CN117979631A - 一种循环工质置换机构、置换系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种循环工质置换机构、置换系统及控制方法，所述循环工质置换机构包括控制装置、充注单元和回液单元，所述充注单元包括第一工质箱、第一输送管路和充注接口，所述回液单元包括第二工质箱、第二输送管路和回液接口；所述第一工质箱通过第一输送管路与充注接口连接，所述第一输送管路上设置有分别与控制装置电性连接的第一输送机构和第一检测机构，所述第二工质箱通过第二输送管路与回液接口连接，所述第二输送管路上设置有分别与控制装置电性连接的第二输送机构和第二检测机构；本申请公开的循环工质置换机构，控制装置可根据两个检测机构反馈的实时信息对应调整两个输送机构的工作状态，实现循环工质的安全稳定置换。

Description

一种循环工质置换机构、置换系统及控制方法

技术领域

本发明涉及液冷数据中心散热设备技术领域，特别涉及一种循环工质置换机构、置换系统及控制方法。

背景技术

随着数据量的爆发式增长，无论是大模型引发的暴力计算热潮让散热问题随之凸显，还是伴随国家双碳战略逐步落地对数据中心PUE提出了更严格的要求，多种因素的推动下，液冷数据中心正在成为行业的新趋势，而冷板液冷技术是目前最为成熟、应用最为广泛的液冷散热方式。

冷板液冷技术是指通过冷板将发热器件的热量间接传递给在封闭的循环管路中的冷却工质液体，通过循环工质将热量带走的冷却形式；常见的液冷系统，吸热后的循环工质一般依次经过冷板发热器件、服务器工质出口连接软管、机柜manifold汇流歧管、二次侧工程回液环管后进入液冷换热单元进行换热降温，降温后的循环工质再依次经过二次侧工程供液环管、机柜manifold分配歧管、服务器工质进口连接软管后循环进入冷板发热器件进行吸热，持续不断为服务器散热。

液冷系统常见的循环工质为去离子水、乙二醇或丙二醇等水基溶液，去离子水会添加适当的药剂来抑制细菌滋生并减缓金属腐蚀；循环工质的选择很关键，需保证与接液材料的兼容性，且必须具有良好的比热容、流动特性和低粘度，以确保有效的热传递；同时，液冷系统需要对水基的循环工质进行定期的水质监测和分析，包括但不限于PH值、电导率、金属离子含量、微生物和硬度等；原因主要在于循环工质由水/醇类组成，在长期高温下运行时工质中的水、醇以及其它成分，可能由于蒸发、化学反应等原因，导致快速消耗；循环工质的检测参数发生轻微问题时，需进行工质定量置换；若发生严重问题则面临停机、排液、清洗管路后再充注新的循环工质。

就目前而言，循环工质的置换是一个繁琐的任务，处理不当会削弱冷板液冷系统的散热能力，甚至长期不当运行会导致液冷系统发生腐蚀泄露、服务器自动保护停机和整个系统宕机的运行风险。

针对液冷系统循环工质的置换操作，较为常见的是采用不停机的方式实现循环工质的置换，具体的，一般需要三位运维工程师通过对讲机相互传达操作，第一人负责在监控室查看运行数据，主要是液冷系统二次侧循环泵的入口压力和出口压力，入口压力用来评估和确保循环泵吸入口不发生气蚀，出口压力主要是确认系统压力最高点的工作压力，均为系统安全运行的保障监控数据，根据运行数据传递操作指引；第二人在二次侧工程供液环管的排液口球阀处，凭感觉和第一人传递的开大/关小阀门指令进行手动操作，以实现排液量的实时调控；第三人在二次侧工程回液环管的注液接口处，该注液接口连接循环工质注液机，根据第一人指令进行注液机的启动/关闭动作，或在具备补液功能的液冷换热单元处手动控制补液泵启动/停止进行补液，实现对液冷系统新循环工质的补充量调节，但液冷换热单元自带储液箱容积均较小，实际不满足循环工质置换对溶液量的需求，需要运维人员不断的向储液箱添加新的循环工质；因为整个置换操作过程需要多位运维人员相互配合，且不具备自动调控，不仅仅操作繁琐、不可控情况多和工作量大的问题，且容易出现液冷系统循环工质运行压力出现很大波动的问题而导致整个液冷系统的稳定性和安全冗余失效，进而造成液冷服务器的高温报警、甚至宕机，最终造成数据中心的业务中断；另外一种置换方式为停机置换，将整套液冷散热系统和液冷服务器关机停运行，通过二次侧工程供液环管的排液口将系统循环工质进行排放并回收，重新从二次侧工程回液环管的注液接口进行新循环工质的充注，进而对液冷系统进行初运和循环工质的循环调试，以便将管路系统内部残留空气排出，最后进行液冷服务器的开机调试运行，此类方式需要在系统停机状态操作，操作相对简单且误操作带来的影响相对较小，但需要以数据中心的业务中断为前提，故仅仅在液冷系统进行整改或大修升级才评估使用，常规正常的运维时段不采用。

