一种机房的制冷控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及制冷设备【技术领域】，公开了一种机房的制冷控制系统。制冷控制系统包括：位于室外的冷却塔，包括：位于冷却塔顶部的风机；通过第一管路依次连接并形成闭路循环的第一表冷器、第一水泵和第二表冷器，其中，第一表冷器位于冷却塔内部，第二表冷器位于机房的回风口一侧，用于冷却机房的回风，第一水泵将第一表冷器中的水泵入第二表冷器中；送风机，位于机房的送风口一侧，将冷却的机房回风送至机房；温度传感器，设置于室外，用于检测室外温度信息；控制装置，分别与温度传感器和第一水泵信号连接，用于当室外温度小于设定的第一温度阈值时，控制第一水泵开启。本实用新型的制冷控制系统，利于提高机房内空气品质，节约能耗。
【专利说明】一种机房的制冷控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及制冷设备【技术领域】，特别是涉及一种机房的制冷控制系统。
【背景技术】
[0002]数据中心，俗称机房，是一整套复杂的设施。它不仅仅包括计算机系统和其它与之配套的设备(例如通信和存储系统)，还包含冗余的数据通信连接、环境控制设备、监控设备以及各种安全装置。现有的数据中心，能源成本占机房运营成本的比例较高，只有小于一半的电力用于IT负荷，而其余的电力则用于供电和散热系统等基础设施。
[0003]利用室外新风自然冷却是机房的一种节能运行模式，目前利用室外新风的制冷系统如图1所示，室外新风经新风过滤器81过滤后再经过送风机82直接送入机房83，吸热后由机房排风口 84排出。数据中心引入新风虽然可以节约空调能耗，但也会给新风过滤器带来极大负担，过滤网容易脏堵，需要频繁地更换或清洗维护过滤网，且易将室外污浊空气带入机房，影响机房室内的空气品质,且维护和功耗成本也大大增加。并且,冬季室外空气含湿量低，室外新风进入室内后，如果不进行加湿，往往会造成室内空气严重干燥，其相对湿度满足不了机房相对湿度的最小值的要求，给IT设备的运行带来不利，甚至会发生故障而停止运行。因此，在空气干燥的地区，冬季IT设备采用室外新风制冷时，其节约的能量与维持室内相对湿度必须加湿所消耗的能量，再加上送风、排风系统的所消耗的能量，其节约能量与因此而消耗能量相比，二者几乎相差无几。
[0004]现有技术存在的缺陷在于，在冬季采用室外新风直接制冷，在能源节约上并不十分显著，并需要大量加湿，也易影响机房室内的空气品质。
实用新型内容
[0005]本实用新型提供了一种机房的制冷控制系统，用以避免采用室外新风制冷，提高机房空气的洁净度，并用以降低机房的制冷能耗。
[0006]本实用新型机房的制冷控制系统，包括:
[0007]位于室外的冷却塔，所述冷却塔顶部设置有风机；
[0008]通过第一管路依次连接并形成闭路循环的第一表冷器、第一水泵和第二表冷器，其中，所述第一表冷器位于冷却塔内部，所述第二表冷器位于机房的回风口一侧，用于冷却机房回风，所述第一水泵将所述第一表冷器中的水泵入所述第二表冷器中；
[0009]送风机，位于机房的送风口 一侧，将冷却的机房回风送至机房；
[0010]温度传感器，设置于室外，用于检测室外温度信息；
[0011]控制装置，分别与所述温度传感器和所述第一水泵信号连接，用于当室外温度小于设定的第一温度阈值时，控制所述第一水泵开启。
[0012]本实用新型机房的制冷控制系统，采用全回风冷却，无需配置新风过滤器，有利于提高机房空气的洁净度；并采用间接制冷方式将机房内的空气冷却，具体为:在冷却塔内通过冷空气将第一表冷器内的水进行冷却，通过第一水泵将第一表冷器内的冷水泵入第二表冷器，位于回风口一侧的第二表冷器将机房内的空气进行冷却，可以保持机房内空气的湿度不变；本实用新型机房的制冷控制系统，仅第一水泵和送风机做功，节约能源，提高了能源利用率。
