蒸发冷却机组及控制方法、控制装置和可读存储介质转让专利

申请号 : CN202110481451.1

文献号 : CN113175714B

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发明人 : 蒋宁陶昌军齐宇雷海涛陈伟苏林颜利波卫鹏云袁伟杰

申请人 : 西藏宁算科技集团有限公司广东美的暖通设备有限公司合肥美的暖通设备有限公司

摘要 :

本发明提出了一种蒸发冷却机组及控制方法、控制装置和可读存储介质,属于空调技术领域,蒸发冷却机组包括与机房相连通的进风通道和排风通道,进风通道的进风口设置有新风阀,进风通道内设置降温装置,进风通道和排风通道之间设置有混风阀,蒸发冷却机组的控制方法包括:获取机房内设备的负载率;获取室外环境的温度值和湿度值;根据负载率、温度值和湿度值,控制混风阀和新风阀工作;其中,在负载率小于或等于第一负载阈值、温度值小于第一温度阈值、湿度值小于第一湿度阈值时,优先调节机房内的湿度;在负载率大于或等于第二负载阈值、温度值大于或等于第二温度阈值时,湿度值小于第一湿度阈值时,优先调节机房内的温度。

权利要求 :

1.一种蒸发冷却机组的控制方法,其特征在于,所述蒸发冷却机组包括与机房相连通的进风通道和排风通道,所述进风通道的进风口设置有新风阀,所述进风通道内设置降温装置,所述进风通道和所述排风通道之间设置有混风阀,所述蒸发冷却机组的控制方法包括:获取所述机房内设备的负载率;

获取室外环境的温度值和湿度值;

根据所述负载率、所述温度值和所述湿度值,控制所述混风阀和所述新风阀工作,以调节所述机房内的湿度和温度;

其中,在所述负载率小于或等于第一负载阈值、所述温度值小于第一温度阈值、所述湿度值小于第一湿度阈值时,优先调节所述机房内的湿度;在所述负载率大于或等于第二负载阈值、所述温度值大于或等于第二温度阈值时,所述湿度值小于第一湿度阈值时,优先调节所述机房内的温度。

2.根据权利要求1所述的蒸发冷却机组的控制方法,其特征在于,还包括:在所述负载率小于或等于第一负载阈值、所述温度值小于第一温度阈值、所述湿度值小于第一湿度阈值时,控制所述混风阀处于最大开度,控制所述新风阀处于最小开度或关闭。

3.根据权利要求1所述的蒸发冷却机组的控制方法,其特征在于,还包括:在所述负载率小于或等于第一负载阈值、所述温度值大于或等于所述第一温度阈值、所述湿度值大于或等于第一湿度阈值时,根据所述温度值和所述湿度值,控制所述混风阀和所述新风阀工作。

4.根据权利要求1所述的蒸发冷却机组的控制方法,其特征在于,还包括:在所述负载率大于或等于第二负载阈值、所述温度值大于或等于第二温度阈值时,控制所述混风阀处于最小开度或关闭,控制所述新风阀处于最大开度。

5.根据权利要求1所述的蒸发冷却机组的控制方法,其特征在于,还包括:在所述负载率大于或等于第二负载阈值、所述温度值小于第二温度阈值时,所述湿度值小于第一湿度阈值时,根据所述温度值和所述湿度值,控制所述混风阀和所述新风阀工作。

6.根据权利要求3或5所述的蒸发冷却机组的控制方法,其特征在于,根据所述温度值和所述湿度值,控制所述混风阀和所述新风阀工作的步骤,具体包括:增大所述混风阀的开度;和/或

降低所述新风阀的开度。

7.根据权利要求3或5所述的蒸发冷却机组的控制方法,其特征在于,根据所述温度值和所述湿度值,控制所述混风阀和所述新风阀工作的步骤,具体包括:降低所述混风阀的开度;和/或

增大所述新风阀的开度。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的蒸发冷却机组的控制方法,其特征在于,所述排风通道内设置有热回收装置和旁通部件,所述旁通部件设置在所述热回收装置与所述排风通道的内壁之间,所述蒸发冷却机组的控制方法还包括:控制所述旁通部件关闭,以通过所述热回收装置回收所述排风通道的热量。

9.一种蒸发冷却机组的控制装置,其特征在于,包括:存储器,所述存储器上存储有程序;

处理器,可用于执行所述程序,以实现如权利要求1至8中任一项所述的蒸发冷却机组的控制方法。

10.一种蒸发冷却机组,可用于机房,其特征在于,包括:进风通道,与所述机房相连通;

排风通道,与所述机房相连通;

降温装置,设置于所述进风通道内;

混风阀,连通于所述进风通道和所述排风通道;

新风阀,设置于所述排风通道的进风口;

如权利要求9所述的蒸发冷却机组的控制装置。

11.根据权利要求10所述的蒸发冷却机组,其特征在于,还包括:热回收装置,设置于所述排风通道;

旁通部件,设置于所述排风通道内,位于所述热回收装置和所述排风通道的内壁之间。

12.根据权利要求11所述的蒸发冷却机组,其特征在于,还包括:水源热泵机组,与所述热回收装置相连通,所述热回收装置可用于为所述水源热泵机组供热。

13.一种可读存储介质,其上存储有程序,其特征在于,所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的蒸发冷却机组的控制方法。

说明书 :

蒸发冷却机组及控制方法、控制装置和可读存储介质

技术领域

[0001] 本发明涉及空调技术领域,具体而言,涉及一种蒸发冷却机组及控制方法、控制装置和可读存储介质。

背景技术

[0002] 为节省能源,数据中心纷纷建设在西北、东北、云贵等环境温湿度较低的地区,充分利用自然冷源来对数据中心进行制冷。当室外环境的干球温度较高时,利用较低的湿球温度,通过喷水蒸发降温从而得到低温空气,对数据中心进行冷却。
[0003] 特别地,数据中心的冷却机组是一个开放式制冷系统,新风直接进入机房,对机房的湿度和洁净度控制是一个难点。尤其是,当机房的负载率较低(服务器上架率不高的时)且环境温度和湿度较低时,新风的绝对含湿量很小,温度也低,通过喷淋也很难将湿度提高、达到目标湿度。