可见，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种循环工质置换机构，具有置换操作简单、置换效率高、置换稳定可靠的优点。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种循环工质置换机构，包括控制装置、充注单元和回液单元，所述充注单元包括第一工质箱、第一输送管路和充注接口，所述回液单元包括第二工质箱、第二输送管路和回液接口；所述第一工质箱通过所述第一输送管路与所述充注接口连接，所述第一输送管路上设置有分别与所述控制装置电性连接的第一输送机构和第一检测机构，所述第二工质箱通过所述第二输送管路与所述回液接口连接，所述第二输送管路上设置有分别与所述控制装置电性连接的第二输送机构和第二检测机构，所述充注接口以及回液接口分别用于连接液冷系统的供回液环网。

所述的循环工质置换机构中，所述第一输送管路的输送末端还设置有排气机构，所述排气机构包括排气阀和与排气阀连接的排气管路，所述排气管路的进气端设置有第三流量检测装置，所述第三流量检测装置以及所述排气阀分别与所述控制装置电性连接。

所述的循环工质置换机构中，所述第一输送机构包括单向阀以及分别与所述控制装置电性连接的输送泵和第一开关阀，所述第一检测机构包括与所述控制装置电性连接的第一流量检测装置，所述输送泵、第一开关阀、第一流量检测装置和单向阀沿着循环工质的进出方向依次设置。

所述的循环工质置换机构中，所述第一工质箱上内设置有第一液位检测装置，所述第一工质箱上开设有工质注入口，所述第一工质箱外设置有第一视液管和第二开关阀；所述第一液位检测装置以及所述第二开关阀分别与所述控制装置电性连接。

所述的循环工质置换机构中，所述第二输送机构包括与所述控制装置电性连接的第三开关阀，所述第二检测机构包括分别与所述控制装置电性连接的酸碱度检测装置、电导率检测装置和第二流量检测装置；所述第三开关阀、第二流量检测装置、电导率检测装置和酸碱度检测装置沿着循环工质的进出方向依次设置。

所述的循环工质置换机构中，所述第二工质箱内设置有第二液位检测装置，所述第二工质箱外设置有第二视液管和第四开关阀，所述第二液位检测装置以及所述第四开关阀分别与所述控制装置电性连接。

本发明还相应地提供了一种循环工质置换系统，包括排液口、第一工程球阀、供液环管、回液环管、第二工程球阀和注液口，还包括如上任一所述的循环工质置换机构，所述供液环管通过所述第一工程球阀以及所述排液口与所述回液接口连接；所述回液环管通过所述第二工程球阀以及所述注液口与所述充注接口连接。

本发明还相应地提供了一种循环工质置换机构的控制方法，所述控制方法用于实现如上任一所述的循环工质置换机构的工作控制，所述控制方法包括步骤：

在初始阶段，控制装置控制第一输送机构以预设的初始状态开始工作，并控制排气阀开始工作；

当第三流量检测装置反馈实时信号至控制装置时，控制装置控制排气阀以及第一输送机构停止工作；

当接收到执行置换任务的控制指令时，控制装置控制第一输送机构、第二输送机构、第一检测机构和第二检测机构开始工作；

控制装置根据第一检测机构反馈的实时流量信息与预设的置换流量设定值的比较结果调整第一输送机构的工作状态，并根据第一检测机构反馈的实时流量信息与第二检测机构反馈的实时流量信息调整第一输送机构和第二输送机构的工作状态；

当第二检测机构反馈的实时酸碱度信息和实时电导率信息满足预设的停止条件时，控制装置控制第一输送机构、第二输送机构、第一检测机构和第二检测机构停止工作，完成置换任务。