[0013]优选的，所述的制冷控制系统，还包括:位于所述第一表冷器下方的集水池和位于所述第一表冷器上方的喷淋装置，以及第二水泵，其中，所述第二水泵将所述集水池中水泵入所述喷淋装置；
[0014]所述控制装置，进一步与所述第二水泵信号连接，用于当室外温度不小于设定的第一温度阈值并小于设定的第二温度阈值时，分别控制所述第一水泵和所述第二水泵开
启O
[0015]本实用新型机房的制冷控制系统，在冷却塔内增加了喷淋装置，当室外温度不小于设定的第一温度阈值并小于设定的第二温度阈值时，单独冷空气与第一表冷器的换热量不够，因此增加喷淋冷水使得第一表冷器内的水温进一步降低，获得较大的制冷量，此时，仅第一水泵、第二水泵和送风机做功，利于节约能源。
[0016]优选的，所述的制冷控制系统，还包括:
[0017]通过第二管路依次连接并形成闭路循环的压缩机、冷凝器盘管、节流元件和蒸发器，所述第二管路内具有制冷剂，所述冷凝器盘管位于所述喷淋装置的下方，所述蒸发器用于冷却机房回风；
[0018]所述控制装置，进一步与所述压缩机信号连接，用于当室外温度不小于设定的第二温度阈值并小于设定的第三温度阈值时，分别控制所述第一水泵和所述压缩机开启。
[0019]本实用新型机房的制冷控制系统，增加了一套压缩机制冷系统，并且冷凝器盘管位于冷却塔内，当室外温度不小于设定的第二温度阈值并小于设定的第三温度阈值时，开启压缩机和第一水泵，压缩机循环系统和表冷器循环系统均用于冷却机房内的空气，压缩机可以部分输出，也利于节约能源。
[0020]优选的，所述控制装置包括判断室外温度是否不小于设定的第三温度阈值的比较器，以及与所述比较器信号连接的处理器，当室外温度不小于设定的第三温度阈值时，所述处理器分别控制所述第二水泵和所述压缩机开启。
[0021]在本实用新型技术方案中，控制装置进一步用于当室外温度较高时，例如夏季较高温度时，仅压缩机系统制冷，喷淋装置喷淋水至冷凝器盘管，此时冷凝器盘管相当于蒸发式冷凝器，因此，与传统机械压缩制冷系统相比仍具有节能的优势。
[0022]优选的，对上述任一种制冷控制系统，还包括:
[0023]加湿器，与所述控制装置信号连接，用于对机房回风进行加湿；
[0024]所述控制装置进一步用于当所述机房内的相对湿度小于设定的相对湿度阈值时，控制所述加湿器开启。
[0025]在本实用新型技术方案中，增加一个对机房的回风加湿的加湿器，用于保持机房内的相对湿度处于合适的状态，利于机房内IT设备的运行。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为现有技术机房的制冷控制系统结构示意图；
[0027]图2为本实用新型机房的制冷控制系统第一实施例结构示意图；[0028]图3为本实用新型机房的制冷控制系统第二实施例结构示意图；
[0029]图4为本实用新型机房的制冷控制系统第三实施例结构示意图；
[0030]图5为本实用新型机房的制冷控制方法第一实施例流程示意图；
[0031]图6为本实用新型机房的制冷控制方法具体实施例的流程示意图；
[0032]图7为本实用新型机房的制冷控制装置结构示意图。
[0033]附图标记:
[0034]1-冷却塔3-送风机4-温度传感器5-控制装置7-加湿器10-机房11-风机12-第一表冷器13-集水池14-喷淋装置15-第二水泵21-第二表冷器22-第一水泵61-压缩机62-冷凝器盘管63-节流元件64-蒸发器81-新风过滤器82-送风机83-机房84-排风口 91-获取设备92-控制设备
【具体实施方式】
