CN116963454A - 制冷系统 - Google Patents

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CN116963454A CN202211044662.XA CN202211044662A CN116963454A CN 116963454 A CN116963454 A CN 116963454A CN 202211044662 A CN202211044662 A CN 202211044662A CN 116963454 A CN116963454 A CN 116963454A
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cooled
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刘世水
吴志学
吴晓康
钱钊钏
马银龙
李耀飞
钟爽
杨浩
李杨明
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Abstract

本申请实施例提供了一种制冷系统,包括:冷却塔,用于提供制冷系统中的冷却水,并对冷却水进行降温;预冷装置,用于采用冷水机组输出的冷冻水对冷却塔中的水进行降温,得到冷却水;板式换热器,用于容纳冷却塔通过冷却泵输出的冷却水,以及预冷装置输出的冷冻水;冷水机组,用于对板式换热器输出的冷冻水制冷,得到降温后的冷冻水,降温后的冷冻水的第一分支输出至预冷装置,降温后的冷冻水的第二分支输出至目标设备,为目标设备降温。采用本申请提供的制冷系统,冷却水出水温度不再受环境湿球温度影响,降低冷水机组启停次数,降低了对冷机的损耗,提高了制冷系统运行的稳定性。

Description

制冷系统
技术领域
本申请属于制冷技术领域,尤其涉及一种制冷系统。
背景技术
目前,数据中心通常采用板式换热器串联冷水机组的制冷方式。
板式换热器串联冷水机组的制冷方式有三种工作模式,根据环境湿球温度的高低采用单独开启板式换热器以自然冷源制冷、板式换热器联合冷水机组制冷,或单独开启冷水机组制冷的工作模式。而这种制冷模式受环境湿球温度影响,在环境湿球温度波动大时,冷水机组需频繁启停,对冷机压缩机损耗较大,且制冷模式频繁在自然冷源制冷和联合制冷之间频繁切换,影响制冷运行的稳定性。
发明内容
本申请实施例提供一种制冷系统,能够解决现有技术中制冷模式频繁在自然冷源制冷和联合制冷之间频繁切换,对冷机压缩机损耗较大且影响制冷运行的稳定性的问题。
第一方面,本申请实施例提供一种制冷系统,该制冷系统包括:
冷却塔,用于提供制冷系统中的冷却水,并对冷却水进行降温;
预冷装置,用于采用冷水机组输出的冷冻水对冷却塔中的水进行降温,得到冷却水;
板式换热器,用于容纳所述冷却塔通过冷却泵输出的冷却水,以及预冷装置输出的冷冻水;
冷水机组,用于对所述板式换热器输出的冷冻水制冷,得到降温后的所述冷冻水,降温后的所述冷冻水的第一分支输出至预冷装置,降温后的所述冷冻水的第二分支输出至目标设备,为所述目标设备降温。
在一种实施方式中,所述预冷装置包括换热器,用于对冷水机组输出的冷冻水与冷却塔中的水进行热交换,得到降温后的冷却水。
在一种实施方式中,所述制冷系统还包括第一水泵;所述预冷装置包括第一子单元和第二子单元;
所述第一子单元,用于容纳通过第一水泵抽取的所述冷却塔输出的冷却水,并通过所述第一子单元中的冷却水对所述冷却塔中的水进行降温,得到第一子单元中的冷却水回水和冷却塔中的冷却水;
所述第二子单元,用于容纳所述冷水机组输出的降温后的冷冻水的第一分支对冷却塔中的水进行降温;
其中,所述第一子单元的输出口通过第一管道与所述冷却塔的输入口连接,用于将所述第一子单元中的冷却水回水输出至所述冷却塔。
在一种实施方式中,所述第一子单元与冷却水回水管连接,所述第二子单元与冷冻水回水管连接;
所述第一子单元,用于对第一热传导介质与所述冷却塔输出的冷却水进行热交换,得到降温后的第一热传导介质;
所述第二子单元,用于对所述第一子单元输出的所述降温后的第一热传导介质与所述降温后的冷冻水的第一分支进行热交换,得到降温后的第二热传导介质,并将所述第二热传导介质输出至冷却塔;