所述的循环工质置换机构的控制方法中，所述第一输送机构包括单向阀以及分别与所述控制装置电性连接的输送泵和第一开关阀，所述第一检测机构包括与所述控制装置电性连接的第一流量检测装置，所述输送泵、第一开关阀、第一流量检测装置和单向阀沿着循环工质的进出方向依次设置；所述第二输送机构包括与所述控制装置电性连接的第三开关阀，所述第二检测机构包括分别与所述控制装置电性连接的酸碱度检测装置、电导率检测装置和第二流量检测装置；所述第三开关阀、第二流量检测装置、电导率检测装置和酸碱度检测装置沿着循环工质的进出方向依次设置；所述控制装置根据第一检测机构反馈的实时流量信息与预设的置换流量设定值的比较结果调整第一输送机构的工作状态，并根据第一检测机构反馈的实时流量信息与第二检测机构反馈的实时流量信息调整第一输送机构和第二输送机构的工作状态，具体包括：

控制装置获取第一流量检测装置反馈的实时流量信息Q1，并比较Q1与预设的置换流量设定值Qs之间的大小；

当Q1＜Qs*0.98时，控制装置控制输送泵的转速增大；当Qs*0.98≤Q1≤Qs*1.02时，控制装置控制输送泵和第一开关阀的工作状态保持不变，当Q1＞Qs*1.02时，控制装置控制第一开关阀的开度减小；

控制装置获取第二流量检测装置反馈的实时流量信息Q2，并比较Q1与Q2之间的大小；

当Q2*0.98＜Q1时，控制装置控制输送泵的转速增大；当Q2*0.98≤Q1≤Q2*1.02时，控制装置控制输送泵和第三开关阀的工作状态保持不变；当Q1＞Q2*1.02时，控制装置控制第三开关阀的开度加大。

所述的循环工质置换机构的控制方法中，所述当第二检测机构反馈的实时酸碱度信息和实时电导率信息满足预设的停止条件时，控制装置控制第一输送机构、第二输送机构、第一检测机构和第二检测机构停止工作，完成置换任务，具体包括：

控制装置获取电导率检测装置实时反馈的电导率值Dc以及酸碱度检测装置实时反馈的酸碱度值PHc，并分别比较Dc与预设的电导率置换合格范围以及PHc与预设的酸碱度合格范围；

当Dc落入预设的电导率置换合格范围且PHc落入预设的酸碱度合格范围时，控制装置控制第一输送机构、第二输送机构、第一检测机构和第二检测机构停止工作，完成置换任务。

有益效果：

本发明提供了一种循环工质置换机构，控制装置可根据第一检测机构和第二检测机构反馈的实时信息对应调整第一输送机构和第二输送机构的工作状态，实现置换工质参数的在线实时检测，确保循环工质的置换工作安全稳定地进行，且具有置换效率高、置换操作简单的优点，通过一个工作人员即可安全稳定地完成置换任务，降低了人工成本。

附图说明

图1为本发明提供的充注单元的结构示意图；

图2为本发明提供的回液单元的结构示意图；

图3为本发明提供的循环工质置换系统的结构示意图；

图4为本发明提供的控制方法的第一逻辑流程图；

图5为本发明提供的控制方法的第二逻辑流程图。

主要元件符号说明：11-第一工质箱、111-第一液位检测装置、112-工质注入口、113-第一视液管、114-第二开关阀、12-第一输送管路、13-充注接口、14-输送泵、15-第一开关阀、16-第一流量检测装置、17-单向阀、18-排气阀、21-第二工质箱、211-第二液位检测装置、212-第二视液管、213-第四开关阀、22-第二输送管路、23-回液接口、24-第三开关阀、25-酸碱度检测装置、26-电导率检测装置、27-第二流量检测装置、31-排液口、32-第一工程球阀、33-供液环管、34-回液环管、35-第二工程球阀、36-注液口。