[0035]为了减少机房的制冷能耗，提闻机房的空气品质，本实用新型提供了 一种机房的制冷控制方法、装置及系统，在该技术方案中，采用全回风冷却，无需配置新风过滤器，有利于提高机房空气的洁净度；并采用间接制冷方式将机房内的空气冷却，具体为:在冷却塔内通过冷空气将第一表冷器内的水进行冷却，通过第一水泵将第一表冷器内的冷水泵入第二表冷器，位于回风口一侧的第二表冷器将机房内的空气进行冷却，可以保持机房内空气的湿度不变；本实用新型机房的制冷控制系统，仅第一水泵和送风机做功，节约能源，提高了能源利用率。为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举具体实施例对本实用新型作进一步详细的说明。
[0036]如图2所示，本实用新型机房的制冷控制系统第一实施例结构示意图，所述的制冷控制系统包括:
[0037]位于室外的冷却塔1，冷却塔顶部设置有风机11 ；
[0038]通过第一管路依次连接并形成闭路循环的第一表冷器12、第一水泵22和第二表冷器21,其中，第一表冷器12位于冷却塔I内部，第二表冷器21位于机房10的回风口一侦牝用于冷却机房回风，第一水泵22将第一表冷器12中的水泵入第二表冷器21中；
[0039]送风机3，位于机房10的送风口一侧，将冷却的机房回风送至机房10 ；
[0040]温度传感器4，设置于室外，用于检测室外温度信息；
[0041]控制装置5，分别与温度传感器4和第一水泵22信号连接，用于当室外温度小于设定的第一温度阈值时，控制第一水泵22开启。
[0042]在本实用新型机房的制冷控制系统中，采用全回风冷却，无需配置新风过滤器，有利于提高机房空气的洁净度；并采用间接制冷方式将机房内的空气冷却，具体为:在冷却塔I内通过冷空气将第一表冷器12内的水进行冷却，通过第一水泵22将第一表冷器12内的冷水泵入第二表冷器21，位于回风口一侧的第二表冷器21将机房内的空气进行冷却，可以保持机房内空气的湿度不变；本实用新型机房的制冷控制系统，适用于室外温度较低时，如小于5°C时，仅第一表冷器12在冷却塔I内与冷空气进行换热，其制冷量足够用于降低机房10内的温度，此时，仅第一水泵12和送风机3做功，节约能源，提高了能源利用率。当室外温度低于0°C时，冷却塔I底部的水需要放掉。
[0043]如图3所示，本实用新型机房的制冷控制系统第二实施例结构示意图，所述的制冷控制系统，还包括:位于第一表冷器12下方的集水池13和位于第一表冷器12上方的喷淋装置14，以及第二水泵15，其中，第二水泵15将集水池13中水泵入喷淋装置14 ；
[0044]控制装置5，进一步与第二水泵15信号连接，用于当室外温度不小于设定的第一温度阈值并小于设定的第二温度阈值时，分别控制第一水泵22和第二水泵15开启。
[0045]在本实用新型机房的制冷控制系统中，在冷却塔I内增加了喷淋装置14，室外温度升高，当室外温度不小于设定的第一温度阈值并小于设定的第二温度阈值时，如室外温度不小于5°C且小于15°C时，单独冷空气与第一表冷器12的换热量不够，因此增加喷淋冷水使得第一表冷器12内的水温进一步降低，获得较大的制冷量，此时，仅第一水泵22、第二水泵15和送风机3做功，利于节约能源。
[0046]如图4所示，本实用新型机房的制冷控制系统第三实施例结构示意图，所述的制冷控制系统，还包括:
[0047]通过第二管路依次连接并形成闭路循环的压缩机61、冷凝器盘管62、节流元件63和蒸发器64，第二管路内具有制冷剂，冷凝器盘管62位于喷淋装置14的下方，蒸发器64用于冷却机房回风；
[0048]控制装置5，进一步与压缩机61信号连接，用于当室外温度不小于设定的第二温度阈值并小于设定的第三温度阈值时，分别控制第一水泵22和压缩机61开启。
