表秒，提高散热的效率。
本发明实施例可以实现全年不间断制冷，可以通过智能调控，实现根据不同的使用环境调节使用双压缩机制冷、单压缩机制冷、单氟泵制冷或压缩机联合氟泵制冷，实现多模式精确控制，相比于传统空调系统增设电子控制风机及氟泵制冷循环回路，通过高效节能制冷联合技术，利用自然冷源散热，大大降低能耗，降低机房PUE值。
参照图3，示出了本发明的一种双制冷联合氟泵循环制冷系统的控制方法实施例的步骤流程图，需要说明的是，本发明实施例可以应用于上述任一种双制冷联合氟泵循环制冷系统，对其进行控制。其中，双制冷联合氟泵循环制冷系统可以用于为数据中心进行制冷。双制冷联合氟泵循环制冷系统的控制方法具体可以包括如下步骤：
步骤301，获取室外温度和末端负荷状态信息；
在本发明实施中，可以在数据中心等双制冷联合氟泵循环制冷系统部署场地的外部设置至少一个室外温度传感器，通过室外温度传感器检测室外温度。
还可以在在数据中心等双制冷联合氟泵循环制冷系统部署场地的内部设置至少一个室内温度传感器和至少一个湿度传感器，通过室内温度传感器检测数据中心等部署场地的室内温度；通过湿度传感器检测数据中心等部署场地的室内湿度。
获取设置于室外的温度传感器发送的针对温度检测的信号，确定为室外温度，获取设置于室内的室内温度传感器的室内温度和湿度传感器的室内湿度确定为末端负荷状态信息。其中，当室内温度和室内湿度中的至少一个高于部署场地规定的温湿度标准时，可以确定的末端负荷状态为满负荷状态。当室内温度和室内湿度其中一个高于部署场地规定的温湿度标准时，可以确定的末端负荷状态为半负荷状态。当室内温度和室内湿度中的都低于部署场地规定的温湿度标准时，可以确定的末端负荷状态为低负荷状态。
步骤302，根据所述室外温度和所述末端负荷状态信息，接通所述第一压缩机制冷循环回路、所述第二压缩机制冷循环回路和所述氟泵制冷循环回路中的至少一条进行制冷。
在实际应用中，可以根据室外温度和末端负荷状态信息，确定双制冷联合氟泵循环制冷系统需要输送的制冷量，基于制冷量，接通第一压缩机制冷循环回路、第二压缩机制冷循环回路和氟泵制冷循环回路中的至少一条进行制冷，即可以根据室外温度和末端负荷状态信息，确定双制冷联合氟泵循环制冷系统的制冷模式，包括：只接通第一压缩机制冷循环回路、或只接通第二压缩机制冷循环回进行制冷的单压缩机制冷模式；只接通氟泵制冷循环回路进行制冷的单氟泵制冷模式；同时接通第一压缩机制冷循环回路和第二压缩机制冷循环回路进行制冷的双压缩机制冷模式；同时接通第一压缩机制冷循环回路和氟泵制冷循环回路、或同时第二压缩机制冷循环回路和氟泵制冷循环回路进行制冷的联合制冷模式。其中，按照输送制冷量大至输送制冷量小的顺序对四种制冷模式进行排序，依次为：双压缩机制冷模式、联合制冷模式、单压缩机制冷模式、单氟泵制冷模式。
本发明实施例通过获取室外温度和末端负荷状态信息；根据所述室外温度和所述末端负荷状态信息，接通所述第一压缩机制冷循环回路、所述第二压缩机制冷循环回路和所述氟泵制冷循环回路中的至少一条进行制冷。实现全年不间断制冷，当室外环境温度与机房负荷不同时，可以通过智能调控，实现制冷循环系统的模式切换，采用合理的制冷模式进行制冷，提高制冷的效能，通过高效节能制冷联合技术，利用自然冷源散热，大大降低能耗，降低机房PUE值。
参照图4，示出了本发明的另一种双制冷联合氟泵循环制冷系统的控制方法实施例的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：
步骤401，获取室外温度和末端负荷状态信息。
获取数据中心的室外温度值，以及数据中心的室内温度和湿度，通过室内温度和湿度确定数据中心的末端负荷状态信息。其中，室外温度值和室内温度可以采用华氏温度进行标识也可以采用摄氏温度进行标识，本发明实施例不作具体限定。