具体实施方式

本发明提供了一种循环工质置换机构、置换系统及控制方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明作进一步详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“安装”、“连接”等应做广义理解，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1和图2，本发明提供了一种循环工质置换机构，包括控制装置、充注单元和回液单元，所述充注单元包括第一工质箱11、第一输送管路12和充注接口13，所述回液单元包括第二工质箱21、第二输送管路22和回液接口23；所述第一工质箱11通过所述第一输送管路12与所述充注接口13连接，所述第一输送管路12上设置有分别与所述控制装置电性连接的第一输送机构和第一检测机构，所述第二工质箱21通过所述第二输送管路22与所述回液接口23连接，所述第二输送管路22上设置有分别与所述控制装置电性连接的第二输送机构和第二检测机构，所述充注接口13以及回液接口23分别用于连接液冷系统的供回液环网。

本申请公开了一种循环工质置换机构，控制装置可根据第一检测机构和第二检测机构反馈的实时信息对应调整第一输送机构和第二输送机构的工作状态，实现置换工质参数的在线实时检测，确保循环工质的置换工作安全稳定地进行，且具有置换效率高、置换操作简单的优点，通过一个工作人员即可安全稳定地完成置换任务，降低了人工成本。

在本实施例中，所述控制装置、所述充注单元以及所述回液单元可设置在箱体内，所述箱体的材质可以是塑料、金属材料等，可在箱体的底部设置带自锁装置的万向轮，方便移动装置，以调整置换任务的执行位置，提高循环工质置换机构工作时的灵活度和便利度。

在本实施例中，所述循环工质置换机构还包括信号输入接口，所述信号输入接口与所述控制装置电性连接，所述信号输入接口的类型不限于RJ11、RJ45、DB-9针和接线端子，协议类型不限于Modbus RTU、Modbus TCP、SNMP、CAN等；该信号输入接口通过信号线与控制装置电性连接，将液冷循环系统中液冷换热单元循环泵的入口压力传感器数值Pi和出口压力传感器数值Po实时传递给控制装置，以实现本专利的压力监控备份保障功能；具体的，在智能控制调节过程中，调节优先等级最高的安全运行压力逻辑，控制装置通过信号输入接口实时采集液冷换热单元循环泵入口压力实时数值Pi，并对比Pi＞Pl是否成立，所述Pl为预设的液冷换热单元循环泵安全运行入口压力最小值；若不成立则优先调控输送泵14的转速加大，直到Pi＞Pl+ΔPl，所述ΔPl为预设第一回差；控制装置同步实时采集液冷换热单元循环泵出口压力实时数值Po，并对比P0＜Ph是否成立，所述Ph为预设的液冷换热单元安全运行循环泵出口压力最大值，若不成立，则优先调控输送泵14的转速降低，直到Po＜Ph-ΔPh，所述ΔPh为预设第二回差，以实现循环工质置换机构的压力监控备份保障逻辑功能。

在本实施例中，所述控制装置可以是MCU控制器，所述控制装置内集成智能控制方法，单人操作即可实现双流量计等流量置换、置换流量可控可调、压力监控备份保障、置换工质参数在线检测、单人操作安全自动、液冷系统不停机置换等功能。

进一步地，请参阅图1，所述第一输送管路12的输送末端还设置有排气机构，所述排气机构包括排气阀18和与排气阀18连接的排气管路，所述排气管路的进气端设置有第三流量检测装置，所述第三流量检测装置以及所述排气阀18分别与所述控制装置电性连接。

在本实施例中，通过设置排气机构，在循环工质注入充注单元前可将第一输送管路12内的残留气体排出，有效防止气体进入液冷循环系统，保障液冷数据中心散热系统中运动器件的安全运行；在其他实施例中，所述排气阀18可以为手动排气阀，通过工作人员手动实现残留气体的排出。

在本实施例中，所述第三流量检测装置可以是涡街流量计、涡轮流量计、超声波流量计等形式，用于检测排气管路内是否有循环工质排出，以确保残留气体全部被排出。

进一步地，请参阅图1，所述第一输送机构包括单向阀17以及分别与所述控制装置电性连接的输送泵14和第一开关阀15，所述第一检测机构包括与所述控制装置电性连接的第一流量检测装置16，所述输送泵14、第一开关阀15、第一流量检测装置16和单向阀17沿着循环工质的进出方向依次设置。