所述冷却塔,用于采用所述第二热传导介质对所述冷却水回水进行降温,得到冷却水。
在一种实施方式中,所述第一热传导介质和所述第二热传导介质包括空气。
在一种实施方式中,所述预冷装置包括阀门和控制设备;
所述阀门,用于控制预冷装置的开始和停止工作;
所述控制设备,用于在获取到环境湿球温度时,基于环境湿球温度与水流量的对应关系,控制水泵按照与所述环境湿球温度对应的水流量输入至所述预冷装置。
在一种实施方式中,所述板式换热器通过冷冻泵与所述目标设备连接,所述冷冻泵,用于将抽取的所述目标设备输出的冷冻水回水输出至所述板式换热器。
在一种实施方式中,所述制冷系统包括至少两个预冷装置。
在一种实施方式中,所述控制设备,还用于在环境湿球温度小于第一预设阈值时,控制所述第一子单元停止工作;所述控制设备,还用于在环境湿球温度大于第一预设阈值且小于第二预设阈值时,控制所述第二子单元停止工作以及第一子单元开始工作;所述控制设备,还用于在环境湿球温度大于第二预设阈值且小于第三预设阈值时,控制所述第二子单元开始工作;所述控制设备,还用于在环境湿球温度大于第三预设阈值时,控制所述第二子单元停止工作;其中,所述第一预设阈值小于第二预设阈值,所述第二预设阈值小于所述第三预设阈值。
在一种实施方式中,所述目标设备包括数据中心的机房空调。
本申请实施例的制冷系统,包括冷却塔、预冷装置、板式换热器和冷水机组,其中,冷却塔,用于提供制冷系统中的冷却水,并对冷却水进行降温;预冷装置,用于采用冷水机组输出的冷冻水对冷却塔中的水进行降温,得到冷却水;板式换热器,用于容纳冷却塔通过冷却泵输出的冷却水,以及预冷装置输出的冷冻水;冷水机组,用于对板式换热器输出的冷冻水制冷,得到降温后的冷冻水,降温后的冷冻水的第一分支输出至预冷装置,降温后的冷冻水的第二分支输出至目标设备,为目标设备降温。这样,冷却水出水温度不再受环境湿球温度影响,降低冷水机组启停次数,降低了对冷机的损耗,提高了制冷系统运行的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单的介绍,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是本申请一个实施例提供的制冷系统的结构示意图;
图2是本申请一个实施例提供的预冷装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例,为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及具体实施例,对本申请进行进一步详细描述。应理解,此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请,而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。
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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
如背景技术所述,现有技术中板式换热器串联冷水机组的制冷方式有三种工作模式,根据环境湿球温度的高低采用单独开启板式换热器以自然冷源制冷、板式换热器联合冷水机组制冷,以及单独开启冷水机组制冷的三种工作模式。以西南地区某数据中心为例,冷冻水设置为15/21℃。1)自然冷源制冷,即在冬季或气温较低的季节,环境湿球温度低于8℃,或冷却书供水温度低于冷冻水供水温度时,单独开启板换制冷。2)联合制冷,在过渡季节,8℃<环境湿球温度<14℃,或冷却书供水温度高于冷冻水供水温度,低于冷冻水回水温度时,开启板式换热器与冷水机组联合制冷的工作模式,采用板式换热器对冷冻水进行预冷后,再由冷水机组制冷。3)冷水机组机械制冷,14℃<环境湿球温度或当冷却书供水温度高于冷冻水回水温度时,开启冷水机组制冷。
而上述制冷模式受环境湿球温度影响,在环境湿球温度波动大时,冷水机组需繁启停,对冷机压缩机损耗较大,且制冷模式频繁在自然冷源制冷和联合制冷之间频繁切换,影响制冷运行的稳定性的问题。