发明内容

[0004] 本发明旨在至少解决现有技术中,机房的湿度和洁净度控制难题。
[0005] 为此,本发明第一方面提供了一种蒸发冷却机组的控制方法。
[0006] 本发明第二方面提供了一种蒸发冷却机组的控制装置。
[0007] 本发明第三方面提供了一种蒸发冷却机组。
[0008] 本发明第四方面提供了一种可读存储介质。
[0009] 本发明第一方面提供了一种蒸发冷却机组的控制方法,蒸发冷却机组包括与机房相连通的进风通道和排风通道,进风通道的进风口设置有新风阀,进风通道内设置降温装置,进风通道和排风通道之间设置有混风阀,蒸发冷却机组的控制方法包括:获取机房内设备的负载率;获取室外环境的温度值和湿度值;根据负载率、温度值和湿度值,控制混风阀和新风阀工作;其中,在负载率小于或等于第一负载阈值、温度值小于第一温度阈值、湿度值小于第一湿度阈值时,优先调节机房内的湿度;在负载率大于或等于第二负载阈值、温度值大于或等于第二温度阈值时,湿度值小于第一湿度阈值时,优先调节机房内的温度。
[0010] 本发明提出的蒸发冷却机组的控制方法,可应用于偏远恶劣环境的蒸发冷却机组。具体地,该蒸发冷却机组包括与机房相连通的进风通道和排风通道;进风通道的进风口设置有新风阀,进风通道内设置降温装置,自然环境的新风可从进风口进入到进风通道,并在经过降温装置后进入到机房内部,以调节机房内部的温度和湿度,保证机房内部设置的存放环境。进风通道和排风通道之间设置有混风阀,经过与机房换热后的空气可通过混风阀再次进入到进风通道、或直接通过排风通道排出。
[0011] 特别地,本发明在控制蒸发冷却机组运行的过程中,首先获取机房内设备的负载率(也即服务器的上架率),并获取室外环境的温度值和湿度值,判断从新风阀进入到进风通道内的新风的湿度和温度;而后,综合考虑机房内设备的负载率、室外环境的温度值和室外环境的湿度值,控制混风阀和新风阀工作,调节混风阀和新风阀的开度,以保证进入到机房内的空气中新风与回风的比例,进而保证进入到机房内的空气的温度和湿度适宜,保证进入到机房内的空气不会受到外界恶劣环境影响,进而保证机房内设备的使用寿命。
[0012] 具体地,若机房内设备的负载率小于或等于第一负载阈值,表示此时机房内设备的负载率较低,也即表示机房内由于设备运行所产生的热量较少,也即表示机房对降温需求不高。此时,若温度值小于第一温度阈值,表示室外的新风已经具有一定的降温能力,并且基本可满足机房的降温需求。因此,在该情况下,优先调节机房内的湿度,并在机房内温度满足要求的情况,再对机房内的湿度进行调节。
[0013] 具体地,若机房内设备的负载率大于或等于第二负载阈值,表示此时机房内设备的负载率较高,也即表示机房内由于设备运行所产生的热量较多,也即表示机房对降温需求较高。此时,若温度值大于或等于第二温度阈值,表示室外的新风的温度同样较高,并且不可以满足机房的降温需求。因此,在该情况下,若室外环境的湿度值小于第一湿度阈值时,表示机房更加需要调节湿度。因此,在该情况下,优先调节机房内的温度,并在机房内湿度满足要求的情况,再对机房内的温度进行调节。
[0014] 值得注意的是,蒸发冷却机组是一个开放式的制冷系统,新风直接进入机房,对机房的湿度和洁净度控制是一个难点。当机房负载较低(服务器上架率不高)且环境温度和湿度较低时,新风的绝对含湿量很小,温度也低,通过喷淋也很难将湿度提高、达到目标湿度。
[0015] 因此,本发明首先判断机房内设备的负载率,而后综合考虑机房内设备的负载率、室外环境的温度值和室外环境的湿度值,调节混风阀和新风阀开度,以保证新风与回风的混合比例,实现了蒸发冷却机组的自适应,使得控制机组可基于实际环境自我调节,尤其是低负载低温低湿的情况下,不增加热补偿功耗下即可稳定控制机房湿度,保证了机房内的湿度和温度,同时保证了蒸发冷却机组的整体结构简化。并且,本发明提出的蒸发冷却机组的控制方法,可在不同的情况下优先调节机房内的湿度或温度,以保证机房内温度和湿度的综合效果。
[0016] 根据本发明上述技术方案的蒸发冷却机组的控制方法,还可以具有以下附加技术特征:
[0017] 在上述技术方案中,在负载率小于或等于第一负载阈值、温度值小于第一温度阈值、湿度值小于第一湿度阈值时,控制混风阀处于最大开度,控制新风阀处于最小开度或关闭。