在本实施例中，所述第一工质箱11的形状可以是圆柱体、长方体等，所述第一工质箱11的材质可以是塑料、金属等可定形材料，其容积按满足液冷系统循环工质置换所需定制，亦可采用置换过程添加新循环工质溶液来满足；所述第一输送泵14的叶轮的转速可调，以实现补充循环工质的流量可调，其型式不限于离心泵、隔膜泵、齿轮泵、柱塞泵、往复泵等；所述第一开关阀15通过信号线与控制装置电性连接，当输送泵14处于最低转速时且提供的最小流量大于设定置换流量时，由控制装置调控第一开关阀15的开度减小，实现液冷系统循环工质置换流量可调的功能；所述第一流量检测装置16可以是涡街流量计、涡轮流量计、超声波流量计等形式，实时在线监测充注系统组成向二次侧工程回液环管34充注循环工质的流量数值；所述单向阀17用于防止输送泵14故障时，二次侧工程管路内的循环工质回流到第一工质箱11内，提高循环工质置换机构工作时的安全度。

进一步地，请参阅图1，所述第一工质箱11上内设置有第一液位检测装置111，所述第一工质箱11上开设有工质注入口112，所述第一工质箱11外设置有第一视液管113和第二开关阀114；所述第一液位检测装置111以及所述第二开关阀114分别与所述控制装置电性连接。

在本实施例中，所述第一液位检测装置111为液位传感器，所述第一液位检测装置111实时传递第一工质箱11内新循环工质的液位信息至控制装置，实现第一工质箱11内新循环工质的缺液补加提示、注入完成提示和输送泵14的防空抽保护功能；所述工质注入口112可以是漏斗状或方便加液的接头或接管；所述第一视液管113采用透明或半透明材质，可通过外表观察到第一工质箱11内的新循环工质的液面高度；所述第二开关阀114用于实现第一工质箱11内新循环工质的回收，减少循环工质的浪费、长时间存放变质、防止工质挥发和结冻带来的安全风险，所述第二开关阀114可以是电动阀或手动阀；所述第一视液管113、工质注入口112以及第二开关阀114位于第一工质箱11外，满足运维操作和观察便利性要求。

进一步地，请参阅图2，所述第二输送机构包括与所述控制装置电性连接的第三开关阀24，所述第二检测机构包括分别与所述控制装置电性连接的酸碱度检测装置25、电导率检测装置26和第二流量检测装置27；所述第三开关阀24、第二流量检测装置27、电导率检测装置26和酸碱度检测装置25沿着循环工质的进出方向依次设置。

在本实施例中，所述酸碱度检测装置25为酸碱度传感器，用于实时在线监测从二次侧工程供液管路流入第二工质箱21的循环工质PH数值；所述电导率检测装置26为电导率传感器，用于实时在线监测从二次侧工程供液管路流入第二工质箱21的循环工质电导率数值；所述第二流量检测装置27可以是涡街流量计、涡轮流量计、超声波流量计等形式，实时在线监测从二次侧工程供液管路流入第二工质箱21的循环工质流量数值；所述第三开关阀24为电动阀，所述第三开关阀24通过信号线与控制装置电性连接，通过对比第一流量检测装置16和第二流量检测装置27的实时数据，由控制装置调控第二开关阀114的开度，实现双流量计等流量置换功能。

进一步地，请参阅图2，所述第二工质箱21内设置有第二液位检测装置211，所述第二工质箱21外设置有第二视液管212和第四开关阀213，所述第二液位检测装置211以及所述第四开关阀213分别与所述控制装置电性连接。

在本实施例中，所述第二液位检测装置211为液位传感器，所述第二液位检测装置211可实时传递第二工质箱21内从液冷系统置换出来的循环工质液位信息至控制装置，实现箱第二工质箱21内工质满液提示功能，以方便运维人员及时处理；所述第二视液管212采用透明或半透明材质，可通过外表观察到第二工质箱21内的新循环工质的液面高度；所述第四开关阀213用于实现第二工质箱21内回收工质的转移再处理，减少循环工质的浪费、长时间存放变质、防止工质挥发和结冻带来的安全风险，所述第二开关阀114可以是电动阀或手动阀；所述第二视液管212和第四开关阀213位于第二工质箱21外，满足运维操作和观察便利性要求。

请参阅图3，本发明还相应地提供了一种循环工质置换系统，包括排液口31、第一工程球阀32、供液环管33、回液环管34、第二工程球阀35和注液口36，还包括如上任一所述的循环工质置换机构，所述供液环管33通过所述第一工程球阀32以及所述排液口31与所述回液接口23连接；所述回液环管34通过所述第二工程球阀35以及所述注液口36与所述充注接口13连接。