步骤402，当所述室外温度高于预设第一温度，且末端负荷状态信息为满负荷状态时，接通所述第一压缩机制冷循环回路和所述第二压缩机制冷循环回路进行制冷。
当室外温度高于预设第一温度，且末端负荷状态信息为满负荷状态时，可以确定室外温度高，且数据中心的内部的产生的热量也较多，此时需要调控双制冷联合氟泵循环制冷系统输送最多的制冷量，对数据中心进行制冷。可以同时接通第一压缩机制冷循环回路和第二压缩机制冷循环回路进行制冷。第一电磁阀和第二电磁阀打开，第三电磁阀和第四电磁阀关闭，第一压缩机制冷循环回路和第二压缩机制冷循环回路运行工作。其中，第一压缩机制冷循环回路由送风机、第一蒸发器、第一压缩机、第一单向阀、第一冷凝器、第一室外风机、第一储液罐、第一节流阀依次通过耐高压铜管连接组成一个独立压缩制冷循环进行制冷；第二压缩机制冷循环回路由送风机、第二蒸发器、第二电磁阀、第二压缩机、第二单向阀、第二冷凝器、第二室外风机、第二储液罐、第一电磁阀、第二节流阀依次通过耐高压铜管连接组成一个独立压缩制冷循环进行制冷。
其中，第一压缩机制冷循环回路，通过将来自于第一蒸发器的低温低压冷媒气体在第一压缩机内部被压缩成高温高压的冷媒气体，进而送入第一冷凝器进行定压放热，将热量传递至室外环境，释放完热量的冷媒变成低温高压液体，送入第一储液罐进行气液分离并储存进而送入第一节流阀进行膨胀节流，膨胀节流后的冷媒变成低温低压的液体送入第一蒸发器进行定压吸热，送风机通过末端负荷智能调控风速，将机房高温空气增压循环与第一蒸发器进行换热，将机房热量传递给第一蒸发器内部冷媒，完成一个独立压缩机制冷循环。需要说明的是，第一压缩机制冷循环回路与第一压缩机制冷循环回路的制冷原理相同，参照即可。
此外，预设第一温度可以根据数据中心的需求进行设置，本发明实施例不作具体限定。在本发明的一示例中，预设第一温度为20摄氏度。
步骤403，当所述室外温度高于预设第一温度，且末端负荷状态信息为半负荷状态时，接通所述第一压缩机制冷循环回路，或所述第二压缩机制冷循环回路进行制冷。
当室外温度高于预设第一温度，且末端负荷状态信息为半负荷状态时，室外温度较高，但是数据中心内部产生的热量较低。可以采用单压缩机进行制冷，接通第一压缩机制冷循环回路，或第二压缩机制冷循环回路进行制冷。其中，接通第一压缩机制冷循环回路为优先选择，当第一压缩机制冷循环回路处于维修或故障状态时，接通第二压缩机制冷循环回路。当选择接通第一压缩机制冷循环回路时，第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀关闭，第二压缩机关闭；送风机、第一蒸发器、第一压缩机、第一单向阀、第一冷凝器、第一室外风机、第一储液罐、第一节流阀依次通过耐高压铜管连接组成一个独立压缩制冷循环进行制冷。当选择接通第二压缩机制冷循环回路时，第一电磁阀和第二电磁阀打开，第三电磁阀和第四电磁阀关闭，第一压缩机关闭；送风机、第二蒸发器、第二电磁阀、第二压缩机、第二单向阀、第二冷凝器、第二室外风机、第二储液罐、第一电磁阀、第二节流阀依次通过耐高压铜管连接组成一个独立压缩制冷循环进行制冷。
步骤404，当室外温度低于预设第一温度且高于预设第二温度时，接通所述第一压缩机制冷循环回路和所述氟泵制冷循环回路进行制冷；其中，所述预设第一温度大于所述预设第二温度。
当室外温度低于预设第一温度且高于预设第二温度时，外界温度相对室内高，但并非差距很大；此时，末端负荷状态信息中记载的末端负荷状态对需求的制冷量影响较小，可以将末端负荷状态信息对应的需求忽略不计。接通第一压缩机制冷循环回路和氟泵制冷循环回路进行制冷。第三电磁阀和第四电磁阀打开，第一电磁阀和第二电磁阀关闭；送风机、第二蒸发器、第四电磁阀、第三单向阀、第二冷凝器、第二室外风机、第二储液罐、第三电磁阀、氟泵依次通过耐高压铜管连接组成一个独立氟泵自然冷却制冷循环进行制冷；第一压缩机制冷循环回路由送风机、第一蒸发器、第一压缩机、第一单向阀、第一冷凝器、第一室外风机、第一储液罐、第一节流阀依次通过耐高压铜管连接组成一个独立压缩制冷循环进行制冷。其中，氟泵自然冷却制冷循环充分利用自然冷源，来自于第二蒸发器的冷媒气体在经过第三电磁阀、第三单向阀后被送入第二冷凝器进行定压放热，充分利用自然冷源，将热量传递至室外环境，释放完热量的冷媒液体被送入第二储液罐进行气液分离并储存进而送入氟泵进行增压，冷媒被送入第二蒸发器2进行定压吸热，送风机将机房高温空气增压循环与第二蒸发器进行换热，将机房热量传递给第二蒸发器内部冷媒，实现制冷。