为了解决上述问题,本申请实施例提供了一种制冷系统,包括冷却塔、预冷装置、板式换热器和冷水机组,其中,冷却塔,用于提供制冷系统中的冷却水,并对冷却水进行降温;预冷装置,用于采用冷水机组输出的冷冻水对冷却塔中的水进行降温,得到冷却水;板式换热器,用于容纳冷却塔通过冷却泵输出的冷却水,以及预冷装置输出的冷冻水;冷水机组,用于对所述板式换热器输出的冷冻水制冷,得到降温后的所述冷冻水,降温后的所述冷冻水的第一分支输出至所述预冷装置,降温后的所述冷冻水的第二分支输出至目标设备,为所述目标设备降温。这样,冷却水出水温度不再受环境湿球温度影响,降低了冷水机组启停次数,降低了对冷机的损耗,提高了制冷系统运行的稳定性。
图1示出了本申请一个实施例提供的制冷系统的结构示意图。
如图1所示,该制冷系统具体可以包括冷却塔110、预冷装置120、板式换热器130和冷水机组140。
其中,冷却塔110,用于提供制冷系统中的冷却水,并对冷却水进行降温。
冷却塔100可以由直冷装置和预冷装置120组成,即直冷装置和预冷装置120可以设置于冷却塔110内部,预冷装置120也可以环绕冷却塔110设置。
预冷装置120,用于采用冷水机组140输出的冷冻水对冷却塔110中的水进行降温,得到冷却水。
冷水机组140开启后,产生的低温冷冻水通过预冷装置120对冷却塔110中的水进行预冷,得到冷却水,这里的冷却水可以作为冷却水供水进入板式换热器130。
板式换热器130,用于容纳冷却塔110通过冷却泵输出的冷却水,以及预冷装置120输出的冷冻水。
通过冷却泵输出的冷却水可以是冷却水供水,预冷装置120输出的冷冻水可以是冷冻水回水。冷却泵输出的冷却水,以及预冷装置120输出的冷冻水可以通过板式换热器130进行热交换,得到升温后的冷却水回水,以及降温后的冷冻水,进而进入冷水机组140。
冷水机组140,用于对板式换热器130输出的冷冻水制冷,得到降温后的冷冻水,以用于降温后的冷冻水的第一分支输出至预冷装置120,降温后的冷冻水的第二分支输出至目标设备,为目标设备降温。
冷水机组140可以是离心式冷水机组,可以包括蒸发器和冷凝器,流经冷凝器的冷却水可以降低制冷剂温度,蒸发器可以是制冷剂蒸发吸热的,流经蒸发器的冷冻水被吸收热量后温度降低,得到降温后的冷冻水。
降温后的冷冻水可以作为冷冻水供水,降温后的冷冻水的第一分支和第二分支可以是冷冻水供水的一部分,冷冻水供水的一部分进入预冷装置120,冷冻水供水的另一部分进入目标设备,为目标设备降温。
在一些实施例中,目标设备可以包括数据中心的机房空调。
在一些实施例中,板式换热器通过冷冻泵与目标设备连接,冷冻泵,用于将抽取的目标设备输出的冷冻水回水输出至板式换热器。
本申请实施例中的制冷系统,包括冷却塔、预冷装置、板式换热器和冷水机组,其中,冷却塔,用于提供制冷系统中的冷却水,并对冷却水进行降温;预冷装置,用于采用冷水机组输出的冷冻水对冷却塔中的水进行降温,得到冷却水;板式换热器,用于容纳冷却塔通过冷却泵输出的冷却水,以及预冷装置输出的冷冻水;冷水机组,用于对板式换热器输出的冷却水制冷,得到降温后的冷冻水,降温后的冷冻水的第一分支输出至预冷装置,降温后的冷冻水的第二分支输出至目标设备,为目标设备降温。这样,冷却水出水温度不再受环境湿球温度影响,降低冷水机组启停次数,降低了对冷机的损耗,提高了制冷系统运行的稳定性。
在一些实施例中,预冷装置可以包括换热器,用于对冷水机组输出的冷冻水与冷却塔中的水进行热交换,得到降温后的冷却水。
换热器可以是能够将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,例如可以是板式换热器、管式换热器等。
本申请实施例中,通过预冷装置的换热器可以对冷水机组输出的冷冻水与冷却塔中的水进行热交换,得到降温后的冷却水,这样,可以通过将冷水机组制冷后的冷冻水引入预冷装置,使冷却水出水温度不再受限于环境湿球温度,有效的防止冷水机组频繁启停。
在一些实施例中,制冷系统还可以包括第一水泵;预冷装置可以包括第一子单元和第二子单元;
