冷却系统的控制方法、冷却系统及存储介质与流程

文档序号:32655093发布日期:2022-12-23 21:17阅读:85来源:国知局
冷却系统的控制方法、冷却系统及存储介质与流程

1.本技术涉及降温技术领域,特别涉及一种冷却系统的控制方法、冷却系统及存储介质。


背景技术:

2.冷却系统通过空气热交换器将室外空气与室内空气进行热交换,从而对室内空气进行降温。在制冷量的需求不变的情况下,随着室外空气温度的升高,冷却系统需要将室外风机的转速调大以产生足够的制冷量。然而,在调节室外风机的转速时,可能出现超调现象,即室外风机的转速调节到超过目标制冷量所需的转速,这样会导致冷却系统的能效低。


技术实现要素:

3.本技术实施例提供了一种冷却系统的控制方法、冷却系统及存储介质,能够提高冷却系统的能效。所述技术方案如下:
4.一方面,提供了一种冷却系统的控制方法,所述冷却系统用于降低目标空间内的温度,所述方法包括:
5.在所述冷却系统处于第一工作模式的情况下,获取所述目标空间内的回风温度、目标空气的温度以及目标制冷量,所述目标空气用于与所述目标空间内的回风进行热交换,所述第一工作模式为基于所述目标空间内的送风温度和目标温度,控制所述冷却系统中的外风机的转速的工作模式;
6.基于所述回风温度、所述目标空气的温度和所述目标制冷量,确定所述外风机的第一转速,所述目标制冷量为单位时间内所述冷却系统需要从所述目标空间内去除的热量,所述第一转速是满足所述目标制冷量的转速;
7.在所述外风机的转速大于所述第一转速的情况下,控制所述冷却系统切换为第二工作模式,其中所述外风机在所述第二工作模式下的转速低于在所述第一工作模式下的转速。
8.另一方面,提供了一种冷却系统,所述冷却系统包括控制装置以及与所述控制装置连接的空气热交换器、内风机、外风机、喷淋装置和压缩机,所述控制装置用于控制所述空气热交换器、所述内风机、所述外风机、所述喷淋装置和所述压缩机,以降低目标空间内的温度;
9.所述控制装置包括处理器和存储器,所述存储器中存储有至少一条计算机程序,所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现上述任一种可能实现方式中的冷却系统的控制方法中执行的操作。
10.另一方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有至少一条计算机程序,所述计算机程序由处理器加载并执行以实现上述任一种可能实现方式中的冷却系统的控制方法中执行的操作。
11.再一方面,提供了一种计算机程序产品或计算机程序,所述计算机程序产品或所
述计算机程序包括计算机程序,所述计算机程序存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从所述计算机可读存储介质读取所述计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序,使得所述计算机设备执行上述各种可选实现方式中的冷却系统的控制方法中执行的操作。
12.本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括:
13.本技术实施例中,由于第一转速是基于回风温度和目标空气的温度,确定的满足目标制冷量的转速,因此外风机的转速大于第一转速,说明外风机出现超调现象,即外风机的转速超过了所需转速,也就说明冷却系统的部分功耗被浪费,因此,在外风机的转速大于第一转速的情况下,从第一工作模式切换到第二工作模式以降低外风机的转速,能够避免功耗浪费,从而提高冷却系统的能效。
附图说明
14.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,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。
15.图1是本技术实施例提供的一种冷却系统的示意图;
16.图2是本技术实施例提供的一种冷却系统的控制方法的流程图;
17.图3是本技术实施例提供的一种冷却系统的控制方法的流程图;
18.图4是本技术实施例提供的一种外风机的转速和制冷量的关系示意图;
19.图5是本技术实施例提供的一种控制冷却系统的过程示意图;
20.图6是本技术实施例提供的一种外风机的转速与系统功耗的关系示意图;
21.图7是本技术实施例提供的一种外风机的转速与制冷量的关系示意图。
具体实施方式
22.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。
23.本技术所使用的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等可在本文中用于描述各种概念,但除非特别说明,这些概念不受这些术语限制。这些术语仅用于将一个概念与另一个概念区分。举例来说,在不脱离本技术的范围的情况下,可以将第一工作模式称为工作模式,且类似地,可将第二工作模式称为第一工作模式。