其中，预设第一温度大于预设第二温度。在本发明的一示例中，预设第一温度为20摄氏度，预设第二温度为10摄氏度。
步骤405，当室外温度低于预设第二温度时，接通所述氟泵制冷循环回路进行制冷。
当室外温度低于预设第二温度时，室外温度较低，可以利用外界的自然冷源进行制冷，接通氟泵制冷循环回路，第三电磁阀和第四电磁阀打开，第一电磁阀和第二电磁阀关闭，第一压缩机和第二压缩机关闭，送风机、第二蒸发器、第四电磁阀、第三单向阀、第二冷凝器、第二室外风机、第二储液罐、第三电磁阀、氟泵依次通过耐高压铜管连接组成一个独立氟泵自然冷却制冷循环进行制冷。
本发明实施例通过室外温度及末端负荷的大小精确控制制冷模式，实现四种制冷模式的智能调控，在不同的工况下采用对应的制冷模式，避免全时开启压缩机进行制冷，并且通过氟泵利用自然冷源散热，大大降低能耗，降低机房PUE值。
为了使本领域技术人员能够更好地理解本发明实施例，下面通过一个例子对本发明实施例加以说明：
在本示例中，双制冷联合氟泵循环制冷系统部署于数据中心，对数据中心进行制冷。数据中心内部设置有室内温度传感和湿度传感器，数据中心的室外设置有室外温度传感器。预设第一温度设置为20摄氏度，预设第二温度设置为10摄氏度。
获取室外温度传感器的信号确定室外温度，获取室内温度传感和湿度传感器的信号，确定室内温度和湿度，并根据室内温度和湿度确定末端负荷状态信息。
当室外温度高于20℃(摄氏度)时，末端负荷状态信息为满负荷情况下，双制冷联合氟泵循环制冷系统通过智能调控执行双压缩机制冷循环，接通第一压缩机制冷循环回路和第二压缩机制冷循环回路进行制冷。
当室外温度高于20℃时，末端负荷状态信息为半负荷情况下，双制冷联合氟泵循环制冷系统智能调控执行单压缩机制冷循环；接通第一压缩机制冷循环回路进行制冷，当第一压缩机制冷循环回处于维修或故障状态时，接通第二压缩机制冷循环回路进行制冷。
当室外温度在10℃到20℃时，因室外温度较高，双制冷联合氟泵循环制冷系统智能调控执行单压缩机联合氟泵制冷循环，接通第一压缩机制冷循环回路和氟泵制冷循环回路进行制冷，当第一压缩机制冷循环回处于维修或故障状态时，接通第二压缩机制冷循环回路和氟泵制冷循环回路进行制冷。
在室外温度低于10℃时，双制冷联合氟泵循环制冷系统智能调控执行氟泵制冷循环，接通氟泵制冷循环回路进行制冷。
需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者终端设备不仅包括那些要素，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、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种双制冷联合氟泵循环制冷系统及其控制方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种双制冷联合氟泵循环制冷系统，其特征在于，包括：第一储液罐、第二储液罐、送风机、第一压缩机制冷循环回路、第二压缩机制冷循环回路、氟泵制冷循环回路、第一蒸发器和第二蒸发器；
所述第一压缩机制冷循环回路的一端与所述第一储液罐连接，另一端与所述第一蒸发器连接；
所述第二压缩机制冷循环回路的一端与所述第二储液罐连接，另一端与所述第二蒸发器连接；