第一子单元,用于容纳通过第一水泵抽取的冷却塔输出的冷却水,并通过第一子单元中的冷却水对冷却塔中的水进行降温,得到第一子单元中的冷却水回水和冷却塔中的冷却水;
第二子单元,用于容纳冷水机组输出的降温后的冷冻水的第一分支对冷却塔中的水进行降温;其中,第一子单元的输出口通过第一管道与冷却塔的输入口连接,用于将第一子单元中的冷却水回水输出至冷却塔。
第一子单元和第二子单元可以是预冷装置的两个预冷段,第一水泵可以是用于抽取冷却塔输出的冷却水,并控制冷却水进入第一子单元的水泵,例如可以是图1中的泵1。冷却塔输出的冷却水一部分作为冷却水供水进入板式换热器,另一部分被第一水泵抽取并输入第一子单元中,利用第一子单元中的冷却水对冷却塔中的水进行降温,同时冷却水升温为冷却水回水。
第一子单元的输出口通过第一管道与冷却塔的输入口连接,用于将第一子单元中升温后的冷却水回水重新回到冷却水回水管,即输出至冷却塔,其中,第一管道可以是连接第一子单元的输出口与冷却塔的输入口的管道。
在一些实施例中,制冷系统可以包括至少两个预冷装置。
在一些实施例中,第二子单元,用于容纳通过第二水泵抽取的冷水机组输出的降温后的冷冻水的第一分支,并通过降温后的冷冻水的第一分支对冷却塔中的水进行降温。
第二水泵可以是用于抽取冷水机组输出的降温后的冷冻水的第一分支,并控制降温后的冷冻水的第一分支进入第二子单元的水泵,例如可以是图1中的泵2。
本申请实施例中,通过预冷装置中的第一子单元容纳通过第一水泵抽取的冷却塔输出的冷却水,并通过第一子单元中的冷却水对冷却塔中的水进行降温,以及第二子单元容纳冷水机组输出降温后的冷冻水的第一分支对冷却塔中的水进行降温,可以将冷却塔中的水进行两次降温,使冷却水出水温度不再受限于环境湿球温度,提升数据中心制冷系统运行稳定性。
在一些实施例中,第一子单元与冷却水回水管连接,第二子单元与冷冻水回水管连接;
第一子单元,用于对第一热传导介质与冷却塔输出的冷却水进行热交换,得到降温后的第一热传导介质;
第二子单元,用于对第一子单元输出的降温后的第一热传导介质与降温后的冷冻水的第一分支进行热交换,得到降温后的第二热传导介质,并将第二热传导介质输出至冷却塔;
冷却塔,用于采用第二热传导介质对冷却水回水进行降温,得到冷却水。
第一子单元中容纳冷却塔输出的冷却水,第一子单元对第一热传导介质与冷却水进行热交换,得到降温后的第一热传导介质,以及升温后的冷却水回水。第二子单元容纳冷水机组输出的降温后的冷冻水的第一分支,并且降温后的第一热传导介质进入第二子单元,进而第二子单元对降温后的第一热传导介质与降温后的冷冻水的第一分支进行热交换,得到降温后的第二热传导介质,以及升温后的冷冻水回水,并将降温后的第二热传导介质输出至冷却塔,从而冷却塔采用第二热传导介质对冷却水回水进行降温,得到冷却水。
在一些实施例中,第一子单元和第二子单元中可以各包括一个换热器。第一子单元中的换热器用于对第一热传导介质与冷却塔输出的水进行热交换,得到降温后的第一热传导介质。第二子单元中的换热器用于对第一子单元输出的降温后的第一热传导介质与冷冻水的第一分支进行热交换,得到降温后的第二热传导介质。
通过控制第一子单元中的换热器进出水阀门的开闭实现第一子单元中的换热器的工作和停止工作。通过控制第二子单元中的换热器进出水阀门的开闭实现第二子单元中的换热器的工作和停止工作。通过控制第一子单元中的第一水泵的频率实现第一子单元中的换热器的冷却水流量控制,控制第二子单元中的第二水泵的频率实现第二子单元中的换热器的冷冻水流量控制。
在一些实施例中,第一热传导介质和第二热传导介质可以包括空气。第一热传导介质和第二热传导介质也可以是风。
作为一个示例,如图2所示的预冷装置的结构图,预冷装置包括第一子单元和第二子单元,室外进风进入环绕冷却塔设置的预冷装置的第一子单元内部,通过第一子单元的换热器与第一子单元中冷却水进行热交换,对风进行等湿降温,第一子单元中冷却水升温为冷却水回水,冷却水回水进入冷却塔的直冷装置,降温后的风进入预冷装置的第二子单元内部。降温后的风通过第二子单元的换热器与第二子单元中冷冻水进行热交换,对风再次进行等湿降温,再次降温后的风进入冷却塔的直冷装置。再次降温后的风对冷却塔的直冷装置内部的冷却水回水进行降温。