[0018] 在该技术方案中,若机房内设备的负载率小于或等于第一负载阈值,表示此时机房内设备的负载率较低,也即表示机房内由于设备运行所产生的热量较少,也即表示机房对降温需求不高。此时,若温度值小于第一温度阈值,表示室外的新风已经具有一定的降温能力,并且基本可满足机房的降温需求。因此,在已经判断室外新风基本可满足机房的降温需求,并且机房更加需要调节湿度时,调节混风阀的开度处于最大,同时调节新风阀的开度处于最小,或者是直接控制新风阀关闭。此时,进入到机房内的空气中,回风占有较高的比例,可通过回风来调节新风的湿度,以保证进到机房内的空气的湿度符合要求。
[0019] 在上述任一技术方案中,在负载率小于或等于第一负载阈值、温度值大于或等于第一温度阈值、湿度值大于或等于第一湿度阈值时,根据温度值和湿度值,控制混风阀和新风阀工作。
[0020] 在该技术方案中,若机房内设备的负载率小于或等于第一负载阈值,表示此时机房内设备的负载率较低,也即表示机房内由于设备运行所产生的热量较少,也即表示机房对降温需求不高。若室外环境的湿度值大于或等于第一湿度阈值,便是室外新风的湿度值也基本满足机房对湿度的要求。若温度值大于或等于第一温度阈值,表示需要对新风进行一定程度的降温处理。
[0021] 因此,此时机房对湿度和温度均存在调节需要,但两者并无优先级。因此,此时可综合考虑室外环境的湿度值和温度值,并同时调节新风阀的开度和混风阀的开度。
[0022] 在上述任一技术方案中,在负载率大于或等于第二负载阈值、温度值大于或等于第二温度阈值时,控制混风阀处于最小开度或关闭,控制新风阀处于最大开度。
[0023] 在该技术方案中,若机房内设备的负载率大于或等于第二负载阈值,表示此时机房内设备的负载率较高,也即表示机房内由于设备运行所产生的热量较多,也即表示机房对降温需求较高。此时,若温度值大于或等于第二温度阈值,表示室外的新风的温度同样较高,并且不可以满足机房的降温需求。因此,在已经判断根据室外环境的温度值来控制混风阀和新风阀工作,并且优先保证机房内的温度满足要求时,调节混风阀的开度处于最小、或者直接关闭混风阀,同时调节新风阀的开度最大。此时,进入到机房内的空气中,新风占有较高的比例,可通过新风来降低回风的温度,以保证进到机房内的空气的温度符合要求。
[0024] 具体地,第二负载阈值大于第一负载阈值。
[0025] 具体地,第二温度阈值大于第一温度阈值。
[0026] 在上述任一技术方案中,根据温度值控制混风阀和新风阀工作的步骤,包括:在负载率大于或等于第二负载阈值、温度值小于第二温度阈值、湿度值小于第一湿度阈值时,根据温度值和湿度值控制混风阀和新风阀工作。
[0027] 在该技术方案中,若机房内设备的负载率大于或等于第二负载阈值,表示此时机房内设备的负载率较高,也即表示机房内由于设备运行所产生的热量较多,也即表示机房对降温需求较高。但室外环境的温度值小于第二温度阈值,表示室外的新风已经具有一定的降温能力,并且基本可满足机房的降温需求。湿度值小于第一湿度阈值时,表示室外新风无法满足机房的湿度要求。因此,此时机房对湿度和温度均存在调节需要,但两者并无优先级。因此,此时可综合考虑室外环境的湿度值和温度值,并同时调节新风阀的开度和混风阀的开度。
[0028] 在上述任一技术方案中,根据温度值和湿度值控制混风阀和新风阀工作的步骤,具体包括:增大混风阀的开度;和/或降低新风阀的开度。
[0029] 在该技术方案中,在可综合考虑室外环境的湿度值和温度值,来调节混风阀和新风阀工作的过程中,若机房对湿度的要求强于对温度的要求,此时可控制混风阀的开度增大、或者是控制新风阀的开度减少、或者是同时混风阀的开度增大,以及控制新风阀的开度减少。这样,即可保证进入到机房内的空气中回风占比更大,进而保证了进入到机房内的空气的湿度满足要求。
[0030] 在上述任一技术方案中,根据温度值和湿度值控制混风阀和新风阀工作的步骤,具体包括:降低混风阀的开度;和/或增大新风阀的开度。
[0031] 在该技术方案中,在综合考虑室外环境的湿度值和温度值,来调节混风阀和新风阀工作的过程中,若机房对温度的要求强于对湿度的要求,此时可控制混风阀的开度减小、或者是控制新风阀的开度增大、或者是同时控制混风阀的开度减小,以及控制新风阀的开度增大。这样,即可保证进入到机房内的空气中新风占比更大,进而保证了进入到机房内的空气的温度满足要求。
[0032] 在上述任一技术方案中,排风通道内设置有热回收装置和旁通部件,蒸发冷却机组的控制方法还包括:控制旁通部件关闭,以通过热回收装置回收排风通道的热量。
[0033] 在该技术方案中,排风通道内设置有配合使用的热回收装置和旁通部件。其中,旁通部件设置在热回收部件与排风通道的内壁之间。
[0034] 在控制蒸发冷却机组运行的过程中,若需在热回收需求,可控制旁通部件关闭,此时排风通道内的回风都会穿过热回收装置。而经过换热后的回风具有一定的温度,这使得回风会与热回收装置接触换热,以实现热量的收集,并将收集到的热量供给于水源热泵机组等设备。