请参阅图4和图5，本发明还相应地提供了一种循环工质置换机构的控制方法，所述控制方法用于实现如上任一所述的循环工质置换机构的工作控制，所述控制方法包括步骤：

101、在初始阶段，控制装置控制第一输送机构以预设的初始状态开始工作，并控制排气阀18开始工作；

在本实施例中，当循环工质置换机构通电时，循环工质置换机构自动复位，控制装置控制输送泵14、第一开关阀15、第二开关阀114、第三开关阀24、第四开关阀213和排气阀18关闭；在初始阶段，具体的，当接收到执行放气指令动作时，控制装置控制第一开关阀15打开至全开状态，并控制输送泵14以预设的最低转速运行，排气阀18开始工作，以将残留气体排出。

102、当第三流量检测装置反馈实时信号至控制装置时，控制装置控制排气阀18以及第一输送机构停止工作；

即当排气管路中有循环工质排入时，残留气体全部被排出，控制装置控制排气阀18以及第一输送机构停止工作。

103、当接收到执行置换任务的控制指令时，控制装置控制第一输送机构、第二输送机构、第一检测机构和第二检测机构开始工作；

在本实施例中，当完成残留气体的排出后，运维人员将充注接口13与二次侧工程回液环管34的注液口36连接并打开第一工程球阀32，将回液接口23与二次侧工程供液环管33的排液口31连接并打开第二工程球阀35，将信号输入接口与液冷系统信号接口连接，而后才可正常执行置换任务。

104、控制装置根据第一检测机构反馈的实时流量信息与预设的置换流量设定值的比较结果调整第一输送机构的工作状态，并根据第一检测机构反馈的实时流量信息与第二检测机构反馈的实时流量信息调整第一输送机构和第二输送机构的工作状态；

在本实施例中，在执行置换任务的初始阶段，即在进行数值比较和工作状态调整前，控制装置控制输送泵14以预设的最小转速运行，并控制第三开关阀24按预设的最小开度开启。

105、当第二检测机构反馈的实时酸碱度信息和实时电导率信息满足预设的停止条件时，控制装置控制第一输送机构、第二输送机构、第一检测机构和第二检测机构停止工作，完成置换任务；

在本实施例中，所述控制装置内预先设置的数值包括循环工质置换流量设定值Qs，酸碱度置换合格范围，包括最大值PHh和最小值PHl，电导率置换合格范围，包括最大值Dh和最小值Dl、液冷换热单元循环泵安全运行入口压力最小值Pl和回差ΔPl以及液冷换热单元安全运行循环泵出口压力最大值Ph和回差ΔPh；其中，Pl、ΔPl、Ph和ΔPh的数值一般由液冷换热单元的开发人员给出，如Pl＝0.6bar、ΔPl＝0.2bar、Ph＝4.5bar和ΔPh＝1.0bar。

进一步地，请参阅图5，所述第一输送机构包括单向阀17以及分别与所述控制装置电性连接的输送泵14和第一开关阀15，所述第一检测机构包括与所述控制装置电性连接的第一流量检测装置16，所述输送泵14、第一开关阀15、第一流量检测装置16和单向阀17沿着循环工质的进出方向依次设置；所述第二输送机构包括与所述控制装置电性连接的第三开关阀24，所述第二检测机构包括分别与所述控制装置电性连接的酸碱度检测装置25、电导率检测装置26和第二流量检测装置27；所述第三开关阀24、第二流量检测装置27、电导率检测装置26和酸碱度检测装置25沿着循环工质的进出方向依次设置；所述控制装置根据第一检测机构反馈的实时流量信息与预设的置换流量设定值的比较结果调整第一输送机构的工作状态，并根据第一检测机构反馈的实时流量信息与第二检测机构反馈的实时流量信息调整第一输送机构和第二输送机构的工作状态，具体包括：

201、控制装置获取第一流量检测装置16反馈的实时流量信息Q1，并比较Q1与预设的置换流量设定值Qs之间的大小；

202、当Q1＜Qs*0.98时，控制装置控制输送泵14的转速增大；当Qs*0.98≤Q1≤Qs*1.02时，控制装置控制输送泵14和第一开关阀15的工作状态保持不变，当Q1＞Qs*1.02时，控制装置控制第一开关阀15的开度减小；