[0049]本实用新型机房的制冷控制系统，增加了一套压缩机制冷系统，并且冷凝器盘管62位于冷却塔I内，室外温度升高，当室外温度不小于设定的第二温度阈值并小于设定的第三温度阈值时，如室外温度不小于15°C且小于30°C时，此时仅靠自然冷源与第一表冷器12换热量不够，因此，需开启压缩机61和第一水泵22，压缩机循环系统和表冷器循环系统均用于冷却机房内的空气，此时压缩机61可以变容量运行，根据机房内的温度降低压缩能耗，也利于节约能源。
[0050]优选的，请继续参照图4所示，本实用新型机房的制冷控制系统第四实施例，控制装置5包括判断室外温度是否不小于设定的第三温度阈值的比较器，以及与比较器信号连接的处理器，当室外温度不小于设定的第三温度阈值时，处理器分别控制第二水泵15和压缩机61开启。
[0051]在本实用新型的技术方案中，当室外温度进一步升高，例如夏季较高温度时，如不小于30°C时，此时，仅压缩机系统制冷，喷淋装置14喷淋水至冷凝器盘管62，此时冷凝器盘管62相当于蒸发式冷凝器，因此，与传统机械压缩制冷系统相比仍具有节能的优势。
[0052]第一温度阈值、第二温度阈值和第三温度阈值是根据经验设定的，需满足第一温度阈值小于第二温度阈值，第二温度阈值小于第三温度阈值，如第一温度阈值可以设定为5°C，第二温度阈值可以设定为15°C，第三温度阈值可以设定为30°C，但是本实用新型并不限于这些具体的数值。
[0053]请继续参照图4所示，本实用新型机房的制冷控制系统第五实施例，所述的制冷控制系统，包括上述第一实施例至第四实施例任一种制冷控制系统，还包括:
[0054]加湿器7，与控制装置5信号连接，用于对机房回风进行加湿；
[0055]控制装置5进一步用于当机房内的相对湿度小于设定的相对湿度阈值时，控制加湿器7开启。
[0056]在本实用新型的技术方案中，增加一个对机房的回风加湿的加湿器7，用于保持机房内的相对湿度处于合适的状态，利于机房内IT设备的运行。
[0057]请继续参照图4所示，在上述本实用新型机房的制冷控制系统中，第二表冷器22、蒸发器64、送风机2和加湿器7不拘泥于空气处理机组的形式，可以根据数据中心建筑的特点灵活布局，例如可以将第二表冷器22、蒸发器64、送风机2和加湿器7分别布置在整面墙或利用一个房间来布置一个空气处理单元，而且，第一温度传感器11在室外的安装位置不限，只要其不受其他部件影响能够检测室外温度即可。此外，冷却塔I的内部第一表冷器12和冷凝器盘管62的位置可以任意设置，只要喷淋装置14喷出的水能喷淋到第一表冷器12和冷凝器盘管62即可，冷却塔I还可以包括位于风机11和喷淋装置14之间的挡水板，以及设置于集水池14的排污阀。本实用新型制冷控制系统中的冷却塔I可以在表冷器循环中将第一表冷器进行自然冷却，又可以在压缩机系统工作时将冷凝器盘管起到蒸发式冷凝器的作用。本实用新型的制冷控制系统根据不同的温度区间具有不同的节能模式，针对机房冷负荷的特征，可以在全年运行调节功能，满足数据中心对制冷的要求。在本实用新型技术方案中，所述控制装置既可以采用软件实现控制功能，也可以通过硬件实现控制功能，采用硬件时，控制装置包括比较器和处理器，比较器用于比较室外温度分别与设定的温度阈值的大小关系，如第一温度阈值、第二温度阈值或第三温度阈值，而处理器与比较器信号连接，用于针对比较器输出的不同的信号来控制循环泵和压缩机的状态。
[0058]如图5所示，本实用新型机房的制冷控制方法的第一实施例流程示意图，所述制冷控制方法包括:
[0059]步骤101、获取当前的室外温度信息；
[0060]步骤102、判断室外温度是否小于设定的第一温度阈值；如果是，执行步骤103，否则，返回步骤101 ；