[0035] 此外,当不存在热回收需求时,可控制旁通部件开启,此时排风通道内的回风都会穿过旁通部件而不经过热回收装置。
[0036] 本发明第二方面提供了一种蒸发冷却机组的控制装置,包括:存储器,存储器上存储有程序;处理器,可用于执行程序,以实现上述任一技术方案的蒸发冷却机组的控制方法。
[0037] 本发明提供的蒸发冷却机组的控制装置,其存储器所存储的程度被处理器执行时,可实现上述任一技术方案的蒸发冷却机组的控制方法。因此,该蒸发冷却机组的控制装置具有上述蒸发冷却机组的控制方法的全部有益效果,在此不再一一论述。
[0038] 具体地,在控制蒸发冷却机组运行的过程中,首先获取机房内设备的负载率(也即服务器的上架率),并获取室外环境的温度值和湿度值,判断从新风阀进入到进风通道内的新风的湿度和温度;而后,综合考虑机房内设备的负载率、室外环境的温度值和室外环境的湿度值,控制混风阀和新风阀工作,调节混风阀和新风阀的开度,以保证进入到机房内的空气中新风与回风的比例,进而保证进入到机房内的空气的温度和湿度适宜,保证进入到机房内的空气不会受到外界恶劣环境影响,进而保证机房内设备的使用寿命,同时保证了蒸发冷却机组的整体结构简化。
[0039] 本发明第三方面提供了一种蒸发冷却机组,包括:进风通道,与机房相连通;排风通道,与机房相连通;降温装置,设置于进风通道内;混风阀,连通于进风通道和排风通道;新风阀,设置于排风通道的进风口;如上述技术方案的蒸发冷却机组的控制装置。
[0040] 本发明提供的蒸发冷却机组,包括如上述技术方案的蒸发冷却机组的控制装置。因此,该蒸发冷却机组具有上述蒸发冷却机组的控制方法的全部有益效果,在此不再一一论述。
[0041] 具体地,该蒸发冷却机组可应用于偏远恶劣环境。其中,该蒸发冷却机组包括与机房相连通的进风通道和排风通道;进风通道的进风口设置有新风阀,进风通道内设置降温装置,自然环境的新风可从进风口进入到进风通道,并在经过降温装置后进入到机房内部,以调节机房内部的温度和湿度,保证机房内部设置的存放环境。进风通道和排风通道之间设置有混风阀,经过与机房换热后的空气可通过混风阀再次进入到进风通道、或直接通过排风通道排出。
[0042] 在上述任一技术方案中,蒸发冷却机组还包括:热回收装置,设置于排风通道;旁通部件,设置于排风通道内,位于热回收装置和排风通道的内壁之间。
[0043] 在该技术方案中,将热回收装置设置在排风通道内,使得热回收装置与排风通道内热空气充分接触,实现了对热量收集,收集得到的热量可应用于水源热泵机组等设备中,进行热量补偿,一方面可避免热量的浪费,另一方面可提升水源热泵机组等设备自身的性能。
[0044] 此外,旁通部件设置在排风通道内,并且位于热回收装置和排风通道的内壁之间的间隔处。其中,旁通部件与热回收装置配合,并且设置在排风通道内同一位置,这样,可通过控制旁通部件的开启或关闭,来选择是否对排风通道内的热量进行收集,实现蒸发冷却机组运行不同模式的切换。
[0045] 并且,在不需要收集排风通道内的热量时,排风通道内的气流直接通过旁通部件穿过,可降低热回收装置在排风通道内的风阻,保证了热空气在排风通道内顺畅流动,进而保证了降温系统对机房的高效降温。
[0046] 在上述任一技术方案中,蒸发冷却机组还包括:水源热泵机组,与热回收装置相连通,热回收装置可用于为水源热泵机组供热。
[0047] 在该技术方案中,蒸发冷却机组还包括降温系统配合使用的水源热泵机组,并且水源热泵机组与热回收装置相连通。其中,水源热泵机组在运行过程中需要制热,来保证水源热泵机组自身的性能。因此,本发明提出的蒸发冷却机组巧妙地将水源热泵机组与降温系统配合使用,并通过热回收装置将水源热泵机组与降温系统巧妙地联系起来。
[0048] 在蒸发冷却机组运行过程中,热回收装置与排风通道内热空气充分接触,实现了对热量收集;收集得到的热量可直接供给水源热泵机组供热,提升水源热泵机组的制热能力,提升水源热泵机组的工作性能。
[0049] 本发明第四方面提供了一种可读存储介质,其上存储有程序,程序被处理执行时,实现如上述任一技术方案的蒸发冷却机组的控制方法。
[0050] 本发明提出的可读存储介质,其上存储的程序在被执行时,可实现如上述任一技术方案的蒸发冷却机组的控制方法。因此,具有上述蒸发冷却机组的控制方法的全部有益效果,在此不再一一论述。
[0051] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