203、控制装置获取第二流量检测装置27反馈的实时流量信息Q2，并比较Q1与Q2之间的大小；

204、当Q2*0.98＜Q1时，控制装置控制输送泵14的转速增大；当Q2*0.98≤Q1≤Q2*1.02时，控制装置控制输送泵14和第三开关阀24的工作状态保持不变；当Q1＞Q2*1.02时，控制装置控制第三开关阀24的开度加大。

在本实施例中，控制控制根据Q1与Qs的比较结果以及Q1与Q2的比较结果调整输送泵14、第一开关阀15或第三开关阀24的工作状态，实现双流量计等流量置换、置换流量可控可调的功能。

进一步地，请参阅图5，所述当第二检测机构反馈的实时酸碱度信息和实时电导率信息满足预设的停止条件时，控制装置控制第一输送机构、第二输送机构、第一检测机构和第二检测机构停止工作，完成置换任务，具体包括：

205、控制装置获取电导率检测装置26实时反馈的电导率值Dc以及酸碱度检测装置25实时反馈的酸碱度值PHc，并分别比较Dc与预设的电导率置换合格范围以及PHc与预设的酸碱度合格范围；

在本实施例中，当同时满足PHl＜PHc＜PHh、Dl＜Dc＜Dh时，循环工质的自动置换工作结束，控制组昂子自动控制输送泵14、第一开关阀15和第三开关阀24关闭，运维人员将循环工质置换机构断电，断开信号输入接口与液冷系统信号接口的连接，并将两个工程球阀关闭，然后断开充注接口13与二次侧工程回液环管34的注液口36的连接，断开回液接口23与二次侧工程供液环管33的排液口31的连接，完成和实现液冷系统循环工质单人操作、安全自动、置换工质参数在线检测、液冷系统不停机置换工作。

206、当Dc落入预设的电导率置换合格范围且PHc落入预设的酸碱度合格范围时，控制装置控制第一输送机构、第二输送机构、第一检测机构和第二检测机构停止工作，完成置换任务。

本申请公开的控制方法，解决了现有液冷系统循环工质置换过程中运维人员工作量大、调节有时延误差大、置换速率慢、流量不可调节、非自动调控、线下检测等难点问题，为液冷系统循环工质的在线、安全、自动置换提供便利可靠的机构和安全稳定技术保障。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种循环工质置换机构，其特征在于，包括控制装置、充注单元和回液单元，所述充注单元包括第一工质箱、第一输送管路和充注接口，所述回液单元包括第二工质箱、第二输送管路和回液接口；所述第一工质箱通过所述第一输送管路与所述充注接口连接，所述第一输送管路上设置有分别与所述控制装置电性连接的第一输送机构和第一检测机构，所述第二工质箱通过所述第二输送管路与所述回液接口连接，所述第二输送管路上设置有分别与所述控制装置电性连接的第二输送机构和第二检测机构，所述充注接口以及回液接口分别用于连接液冷系统的供回液环网。

2.根据权利要求1所述的一种循环工质置换机构，其特征在于，所述第一输送管路的输送末端还设置有排气机构，所述排气机构包括排气阀和与排气阀连接的排气管路，所述排气管路的进气端设置有第三流量检测装置，所述第三流量检测装置以及所述排气阀分别与所述控制装置电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种循环工质置换机构，其特征在于，所述第一输送机构包括单向阀以及分别与所述控制装置电性连接的输送泵和第一开关阀，所述第一检测机构包括与所述控制装置电性连接的第一流量检测装置，所述输送泵、第一开关阀、第一流量检测装置和单向阀沿着循环工质的进出方向依次设置。

4.根据权利要求1所述的一种循环工质置换机构，其特征在于，所述第一工质箱上内设置有第一液位检测装置，所述第一工质箱上开设有工质注入口，所述第一工质箱外设置有第一视液管和第二开关阀；所述第一液位检测装置以及所述第二开关阀分别与所述控制装置电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种循环工质置换机构，其特征在于，所述第二输送机构包括与所述控制装置电性连接的第三开关阀，所述第二检测机构包括分别与所述控制装置电性连接的酸碱度检测装置、电导率检测装置和第二流量检测装置；所述第三开关阀、第二流量检测装置、电导率检测装置和酸碱度检测装置沿着循环工质的进出方向依次设置。