[0061]步骤103、控制所述第一水泵开启。
[0062]该实施例方法适用于室外温度较低时，例如冬季，如设定的第一温度阈值为5°C，当前的室外温度小于5°C时，控制第一水泵22开启，机房内的回风经过第二表冷器21的冷却，再通过送风机进入机房，第二表冷器21吸收回风热量，水温不会太低，第一水泵22正常运行时不会冻结，当室外温度低于0°C时，冷却塔I底部的水应放掉；采用全回风的模式，在利用室外冷源的同时避免了室外的空气进入机房10，提高了机房内的空气品质，并且能较好的保持机房内的相对湿度，此外，第一水泵22的运行功率很低，总体来说降低了机房的能耗，提高了其能源利用率。
[0063]本实用新型机房的制冷控制方法的第二实施例，进一步包括:
[0064]当室外温度不小于设定的第一温度阈值并小于设定的第二温度阈值时，分别控制所述第一水泵22和所述第二水泵15开启。
[0065]该实施例方法适用于室外温度稍高时，例如春秋季节较冷时，如设定的第一温度阈值为5°C，设定的第二温度阈值为15°C，此时当前的室外温度不小于5°C并小于15°C，则控制第一水泵22和第二水泵15开启，一般情况下，室外温度低于4°C以下时，需要防止第一水泵22和第二水泵15冻结。机房内的回风经过第二表冷器21的冷却再通过送风机3进入机房10，第一水泵22和第二水泵15的运行功率很低，降低了机房的能耗，提高了其能源利用率。
[0066]本实用新型机房的制冷控制方法的第三实施例，还进一步包括:[0067]当室外温度不小于设定的第二温度阈值并小于设定的第三温度阈值时，分别控制所述第一水泵22和所述压缩机61开启。
[0068]本实施例的方法适用于室外环境温度较高时，例如春秋季节温度较高时，如设定的第二温度阈值为15°C，设定的第三温度阈值为30°C，即室外温度不小于15°C并小于30°C时，分别控制第一水泵22和压缩机61开启，此时仅利用室外冷源不能提供系统的制冷量，因此需要增加压缩机61制冷，但是压缩机61可以变容量运行，以节约能源。
[0069]本实用新型机房的制冷控制方法的第四实施例，还进一步包括:当室外温度不小于设定的第三温度阈值时，分别控制第二水泵15和压缩机61开启。
[0070]本实施例方法适用于室外温度较高时，如夏季，如设定的第三温度阈值为30°C，当室外温度不小于30°C时，利用室内回风更有利于减少能源消耗，需要开启压缩机61，并且开启第二水泵15，此时冷凝器盘管相当于蒸发式冷凝器，使到机房的送风温度更低，能耗较低。
[0071]上述的制冷控制方法，还包括:当所述机房内的相对湿度小于设定的相对湿度阈值时，控制所述加湿器7开启。
[0072]如图6所示，本实用新型机房的制冷控制方法的一个具体实施例，包括以下步骤:
[0073]步骤201、获取当前的室外温度信息；
[0074]步骤202、判断室外温度是否小于设定的第一温度阈值；如果是，执行步骤203，否贝U，执行步骤204 ；
[0075]步骤203、控制所述第一水泵开启；
[0076]步骤204、判断室外温度是否不小于设定的第一温度阈值并小于设定的第二温度阈值；如果是，执行步骤205，否则，执行步骤206 ；
[0077]步骤205、控制所述第一水泵和所述第二水泵开启；
[0078]步骤206、判断室外温度是否不小于设定的第二温度阈值并小于设定的第三温度阈值；如果是，执行步骤207，否则，执行步骤208 ；
[0079]步骤207、控制所述第一水泵和所述压缩机开启；
[0080]步骤208、控制所述第二水泵和所述压缩机开启。
[0081]如图7所示，基于相同的实用新型构思，本实用新型还提供了一种机房的制冷控制装置，包括:
[0082]获取设备91，用于获取室外温度信息；