[0052] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
[0053] 图1是本发明一个实施例的蒸发冷却机组的示意图;
[0054] 图2是本发明一个实施例的蒸发冷却机组的控制方法的流程图;
[0055] 图3是本发明又一个实施例的蒸发冷却机组的控制方法的流程图;
[0056] 图4是本发明又一个实施例的蒸发冷却机组的控制方法的流程图;
[0057] 图5是本发明又一个实施例的蒸发冷却机组的控制方法的流程图;
[0058] 图6是本发明一个实施例的蒸发冷却机组的控制装置的框图;
[0059] 图7是本发明实施例的蒸发冷却机组的控制方法所采用的等湿控制图。
[0060] 其中,图1中附图标记与部件名称之间的对应关系为:
[0061] 100机房,102设备,104进风通道,106排风通道,108降温装置,110第一风机,112过滤装置,114热回收装置,116旁通部件,118第二风机,120混风阀,122新风阀,124排风阀,126水源热泵机组,128蓄能罐。

具体实施方式

[0062] 为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0063] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0064] 下面参照图1至图7来描述根据本发明一些实施例提供的蒸发冷却机组及其控制方法、装置、可读存储介质。图1中,箭头表示气流方向;其中,X表示新风的进风点、C表示回风的排风点、D表示新风与回风的混风点、A表示混合风的送风点。
[0065] 如图1所示,本发明提出了一种蒸发冷却机组,该蒸发冷却机组可用于机房100的降温和调湿,并可应用于偏远恶劣环境。其中,蒸发冷却机组包括与机房100相连通的进风通道104和排风通道106;进风通道104的进风口设置有新风阀122,进风通道104内设置降温装置108,自然环境的新风可从进风口进入到进风通道104,并在经过降温装置108后进入到机房100内部,以调节机房100内部的温度和湿度,保证机房100内部设置的存放环境。
[0066] 此外,进风通道104和排风通道106之间设置有混风阀120,经过与机房100换热后的空气可通过混风阀120再次进入到进风通道104、或直接通过排风通道106排出。
[0067] 本发明第一个实施例提出了一种蒸发冷却机组的控制方法,可应用于上述蒸发冷却机组。如图2所示,该蒸发冷却机组的控制方法,包括:
[0068] 步骤202,获取机房内设备的负载率;
[0069] 步骤204,获取室外环境的温度值和湿度值;
[0070] 步骤206,根据负载率、温度值和湿度值,控制混风阀和新风阀工作。
[0071] 本实施例提出的蒸发冷却机组的控制方法,可应用于偏远恶劣环境的蒸发冷却机组。具体地,该蒸发冷却机组包括与机房相连通的进风通道和排风通道;进风通道的进风口设置有新风阀,进风通道内设置降温装置,自然环境的新风可从进风口进入到进风通道,并在经过降温装置后进入到机房内部,以调节机房内部的温度和湿度,保证机房内部设置的存放环境。进风通道和排风通道之间设置有混风阀,经过与机房换热后的空气可通过混风阀再次进入到进风通道、或直接通过排风通道排出。
[0072] 特别地,本实施例在控制蒸发冷却机组运行的过程中,首先获取机房内设备的负载率(也即服务器的上架率),并获取室外环境的温度值和湿度值,判断从新风阀进入到进风通道内的新风的湿度和温度。而后,综合考虑机房内设备的负载率、室外环境的温度值和室外环境的湿度值,控制混风阀和新风阀工作,调节混风阀和新风阀的开度,以保证进入到机房内的空气中新风与回风的比例,进而保证进入到机房内的空气的温度和湿度适宜,保证进入到机房内的空气不会受到外界恶劣环境影响,进而保证机房内设备的使用寿命。
[0073] 具体地,若机房内设备的负载率小于或等于第一负载阈值,表示此时机房内设备的负载率较低,也即表示机房内由于设备运行所产生的热量较少,也即表示机房对降温需求不高。此时,若温度值小于第一温度阈值,表示室外的新风已经具有一定的降温能力,并且基本可满足机房的降温需求。因此,在该情况下,优先调节机房内的湿度,并在机房内湿度满足要求的情况,再对机房内的温度进行调节。
[0074] 具体地,若机房内设备的负载率大于或等于第二负载阈值,表示此时机房内设备的负载率较高,也即表示机房内由于设备运行所产生的热量较多,也即表示机房对降温需求较高。此时,若温度值大于或等于第二温度阈值,表示室外的新风的温度同样较高,并且不可以满足机房的降温需求。因此,在该情况下,若室外环境的湿度值小于第一湿度阈值时,表示机房更加需要调节湿度。因此,在该情况下,优先调节机房内的温度,并在机房内温度满足要求的情况,再对机房内的湿度进行调节。
[0075] 具体地,蒸发冷却机组是一个开放式的制冷系统,新风直接进入机房,对机房的湿度和洁净度控制是一个难点。当机房负载较低(服务器上架率不高)且环境温度和湿度较低时,新风的绝对含湿量很小,温度也低,通过喷淋也很难将湿度提高、达到目标湿度。
[0076] 因此,本实施例首先判断机房内设备的负载率,而后综合考虑机房内设备的负载率、室外环境的温度值和室外环境的湿度值,调节混风阀和新风阀开度,以保证新风与回风的混合比例,实现了蒸发冷却机组的自适应,使得控制机组可基于实际环境自我调节,尤其是低负载低温低湿的情况下,不增加热补偿功耗下即可稳定控制机房湿度,保证了机房内的湿度和温度,同时保证了蒸发冷却机组的整体结构简化。并且,本实施例提出的蒸发冷却机组的控制方法,可在不同的情况下优先调节机房内的湿度或温度,以保证机房内温度和湿度的综合效果。
[0077] 此外需特殊说明的是,室外的新风进入到机房内部与设备进行热交换后,其自身的温度得到提升。因此,该部分回风经过混风阀再次进入到进风通道后,会与从新风阀刚进入到进风通道内的新风相混合,通过调节高温回风与低温新风的比例,即可调节进入到机房内的混合风的湿度和温度,进而保证机房内处于适宜的环境湿度和环境温度。
[0078] 本发明第二个实施例提出了一种蒸发冷却机组的控制方法,可应用于上述蒸发冷却机组。如图3所示,该蒸发冷却机组的控制方法,包括:
[0079] 步骤302,获取机房内设备的负载率;
[0080] 步骤304,获取室外环境的温度值和湿度值;
[0081] 步骤306,在负载率小于或等于第一负载阈值、温度值小于第一温度阈值、湿度值小于第一湿度阈值时,控制混风阀处于最大开度,控制新风阀处于最小开度或关闭。
[0082] 在该实施例中,若机房内设备的负载率小于或等于第一负载阈值,表示此时机房内设备的负载率较低,也即表示机房内由于设备运行所产生的热量较少,也即表示机房对降温需求不高。此时,若温度值小于第一温度阈值,表示室外的新风已经具有一定的降温能力,并且基本可满足机房的降温需求。
[0083] 因此,在该情况下,若室外环境的湿度值小于第一湿度阈值时,表示机房更加需要调节湿度。因此,根据室外环境的湿度值来控制混风阀和新风阀工作,并且优先保证机房内的湿度满足要求。
[0084] 在该实施例中,进一步地,在已经判断室外新风基本可满足机房的降温需求,并且机房更加需要调节湿度时,调节混风阀的开度处于最大,同时调节新风阀的开度处于最小,或者是直接控制新风阀关闭。此时,进入到机房内的空气中,回风占有较高的比例,可通过回风来调节新风的湿度,以保证进到机房内的空气的湿度符合要求。
[0085] 在该实施例中,进一步地,若机房内设备的负载率小于或等于第一负载阈值,表示此时机房内设备的负载率较低,也即表示机房内由于设备运行所产生的热量较少,也即表示机房对降温需求不高。若室外环境的湿度值大于或等于第一湿度阈值,便是室外新风的湿度值也基本满足机房对湿度的要求。若温度值大于或等于第一温度阈值,表示需要对新风进行一定程度的降温处理。
[0086] 因此,此时机房对湿度和温度均存在调节需要,但两者并无优先级。因此,此时可综合考虑室外环境的湿度值和温度值,并同时调节新风阀的开度和混风阀的开度。
[0087] 具体实施例中,第一温度阈值可根据实际情况进行设置,一般第一温度阈值要设置的小一点。
[0088] 具体实施例中,第一负载阈值可根据实际情况进行设置,例如可以为10%、20%、30%、40%、50%、60%等,一般第一负载阈值要设置的小一点。
[0089] 本发明第三个实施例提出了一种蒸发冷却机组的控制方法,可应用于上述蒸发冷却机组。如图4所示,该蒸发冷却机组的控制方法,包括:
[0090] 步骤402,获取机房内设备的负载率;
[0091] 步骤404,获取室外环境的温度值和湿度值;
[0092] 步骤406,在负载率大于或等于第二负载阈值、温度值大于或等于第二温度阈值时,控制混风阀处于最小开度或关闭,控制新风阀处于最大开度。
[0093] 在该实施例中,若机房内设备的负载率大于或等于第二负载阈值,表示此时机房内设备的负载率较高,也即表示机房内由于设备运行所产生的热量较多,也即表示机房对降温需求较高。此时,若温度值大于或等于第二温度阈值,表示室外的新风的温度同样较高,并且不可以满足机房的降温需求。具体地,第二负载阈值大于第一负载阈值。具体地,第二温度阈值大于第一温度阈值。
[0094] 因此,在该情况下,若室外环境的湿度值小于第一湿度阈值时,表示机房更加需要调节湿度。因此,在该情况下,表示机房更加需要降温。也即,此时根据室外环境的温度值来控制混风阀和新风阀工作,并且优先保证机房内的温度满足要求。
[0095] 在该实施例中,进一步地,在已经判断根据室外环境的温度值来控制混风阀和新风阀工作,并且优先保证机房内的温度满足要求时,调节混风阀的开度处于最小、或者直接关闭混风阀,同时调节新风阀的开度最大。
[0096] 此时,进入到机房内的空气中,新风占有较高的比例,可通过新风来降低回风的温度,以保证进到机房内的空气的温度符合要求。
[0097] 在该实施例中,进一步地,若机房内设备的负载率大于或等于第二负载阈值,表示此时机房内设备的负载率较高,也即表示机房内由于设备运行所产生的热量较多,也即表示机房对降温需求较高。
[0098] 但室外环境的温度值小于第二温度阈值,表示室外的新风已经具有一定的降温能力,并且基本可满足机房的降温需求。湿度值小于第一湿度阈值时,表示室外新风无法满足机房的湿度要求。
[0099] 因此,此时机房对湿度和温度均存在调节需要,但两者并无优先级。因此,此时可综合考虑室外环境的湿度值和温度值,并同时调节新风阀的开度和混风阀的开度。
[0100] 具体实施例中,第二负载阈值大于第一负载阈值,其具体取值可根据实际情况设置,例如可以为70%、80%、90%等,一般第二负载阈值要设置的大一点。
[0101] 具体实施例中,第二温度阈值可根据实际情况进行设置,一般第二温度阈值要设置的大一点,并且大于第一温度阈值。
[0102] 在上述任一实施例中,在可综合考虑室外环境的湿度值和温度值,来调节混风阀和新风阀工作的过程中,若机房对湿度的要求强于对温度的要求,此时可控制混风阀的开度增大、或者是控制新风阀的开度减少、或者是同时混风阀的开度增大,以及控制新风阀的开度减少。这样,即可保证进入到机房内的空气中回风占比更大,进而保证了进入到机房内的空气的湿度满足要求。
[0103] 在上述任一实施例中,在综合考虑室外环境的湿度值和温度值,来调节混风阀和新风阀工作的过程中,若机房对温度的要求强于对湿度的要求,此时可控制混风阀的开度减小、或者是控制新风阀的开度增大、或者是同时混风阀的开度减小,以及控制新风阀的开度增大。这样,即可保证进入到机房内的空气中新风占比更大,进而保证了进入到机房内的空气的温度满足要求。
[0104] 本发明第四个实施例提出了一种蒸发冷却机组的控制方法,可应用于具有排风通道内设置有配合使用的热回收装置和旁通部件的蒸发冷却机组。如图5所示,该蒸发冷却机组的控制方法,包括:
[0105] 步骤502,获取机房内设备的负载率;
[0106] 步骤504,获取室外环境的温度值和湿度值;
[0107] 步骤506,根据负载率、温度值和湿度值,控制混风阀和新风阀工作;
[0108] 步骤508,控制旁通部件关闭,以通过热回收装置回收排风通道的热量。
[0109] 在控制蒸发冷却机组运行的过程中,若需在热回收需求,可控制旁通部件关闭,此时排风通道内的回风都会穿过热回收装置。而经过换热后的回风具有一定的温度,这使得回风会与热回收装置接触换热,以实现热量的收集,并将收集到的热量供给于水源热泵机组等设备。