所述氟泵制冷循环回路的一端与所述第二储液罐连接，另一端与所述第二蒸发器连接；
所述送风机与所述第一蒸发器、所述第二蒸发器连接；
在双制冷联合氟泵循环制冷系统运行时，接通所述第一压缩机制冷循环回路、所述第二压缩机制冷循环回路和所述氟泵制冷循环回路中的至少一条进行制冷。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一压缩机制冷循环回路包括：第一节流阀、第一压缩机、第一单向阀、第一冷凝器，
所述第一压缩机、所述第一单向阀、所述第一冷凝器、所述第一储液罐、所述第一节流阀和所述第一蒸发器依次串联连接。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述第二压缩机制冷循环回路包括：第一电磁阀、第二节流阀、第二压缩机、第二单向阀、第二冷凝器、第二电磁阀，
所述第二压缩机、所述第二单向阀、所述第二冷凝器、所述第二储液罐、所述第一电磁阀、所述第二节流阀、所述第二蒸发器、所述第二电磁阀依次串联连接。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述氟泵制冷循环回路包括：氟泵、第三电磁阀、第三单向阀、第四电磁阀，
所述氟泵、所述第二蒸发器、所述第三电磁阀、所述第三单向阀、所述第二冷凝器、所述第二蒸发器、所述第四电磁阀依次串联连接。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括：第一室外风机和第二室外风机，
所述第一室外风机与所述第一冷凝器连接；
所述第二室外风机与所述第二冷凝器连接。
6.一种双制冷联合氟泵循环制冷系统的控制方法，应用于如权利要求1-5任一项所述的双制冷联合氟泵循环制冷系统，其特征在于，所述方法包括：
获取室外温度和末端负荷状态信息；
根据所述室外温度和所述末端负荷状态信息，接通所述第一压缩机制冷循环回路、所述第二压缩机制冷循环回路和所述氟泵制冷循环回路中的至少一条进行制冷。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述室外温度和所述末端负荷信息，接通所述第一压缩机制冷循环回路、所述第二压缩机制冷循环回路和所述氟泵制冷循环回路中的至少一条进行制冷的步骤包括：
当所述室外温度高于预设第一温度，且末端负荷状态信息为满负荷状态时，接通所述第一压缩机制冷循环回路和所述第二压缩机制冷循环回路进行制冷。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述室外温度和所述末端负荷信息，接通所述第一压缩机制冷循环回路、所述第二压缩机制冷循环回路和所述氟泵制冷循环回路中的至少一条进行制冷的步骤包括：
当所述室外温度高于预设第一温度，且末端负荷状态信息为半负荷状态时，接通所述第一压缩机制冷循环回路，或所述第二压缩机制冷循环回路进行制冷。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述室外温度和所述末端负荷信息，接通所述第一压缩机制冷循环回路、所述第二压缩机制冷循环回路和所述氟泵制冷循环回路中的至少一条进行制冷的步骤包括：
当室外温度低于预设第一温度且高于预设第二温度时，接通所述第一压缩机制冷循环回路和所述氟泵制冷循环回路进行制冷；其中，所述预设第一温度大于所述预设第二温度。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述室外温度和所述末端负荷信息，接通所述第一压缩机制冷循环回路、所述第二压缩机制冷循环回路和所述氟泵制冷循环回路中的至少一条进行制冷的步骤包括：
当室外温度低于预设第二温度时，接通所述氟泵制冷循环回路进行制冷。
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