6.根据权利要求1所述的一种循环工质置换机构，其特征在于，所述第二工质箱内设置有第二液位检测装置，所述第二工质箱外设置有第二视液管和第四开关阀，所述第二液位检测装置以及所述第四开关阀分别与所述控制装置电性连接。

7.一种循环工质置换系统，其特征在于，包括排液口、第一工程球阀、供液环管、回液环管、第二工程球阀和注液口，还包括如权利要求1-6任一项所述的循环工质置换机构，所述供液环管通过所述第一工程球阀以及所述排液口与所述回液接口连接；所述回液环管通过所述第二工程球阀以及所述注液口与所述充注接口连接。

8.一种循环工质置换机构的控制方法，其特征在于，所述控制方法用于实现如权利要求2-6任一项所述的循环工质置换机构的工作控制，所述控制方法包括步骤：

在初始阶段，控制装置控制第一输送机构以预设的初始状态开始工作，并控制排气阀开始工作；

当第三流量检测装置反馈实时信号至控制装置时，控制装置控制排气阀以及第一输送机构停止工作；

当接收到执行置换任务的控制指令时，控制装置控制第一输送机构、第二输送机构、第一检测机构和第二检测机构开始工作；

控制装置根据第一检测机构反馈的实时流量信息与预设的置换流量设定值的比较结果调整第一输送机构的工作状态，并根据第一检测机构反馈的实时流量信息与第二检测机构反馈的实时流量信息调整第一输送机构和第二输送机构的工作状态；

当第二检测机构反馈的实时酸碱度信息和实时电导率信息满足预设的停止条件时，控制装置控制第一输送机构、第二输送机构、第一检测机构和第二检测机构停止工作，完成置换任务。

9.根据权利要求8所述的一种循环工质置换机构的控制方法，其特征在于，所述第一输送机构包括单向阀以及分别与所述控制装置电性连接的输送泵和第一开关阀，所述第一检测机构包括与所述控制装置电性连接的第一流量检测装置，所述输送泵、第一开关阀、第一流量检测装置和单向阀沿着循环工质的进出方向依次设置；所述第二输送机构包括与所述控制装置电性连接的第三开关阀，所述第二检测机构包括分别与所述控制装置电性连接的酸碱度检测装置、电导率检测装置和第二流量检测装置；所述第三开关阀、第二流量检测装置、电导率检测装置和酸碱度检测装置沿着循环工质的进出方向依次设置；所述控制装置根据第一检测机构反馈的实时流量信息与预设的置换流量设定值的比较结果调整第一输送机构的工作状态，并根据第一检测机构反馈的实时流量信息与第二检测机构反馈的实时流量信息调整第一输送机构和第二输送机构的工作状态，具体包括：

控制装置获取第一流量检测装置反馈的实时流量信息Q1，并比较Q1与预设的置换流量设定值Qs之间的大小；

当Q1＜Qs*0.98时，控制装置控制输送泵的转速增大；当Qs*0.98≤Q1≤Qs*1.02时，控制装置控制输送泵和第一开关阀的工作状态保持不变，当Q1＞Qs*1.02时，控制装置控制第一开关阀的开度减小；

控制装置获取第二流量检测装置反馈的实时流量信息Q2，并比较Q1与Q2之间的大小；

当Q2*0.98＜Q1时，控制装置控制输送泵的转速增大；当Q2*0.98≤Q1≤Q2*1.02时，控制装置控制输送泵和第三开关阀的工作状态保持不变；当Q1＞Q2*1.02时，控制装置控制第三开关阀的开度加大。

10.根据权利要求9所述的一种循环工质置换机构的控制方法，其特征在于，所述当第二检测机构反馈的实时酸碱度信息和实时电导率信息满足预设的停止条件时，控制装置控制第一输送机构、第二输送机构、第一检测机构和第二检测机构停止工作，完成置换任务，具体包括：

控制装置获取电导率检测装置实时反馈的电导率值Dc以及酸碱度检测装置实时反馈的酸碱度值PHc，并分别比较Dc与预设的电导率置换合格范围以及PHc与预设的酸碱度合格范围；

当Dc落入预设的电导率置换合格范围且PHc落入预设的酸碱度合格范围时，控制装置控制第一输送机构、第二输送机构、第一检测机构和第二检测机构停止工作，完成置换任务。