[0110] 此外,当不存在热回收需求时,可控制旁通部件开启,此时排风通道内的回风都会穿过旁通部件而不经过热回收装置。
[0111] 如图6所示,本发明第五个实施例提出了一种蒸发冷却机组的控制装置600,包括存储器602和处理器604。
[0112] 其中,存储器602所存储的程度被处理器604执行时,可实现上述任一技术方案的蒸发冷却机组的控制方法。因此,该蒸发冷却机组的控制装置600同样具有上述蒸发冷却机组的控制方法的全部有益效果,在此不再一一论述。
[0113] 具体地,在控制蒸发冷却机组运行的过程中,首先获取机房内设备102的负载率(也即服务器的上架率),并获取室外环境的温度值和湿度值,判断从新风阀进入到进风通道内的新风的湿度和温度。
[0114] 而后,综合考虑机房内设备102的负载率、室外环境的温度值和室外环境的湿度值,控制混风阀和新风阀工作,调节混风阀和新风阀的开度,以保证进入到机房内的空气中新风与回风的比例,进而保证进入到机房内的空气的温度和湿度适宜,保证进入到机房内的空气不会受到外界恶劣环境影响,进而保证机房内设备102的使用寿命,同时保证了蒸发冷却机组的整体结构简化。
[0115] 如图1所示,本发明第六个实施例提出了一种蒸发冷却机组,包括如实施例五的蒸发冷却机组的控制装置。因此,该蒸发冷却机组具有上述蒸发冷却机组的控制方法的全部有益效果,在此不再一一论述。
[0116] 具体地,该蒸发冷却机组可应用于偏远恶劣环境。其中,该蒸发冷却机组包括与机房100相连通的进风通道104和排风通道106;进风通道104的进风口设置有新风阀122,进风通道104内设置降温装置108,自然环境的新风可从进风口进入到进风通道104,并在经过降温装置108后进入到机房100内部,以调节机房100内部的温度和湿度,保证机房100内部设置的存放环境。
[0117] 此外,如图1所示,进风通道104和排风通道106之间设置有混风阀120,经过与机房100换热后的空气可通过混风阀120再次进入到进风通道104、或直接通过排风通道106排出。
[0118] 特别地,基于上述蒸发冷却机组的控制装置的设置,在控制蒸发冷却机组运行的过程中,首先获取机房100内设备102的负载率(也即服务器的上架率),并获取室外环境的温度值和湿度值,判断从新风阀122进入到进风通道104内的新风的湿度和温度。
[0119] 而后,综合考虑机房100内设备102的负载率、室外环境的温度值和室外环境的湿度值,控制混风阀120和新风阀122工作,调节混风阀120和新风阀122的开度,以保证进入到机房100内的空气中新风与回风的比例,进而保证进入到机房100内的空气的温度和湿度适宜,保证进入到机房100内的空气不会受到外界恶劣环境影响,进而保证机房100内设备102的使用寿命。
[0120] 在该实施例中,进一步地,如图1所示,将热回收装置114设置在排风通道106内,使得热回收装置114与排风通道106内热空气充分接触,实现了对热量收集,收集得到的热量可应用于水源热泵机组126等设备102中,进行热量补偿,一方面可避免热量的浪费,另一方面可提升水源热泵机组126等设备自身的性能。
[0121] 此外,如图1所示,旁通部件116设置在排风通道106内,并且位于热回收装置114和排风通道106的内壁之间的间隔处。其中,旁通部件116与热回收装置114配合,并且设置在排风通道106内同一位置,这样,可通过控制旁通部件116的开启或关闭,来选择是否对排风通道106内的热量进行收集,实现蒸发冷却机组运行不同模式的切换。
[0122] 并且,在不需要收集排风通道106内的热量时,排风通道106内的气流直接通过旁通部件116穿过,可降低热回收装置114在排风通道106内的风阻,保证了热空气在排风通道106内顺畅流动,进而保证了降温系统对机房100的高效降温。
[0123] 在该实施例中,进一步地,如图1所示,蒸发冷却机组还包括降温系统配合使用的水源热泵机组126,并且水源热泵机组126与热回收装置114相连通。其中,水源热泵机组126在运行过程中需要制热,来保证水源热泵机组126自身的性能。因此,本发明提出的蒸发冷却机组巧妙地将水源热泵机组126与降温系统配合使用,并通过热回收装置114将水源热泵机组126与降温系统巧妙地联系起来。
[0124] 在蒸发冷却机组运行过程中,热回收装置114与排风通道106内热空气充分接触,实现了对热量收集;收集得到的热量可直接供给水源热泵机组126供热,提升水源热泵机组126的制热能力,提升水源热泵机组126的工作性能。
[0125] 具体实施例中,如图1所示,热回收装置114为盘管,并且通过管路与水源热泵机组126相连通。
[0126] 具体实施例中,如图1所示,旁通部件116为旁通风阀。
[0127] 具体实施例中,如图1所示,降温装置108为蒸发冷却模块,并可在运行过程中喷淋液体,以通过液体的蒸发吸热降温。
[0128] 本发明第七个实施例提出了一种可读存储介质,其上存储的程序。
[0129] 本发明提出的可读存储介质,其上存储的程序在被执行时,可实现如上述任一实施例的蒸发冷却机组的控制方法。因此,具有上述蒸发冷却机组的控制方法的全部有益效果,在此不再一一论述。
[0130] 具体地,在控制蒸发冷却机组运行的过程中,首先获取机房内设备102的负载率(也即服务器的上架率),并获取室外环境的温度值和湿度值,判断从新风阀进入到进风通道内的新风的湿度和温度。
[0131] 而后,综合考虑机房内设备102的负载率、室外环境的温度值和室外环境的湿度值,控制混风阀和新风阀工作,调节混风阀和新风阀的开度,以保证进入到机房内的空气中新风与回风的比例,进而保证进入到机房内的空气的温度和湿度适宜,保证进入到机房内的空气不会受到外界恶劣环境影响,进而保证机房内设备102的使用寿命。
[0132] 随着新基建5G的发展,数据中心建设呈现爆发式增长,数据中心能耗巨大,其中机房制冷能耗占比数据中心总能耗40%以上。为节省能源,数据中心纷纷建设在西北、东北、云贵等环境温湿度较低的地区,充分利用自然冷源来对数据中心进行制冷,在空气环境(温度低、湿度低、洁净度高)相对适宜的地区多采用直接蒸发冷却技术,机房通过直接利用室外低温新风进行制冷,当干球温度较高时,利用较低的湿球温度,通过喷水蒸发降温从而得到低温空气,对数据中心进行冷却。