本申请实施例中,通过第一子单元对第一热传导介质与冷却塔输出的冷却水进行热交换,得到降温后的第一热传导介质,以及第二子单元,对第一子单元输出的降温后的第一热传导介质与降温后的冷冻水的第一分支进行热交换,得到降温后的第二热传导介质,并将第二热传导介质输出至冷却塔,进而冷却塔采用第二热传导介质对冷却水回水进行降温,得到降温后的冷却水,这样,可以形成冷却水在预冷装置内升温以及在冷却塔内降温的回路,并且通过热传导介质与冷冻水的热交换可以对冷却塔内的冷却水降温,使冷却水出水温度不再受限于环境湿球温度。
在一些实施例中,预冷装置可以包括阀门和控制设备;
阀门,用于控制预冷装置的开始和停止工作;
控制设备,用于在获取到环境湿球温度时,基于环境湿球温度与水流量的对应关系,控制水泵按照与环境湿球温度对应的水流量输入至预冷装置。
阀门可以有冷却水供水阀门、冷却水回水阀门,用于控制预冷装置第一子单元的开始和停止工作。阀门可以有冷冻水供水阀门、冷冻水回水阀门,用于控制预冷装置第二子单元的开始和停止工作。阀门开度可根据环境湿球温度动态调整,环境湿球温度越高,阀门开度越大。
通过控制第一子单元中的第一水泵的频率,控制第一水泵输出与环境湿球温度对应的水流量输入至预冷装置第一子单元中,第一水泵频率控制了进入预冷装置第一子单元中冷却水流量的大小。通过控制第二子单元中的第二水泵的频率,控制第二水泵输出与环境湿球温度对应的水流量输入至预冷装置第二子单元中,第二水泵频率控制了进入预冷装置第二子单元中冷冻水流量的大小。
环境湿球温度可以通过多个湿球温度传感器测量,例如,为确保环境湿球温度测量的准确,室外有三个环境湿球温度传感器,环境湿球温度为三个环境湿球温度传感器检测到的湿球温度的平均值。
环境湿球温度与水流量的对应关系可以包括环境湿球温度与冷却水流量的对应关系,以及环境湿球温度与冷冻水流量的对应关系。
在一些实施例中,控制设备在获取到环境湿球温度时,基于环境湿球温度与冷却水流量的对应关系,控制冷却水第一水泵按照与环境湿球温度对应的冷却水流量输入至预冷装置的第一子单元,并控制冷却水供、回水阀门开度按照与环境湿球温度的对应关系,调节冷却水供、回水阀门开度将冷却水输出至冷却塔;以及,基于环境湿球温度与冷冻水流量的对应关系,控制冷冻水第二水泵按照与环境湿球温度对应的冷冻水流量输入至预冷装置的第二子单元,并控制冷冻水供、回水阀门开度按照与环境湿球温度的对应关系,调节冷冻水供、回水阀门开度将冷冻水输出至板式换热器。
本申请实施例中,通过水泵控制预冷装置的水流量,以及控制设备在获取到环境湿球温度时,基于环境湿球温度与水流量的对应关系,控制水泵按照与环境湿球温度对应的水流量输入至预冷装置,这样,通过调整进入预冷装置的冷冻水流量,从而控制冷却塔的冷却水出水温度,提高利用自然冷源情况下冷水机组的负荷率,有效防止冷机喘振,提高能效。
在一些实施例中,控制设备,还用于在环境湿球温度小于第一预设阈值时,控制第一子单元停止工作;控制设备,还用于在环境湿球温度大于第一预设阈值且小于第二预设阈值时,控制第一子单元开始工作;控制设备,还用于在环境湿球温度大于第二预设阈值且小于第三预设阈值时,控制第二子单元开始工作;控制设备,还用于在环境湿球温度大于第三预设阈值时,控制第二子单元停止工作;其中,第一预设阈值小于第二预设阈值,第二预设阈值小于第三预设阈值。
第一预设阈值,第二预设阈值以及第三预设阈值可以是用户预先设置的温度阈值,例如第一预设阈值可以是8℃,第二预设阈值可以是15℃,第三预设阈值可以是25℃。
在一些实施例中,控制设备,还用于在环境湿球温度小于第一预设阈值时,控制第一子单元中的换热器停止工作;控制设备,还用于在环境湿球温度大于第一预设阈值且小于第二预设阈值时,控制第一子单元中的换热器开始工作;控制设备,还用于在环境湿球温度大于第二预设阈值且小于第三预设阈值时,控制第二子单元中的换热器开始工作;控制设备,还用于在环境湿球温度大于第三预设阈值时,控制第二子单元中的换热器停止工作;其中,第一预设阈值小于第二预设阈值,第二预设阈值小于第三预设阈值。