24.本技术所使用的术语“至少一个”、“多个”、“每个”、“任一”,至少一个包括一个、两个或两个以上,多个包括两个或两个以上,而每个是指对应的多个中的每一个,任一是指多个中的任意一个。举例来说,多个转速包括3个转速,而每个是指这3个转速中的每一个转速,任一是指这3个转速中的任意一个,可以是第一个,可以是第二个、也可以是第三个。
25.图1是本技术实施例提供的一种冷却系统100的示意图。参见图1,冷却系统100包括控制装置101以及与控制装置101连接的空气热交换器102、内风机103、外风机104、喷淋装置105和压缩机106,控制装置101用于控制空气热交换器102、内风机103、外风机104、喷淋装置105和压缩机106,以降低目标空间内的温度。
26.其中,内风机103用于提供内循环动力,即将目标空间内的回风送入空气热交换器102,将该回风经过热交换后得到的降温后的空气送入目标空间。外风机104用于提供外循环动力,即将目标空间外的空气送入到热交换器,将该空气经过热交换后得到的升温后的空气送出目标空间。
27.空气热交换器102用于将目标空间外的空气和目标空间内的回风进行热交换。喷淋装置105用于对目标空间外的空气进行喷淋,从而对目标空间外的空气进行降温。相应的,外风机104用于将喷淋后的空气送入热交换器。
28.压缩机106起压缩和驱动制冷剂的作用。压缩机106包括冷凝器和蒸发器,冷凝器将气态的制冷剂进行压缩和冷却凝结,将制冷剂散发出的热量送到目标空间外,这时制冷剂从气态变成液态,压力升高。蒸发器将液态的制冷剂变成气态,吸收目标空间内的回风的热量。这样,压缩机106就能把目标空间内的热量吸收到制冷剂中,通过制冷剂送到目标空间外,从而降低目标空间内的温度。
29.冷却系统100包括多种工作模式,分别为干模式、湿模式和混合模式。其中,在干模式下,控制装置控制内风机103、外风机104和空气热交换器102工作来产生制冷量。在湿模式下,控制装置控制内风机103、外风机104、空气热交换器102和喷淋装置105工作来产生制冷量。在混合模式下,控制装置控制内风机103、外风机104、空气热交换器102、喷淋装置105和压缩机106工作来产生制冷量。
30.在本技术实施例中,在冷却系统100处于干模式的情况下,控制装置用于基于目标空间内的回风温度,以及目标空间外的空气的温度,确定在干模式下满足目标制冷量的外风机104的第一转速。在外风机104的转速大于该第一转速的情况下,控制冷却系统100切换到湿模式。在冷却系统100处于湿模式的情况下,控制装置用于基于目标空间内的回风温度、以及目标空间外的空气经过喷淋后得到的空气的温度,确定在湿模式下满足目标制冷量的外风机104的第一转速。在外风机104的转速大于该第一转速的情况下,控制冷却系统100切换到混合模式。
31.本技术实施例中的冷却系统能够应用在对数据中心进行降温的场景下。其中,数据中心是指进行数据处理和数据存储的一整套it(internet technology,互联网技术)设备。数据中心位于目标空间内,由于数据中心会不断产生热量,导致目标空间内的环境温度升高,从而可能影响数据中心的正常运行。因此,在数据中心所在的目标空间配置本技术中的冷却系统,按照本技术提供的方式控制该冷却系统运行,能够降低该目标空间内的温度。本技术实施例中的冷却系统还能够应用在其他场景。例如,将本技术中的冷却系统配置在食堂、养殖场、蔬果仓库等场所,按照本技术提供的方法控制冷却系统的运行,从而降低食堂、养殖场、蔬果仓库等场所内的空气温度。
32.图2是本技术实施例提供的一种冷却系统的控制方法的流程图。参见图2,该实施例包括:
33.201、控制装置在冷却系统处于第一工作模式的情况下,获取目标空间内的回风温度、目标空气的温度以及目标制冷量,目标空气用于与目标空间内的回风进行热交换。
34.冷却系统是用于对目标空间进行降温的系统。可选地,冷却系统为间接蒸发冷却系统,间接蒸发冷却系统是通过间接蒸发冷却技术(indirect evaporative cooling technology,iec)实现降温的系统。其中,间接蒸发冷却技术是指通过非直接接触式换热器
将直接蒸发冷却得到的二次空气的冷量传递给待降温的一次空气,以实现对一次空气等湿降温的技术。在本技术实施例中,目标空间内的回风即一次空气,用于与目标空间内的回风进行热交换的目标空气即为二次空气。
35.冷却系统包括多种工作模式,例如,干模式、湿模式、混合模式,在干模式下利用外风机来产生制冷量,在湿模式下,利用外风机和喷淋装置来产生制冷量,在混合模式下,利用外风机、喷淋装置以及压缩机来产生制冷量。第一工作模式为基于目标空间内的送风温度和目标温度,控制冷却系统中的外风机的转速的工作模式。第一工作模式为干模式或者湿模式,在冷却系统处于干模式或者湿模式的情况下,控制装置基于目标空间内的送风温度和目标温度,控制外风机的转速,以使送风温度和目标温度之间的差值变小。其中,送风温度是指室内回风经过热交换后,得到的降温后的空气的温度。目标温度是指室内回风经过热交换后,需要达到的温度。可选地,该目标温度是由用户设定的温度。