[0133] 特别地,蒸发冷却机组是一个开放式制冷系统,新风直接进入机房,对机房的湿度和洁净度控制是一个难点。尤其是,当机房负载较低(服务器上架率不高的时)且环境温度和湿度较低时,新风的绝对含湿量很小,温度也低,通过喷淋也很难将湿度提高、达到目标湿度。
[0134] 本发明提供一种蒸发冷却机组的控制方法,在不增加设备102不增加功耗的条件下,通过自适应调节新风阀122、混风阀120、排风阀124的开度,调节新风和回风的比例达到控制机房100湿度的目的。
[0135] 具体实施例中,如图1所示,蒸发冷却机组包括与机房100相连通的进风通道104和排风通道106,进风通道104的进风口设置有新风阀122,排风通道106的排风口设置有排风阀124,进风通道104与排风通道106之间设置有混风阀120。沿进风通道104的进风方向,依次设置有第一风机110、降温装置108、过滤装置112;沿排风通道106的排风方向,设置有配合适应的热回收装置114和旁通部件116、第二风机118,以及混风阀120。此外,热回收装置114通过管路连通到水源热泵机组126,并可将收集到的热量供给于水源热泵机组126;水源热泵机组126与蓄能罐128相连通。
[0136] 需要控制机房100内的温度值为T1,相对湿度为a%,则可查询空气对应的绝对含湿量为d。例如,结合图1和图7可知,机房100控制温湿度点为C点,35℃/24%RH,则对应空气的含湿量为d=0.01348kg/kg.干空气(海拔高度3650m)。新风经过降温装置108处理后,进入机房100制冷是空气被等湿加热升温,回风的湿度点为C。根据等湿原则,绝对含湿量不变,可以得出混合风的湿度点A的设计参数。
[0137] 如图7所示,X点的新风和C点的回风按一定比例混合得到D点的混合风,D点的混合风为高温低湿;在雾化等焓加湿得到A点的混合风,A点的混合风送到机房100内,经过设备102被加热为C点的回风,A点的混合风到C点的回风也属于等湿升温过程。根据A点的混合风的出风温湿度设计要求,X点的新风和C点的回风混合,A点的混合风的质量比按下列公式计算:Gx/Gc=(dd‑dc)/(dx‑dd)。其中,dx为新风的含湿量,dc为回风的含湿量,dd为混合风的含湿量,Gx/Gc为新风和回风的比例。
[0138] 具体实施例中,如图1所示,热回收直接蒸发冷却的蒸发冷却机组包含降温装置108和热回收装置114。其中,如图1所示,进风通道104一侧包括新风段、混风段、过滤段、蒸发冷却段、送风段,进风口设置有新风阀122,进风通道104和排风通道106之间设置有混风阀120。热回收装置114与旁通部件116配合使用。降温装置108与热回收装置114相连,把热回收装置114吸收的热量或冷量供农业大棚使用。
[0139] 具体实施例中,机房100内设备102的负载率较高时,将执行温度优先或自动控制,满足机房100的热湿负荷控制需求。当机房100热负荷较低,且室外环境温度较低时,新风空气中的含绝对湿量非常低,且由于温度较低,通过喷水加湿提高空气的绝对含湿量难度较大,行业通常做法是加热水盘管或电加热加热新风空气,在通过蒸发加湿,达到湿度控制,这些方案为满足湿度控制范围,但温度又较难控制,并且产生不必要的耗能。
[0140] 本发明采用回风加热升温措施,通过自动调节排风阀124、混风阀120、新风阀122的开发,按湿度优先的原则调节,控制新风和回风的比例,从而达到设计的送风绝对含湿量,来控制湿度。
[0141] 因此,本发明提出的蒸发冷却机组的控制方法,可通过混风升温来提高蒸发冷却机组自身的湿度补充能力,同时可通过送风绝对含湿量来控制机房的相对湿度,保证机房内部环境的温度和湿度适宜,特别适用于西北、东北、云贵等环境温湿度较低的地区,具有极强的适应性。
[0142] 此外,本发明提出的蒸发冷却机组的控制方法,不仅可实现对机房的降温,还可收集机房内部的热量,并将该部分热量补给水源热泵机组等设备102,提升水源热泵机组等设备102的性能;并且,可保证冷空气在进风通道内顺畅流动,特别是在蒸发冷却机组不需要运行热回收模式时,可保证了冷空气顺畅流动,进而保证了降温系统对机房的高效降温。
[0143] 具体实施例中,在使用过程中,当检测到室外环境温度小于设定值时,蒸发冷却机组自动进入热回收模式,此时旁通部件智能关闭;当检测到室外环境温度大于或等于设定值时,蒸发冷却机组自动退出热回收模式,此时旁通部件智能开启,让机房排出的热空气主要通过旁通部件排出去。
[0144] 具体实施例中,如图1所示,沿进风通道的进风方向,进风通道104依次包括相连通的混风段、过滤段和送风段。其中,混风段处设置有混风阀120,混风阀120开启时可导通排风通道106和进风通道104的混风段;过滤段内设置有过滤装置112;送风段内设置有第一风机110和降温装置108。
[0145] 具体实施例中,如图1所示,机房100具有房间和回风层。其中,房间内存放有设备102,进风通道104与房间相连通;回风层形成于房间的顶部,并且位于房间的吊顶,回风层与排风通道106相连通。
[0146] 在本发明的描述中,术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定,术语“上”、“下”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;术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解,例如,“连接”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,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0147] 在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0148] 以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。