[0083]控制设备92，用于当室外温度小于设定的第一温度阈值时，控制所述第一水泵开
启O
[0084]优选的，控制设备92，进一步用于当室外温度不小于设定的第一温度阈值并小于设定的第二温度阈值时，分别控制所述第一水泵和所述第二水泵开启。
[0085]优选的，控制设备92，进一步用于当室外温度不小于设定的第二温度阈值并小于设定的第三温度阈值时，分别控制所述第一水泵和所述压缩机开启。
[0086]优选的，控制设备92，进一步用于当室外温度不小于设定的第三温度阈值时，分别控制所述第二水泵和所述压缩机开启。
[0087]对于上述的控制设备92，进一步用于当所述机房内的相对湿度小于设定的相对湿度阈值时，控制所述加湿器开启。[0088]显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种机房的制冷控制系统，其特征在于，包括: 位于室外的冷却塔(I)，所述冷却塔(I)顶部设置有风机(11); 通过第一管路依次连接并形成闭路循环的第一表冷器(12)、第一水泵(22)和第二表冷器(21)，其中，所述第一表冷器(12)位于所述冷却塔(I)内部，所述第二表冷器(21)位于机房(10)的回风口一侧，用于冷却机房回风，所述第一水泵(22)将所述第一表冷器(12)中的水泵入所述第二表冷器(21)中； 送风机(3)，位于机房(10)的送风口一侧，将冷却的机房回风送至机房(10)； 温度传感器(4 )，设置于室外，用于检测室外温度信息； 控制装置(5)，分别与所述温度传感器(4)和所述第一水泵(22)信号连接，用于当室外温度小于设定的第一温度阈值时，控制所述第一水泵(22)开启。
2.如权利要求1所述的制冷控制系统，其特征在于，还包括:位于所述第一表冷器(12)下方的集水池(13)和位于所述第一表冷器(12)上方的喷淋装置(14)，以及第二水泵(15)，其中，所述第二水泵(15)将所述集水池(13)中水泵入所述喷淋装置(14); 所述控制装置(5)，进一步与所述第二水泵(15)信号连接，用于当室外温度不小于设定的第一温度阈值并小于设定的第二温度阈值时，分别控制所述第一水泵(22)和所述第二水泵(15)开启。
3.如权利要求2所述的制冷控制系统，其特征在于，还包括: 通过第二管路依次连接并形成闭路循环的压缩机(61)、冷凝器盘管(62)、节流元件(63 )和蒸发器(64 )，所述第二管路内具有制冷剂，所述冷凝器盘管(62 )位于所述喷淋装置(14 )的下方，所述蒸发器(64 )用于冷却机房回风； 所述控制装置(5)，进一步与所述压缩机(61)信号连接，用于当室外温度不小于设定的第二温度阈值并小于设定的第三温度阈值时，分别控制所述第一水泵(22)和所述压缩机(61)开启。
4.如权利要求3所述的制冷控制系统，其特征在于，所述控制装置(5)包括判断室外温度是否不小于设定的第三温度阈值的比较器，以及与所述比较器信号连接的处理器，当室外温度不小于设定的第三温度阈值时，所述处理器分别控制所述第二水泵(15)和所述压缩机(61)开启。
5.如权利要求1?4任一项所述的制冷控制系统，其特征在于，还包括: 加湿器(7 )，与所述控制装置(5 )信号连接，用于对机房的回风进行加湿； 所述控制装置(5)进一步用于当所述机房内的相对湿度小于设定的相对湿度阈值时，控制所述加湿器(7)开启。
【文档编号】F24F11/00GK203432026SQ201320542280
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年9月2日 优先权日:2013年9月2日
【发明者】徐方成, 王 锋, 马丽强, 戴天鸿, 罗在军 申请人:艾默生网络能源有限公司, 艾默生网络能源（江门）有限公司