作为一个示例,用户预先设置温度阈值T1、T2、T3,T1<T2<T3。在室外环境湿球温度T0极低时,例如,当T0小于T1时,即T0<T1,控制设备控制预冷装置的第一子单元内换热器1停止工作,换热器I内部排空,制冷系统工作模式为自然冷源制冷。在室外环境湿球温度T0升高高于T1但未达到T2时,即T1<T0<T2时,制冷系统工作模式仍为自然冷源制冷,换热器I投入工作,换热器1冷却水供回水阀门打开,换热器I盘管内部流动的为冷却塔内直冷装置降温处理后的冷却水,通过冷却水对室外进风进行降温,通过盘管升温后的冷却水回水重新进入冷却塔,室外进风降温后直接穿过预冷装置的换热器2进入冷却塔。在室外环境湿球温度T0温度升高至T2但小于T3,即T2<T0<T3时,换热器2开始工作,制冷系统工作模式为联合制冷,换热器2冷冻水供水、回水阀门打开,且开度根据环境湿球温度动态调整,环境湿球温度越高,开度越大,换热器2盘管内部流入经冷水机组制冷后的第一分支冷冻水,通过冷冻水对经过换热器1降温后的进风进行再次降温,通过换热器2盘管再次降温的风进入冷却塔,在冷却塔直冷装置中对冷却水回水进行降温。当进入高温天气时,环境湿球度升高,环境湿球温度大于T3,即T3<T0时,制冷系统工作模式为冷水机组机械制冷,换热器2停止工作,换热器2盘管内部停止供水,进风直接穿过换热器2进入冷却塔。
另外,为确保环境湿球温度测量的准确,室外有三个环境湿球温度传感器,环境湿球温度计算公式为:T0=(T4+T5+T6)/3,环境湿球温度与温度阈值T2的差值的计算公式为:T7=T0-T2,当检测到T0大于T2时,即0<T7时,发送第二子单元进出水阀门开启命令、水泵启动命令。
作为另一个示例,制冷系统为n个,n为大于1的整数。运行制冷系统冷冻水供水温度、回水温度数值实时记录在数据库中,运行制冷系统1冷冻水供回水温差△T1=T11-T12,运行制冷系统n冷冻水供回水温差△Tn=Tn1-Tn2,其中,T11为运行制冷系统1冷冻水供水温度,T12为运行制冷系统1冷冻水回水温度,Tn1为运行制冷系统n冷冻水供水温度,Tn2为运行制冷系统n冷冻水回水温度。
各制冷系统冷冻水流量实时记录在数据库中,制冷系统1的热负荷为Q1=K1△T1R1,其中,R1为制冷系统1冷冻水流量,n个制冷系统总热负荷计算方法为:Q=Q1+Q2+……+Qn,K1为常数,Qn为制冷系统n热负荷,n为大于1的整数。
运行板式换热器冷冻水供水温度、回水温度数值实时记录在数据库中,运行板式换热器冷冻水温差△Tb1=Tb11-Tb12,Tbn1为运行制冷系统n板换冷冻水供水温度,Tbn2为运行制冷系统n板换冷冻水回水温度。
各板换冷冻水流量实时记录在数据库中,制冷系统1的板式换热器热负荷为Qb1=K1△Tb1Rb1,n个板换制冷系统总热负荷计算方法为:Qb=Qb1+Qb2+……+Qbn,K1为常数,Qbn为制冷系统n板式换热器热负荷。
单台冷水机组的额定制冷能力为QL,现网开启M套制冷系统。基于单台冷水机组的额定制冷能力计算需开启冷水机组的个数M1=(Q-Qb)/(0.8×QL),其中,M1取整数。根据M1计算结果,开启M1台制冷冷水机组,该M1套制冷系统采取板式换热器与冷机机组制冷的联合制冷模式。剩下的M2=M-M1套制冷系统采用自然冷源制冷方式,M2套冷却塔采用冷冻水预冷,且这M2套制冷系统中的冷水机组不需要开启,为关闭状态,仅需开启该系统所对应的板式换热器。
采取冷冻水预冷方式的冷却塔,其预冷装置的第二子单元的水泵频率计算公式为:F=K2*T7/(T3-T2)*25+25,K2为常数。
本申请实施例中,采用冷水机组机械制冷产生的冷冻水对冷却塔进行预冷,通过根据环境温度动态调整预冷的冷冻水流量,从而控制冷却塔的冷却水出水温度,提高利用自然冷源情况下冷水机组的负荷率,有效防止冷机喘振,提高能效。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。应理解,本申请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申请揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种制冷系统,其特征在于,包括:
冷却塔,用于提供制冷系统中的冷却水,并对冷却水进行降温;
预冷装置,用于采用冷水机组输出的冷冻水对冷却塔中的水进行降温,得到冷却水;
板式换热器,用于容纳所述冷却塔通过冷却泵输出的冷却水,以及预冷装置输出的冷冻水;
冷水机组,用于对所述板式换热器输出的冷冻水制冷,得到降温后的所述冷冻水,以用于降温后的所述冷冻水的第一分支输出至所述预冷装置,降温后的所述冷冻水的第二分支输出至目标设备,为所述目标设备降温。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述预冷装置包括换热器,用于对冷水机组输出的冷冻水与冷却塔中的水进行热交换,得到降温后的冷却水。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述制冷系统还包括第一水泵;所述预冷装置包括第一子单元和第二子单元;
所述第一子单元,用于容纳通过第一水泵抽取的所述冷却塔输出的冷却水,并通过所述第一子单元中的冷却水对所述冷却塔中的水进行降温,得到第一子单元中的冷却水回水和冷却塔中的冷却水;
所述第二子单元,用于容纳所述冷水机组输出的所述降温后的冷冻水的第一分支对冷却塔中的水进行降温;
其中,所述第一子单元的输出口通过第一管道与所述冷却塔的输入口连接,用于将所述第一子单元中的冷却水回水输出至所述冷却塔。
4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述第一子单元与冷却水回水管连接,所述第二子单元与冷冻水回水管连接;
所述第一子单元,用于对第一热传导介质与所述冷却塔输出的冷却水进行热交换,得到降温后的第一热传导介质;
所述第二子单元,用于对所述第一子单元输出的所述降温后的第一热传导介质与所述降温后的冷冻水的第一分支进行热交换,得到降温后的第二热传导介质,并将所述第二热传导介质输出至冷却塔;
所述冷却塔,用于采用所述第二热传导介质对所述冷却水回水进行降温,得到冷却水。
5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述第一热传导介质和所述第二热传导介质包括空气。
6.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述预冷装置包括阀门和控制设备;
所述阀门,用于控制预冷装置的开始和停止工作;
所述控制设备,用于在获取到环境湿球温度时,基于环境湿球温度与水流量的对应关系,控制水泵按照与所述环境湿球温度对应的水流量输入至所述预冷装置。
7.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述板式换热器通过冷冻泵与所述目标设备连接,所述冷冻泵,用于将抽取的所述目标设备输出的冷冻水回水输出至所述板式换热器。
8.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述制冷系统包括至少两个预冷装置。
9.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述控制设备,还用于在环境湿球温度小于第一预设阈值时,控制所述第一子单元停止工作;所述控制设备,还用于在环境湿球温度大于第一预设阈值且小于第二预设阈值时,控制所述第二子单元停止工作以及第一子单元开始工作;所述控制设备,还用于在环境湿球温度大于第二预设阈值且小于第三预设阈值时,控制所述第二子单元开始工作;所述控制设备,还用于在环境湿球温度大于第三预设阈值时,控制所述第二子单元停止工作;其中,所述第一预设阈值小于第二预设阈值,所述第二预设阈值小于所述第三预设阈值。
10.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述目标设备包括数据中心的机房空调。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118149505A (zh) * 2024-02-02 2024-06-07 中电智维(上海)科技有限公司 一种提高利用率的制冷机房自然冷源系统

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