36.目标空间为任意空间,例如,数据中心所在的空间、食堂、仓库、教室等,本技术实施例对此不做限制。回风温度是指目标空间内的回风的温度。目标空气用于与目标空间内的回风进行热交换。该目标空气为目标空间外的空气,或者为目标空间外的空气经过喷淋后得到的空气。目标制冷量为单位时间内冷却系统需要从目标空间内去除的热量。
37.202、控制装置基于回风温度、目标空气的温度和目标制冷量,确定外风机的第一转速,第一转速是满足目标制冷量的转速。
38.第一转速满足目标制冷量是指在外风机以第一转速运行的情况下,冷却系统产生的制冷量为目标制冷量。
39.203、控制装置在外风机的转速大于第一转速的情况下,控制冷却系统切换为第二工作模式,其中外风机在第二工作模式下的转速低于在第一工作模式下的转速。
40.其中,相对于第一工作模式来讲,第二工作模式能够达到更高的制冷量,因为在第二工作模式下,产生制冷量的设备的数量要多于在第一工作模式下产生制冷量的设备的数量。例如,第一工作模式为干模式,干模式下产生制冷量的设备为外风机,第二工作模式为湿模式,湿模式下产生制冷量的设备不仅有外风机,还有喷淋装置。又如,第一工作模式为湿模式,第二工作模式为混合模式,混合模式下产生制冷量的设备不仅包括外风机和喷淋装置,还包括压缩机。
41.需要说明的一点是,第二工作模式虽然比第一工作模式增加了设备来产生制冷量,但是由于增加的设备和外风机在共同承担制冷量,因此,外风机的转速会下降,这样就能够节省由于外风机的转速超调所浪费的部分功耗,从而提高冷却系统的能效。
42.本技术实施例中,由于第一转速是基于回风温度和目标空气的温度,确定的满足目标制冷量的转速,因此外风机的转速大于第一转速,说明外风机出现超调现象,即外风机的转速超过了所需转速,也就说明冷却系统的部分功耗被浪费,因此,在外风机的转速大于第一转速的情况下,从第一工作模式切换到第二工作模式以降低外风机的转速,能够避免功耗浪费,从而提高冷却系统的能效。
43.图3是本技术实施例提供的一种冷却系统的控制方法的流程图。参见图3,该实施例包括:
44.301、控制装置在冷却系统处于干模式的情况下,获取目标空间内的回风温度、目标空间外的空气的温度,以及目标制冷量。
45.其中,目标空间外的空气用于与目标空间内的回风进行热交换,以降低目标空间内的回风的温度。可选地,目标空间内的回风温度、目标空间外的空气的温度以及目标制冷量是控制装置实时获取的,也即是,目标空间内的回风温度、目标空间外的空气的温度、以及目标制冷量与当前时刻对应。
46.可选地,冷却系统包括多个传感器,控制装置基于传感器获取目标空间内的回风温度和目标空间外的空气的温度。可选地,第一传感器位于目标空间内的回风处,用于检测回风温度。第二传感器位于目标空间外,用于检测目标空间外的空气的温度。第一传感器和第二传感器分别与控制装置连接,将检测到的回风温度和目标空间外的空气的温度发送给控制装置。
47.目标制冷量为单位时间内冷却系统需要从目标空间内去除的热量。可选地,控制装置通过下述公式(1)获取目标制冷量。
48.q=c*m*(t
1-t2)
ꢀꢀ
(1)
49.其中,q为目标制冷量,c为空气的比热容、m为目标空间内的空气的质量,t1为回风温度,t2为目标温度。
50.可选地,冷却系统包括数据输入设备,用户能够通过该数据输入设备输入数据。例如,输入目标空间内的空气的质量、空气的比热容、目标温度,该数据输入设备和控制装置连接,相应的,控制装置获取数据输入设备发送的目标空间内的空气的质量、空气的比热容和目标温度。可选地,用户也能够通过数据输入设备手动输入目标制冷量,相应的,控制装置接收数据输入设备发送的目标制冷量,这样控制装置则无需计算目标制冷量。
51.302、控制装置基于回风温度、目标空间外的空气的温度和目标制冷量,确定外风机的第一转速,第一转速是在干模式下满足该目标制冷量的转速。
52.在一种可能的实现方式中,控制装置基于回风温度、目标空间外的空气的温度和目标制冷量,确定外风机的第一转速,包括:控制装置基于目标空间外的空气的温度与回风温度之间的差值,确定满足目标制冷量的风量;确定外风机在该风量下对应的第一转速,该第一转速即为冷却系统在干模式下满足该目标制冷量时所需的外风机的转速。可选地,控制装置将目标制冷量与该差值的商,确定为满足该目标制冷量的风量。可选地,控制装置中存储有该外风机的转速与风量的对应关系,控制装置获取到该风量后,从该对应关系中查询该风量对应的第一转速。
53.在一种可能的实现方式中,控制装置获取到外风机在干模式下对应的第一转速后,通过仿真测试来对第一转速进行修正。也即是,控制装置基于第一转速选取多个第二转速,第二转速与第一转速之间的差值在目标差值范围内;控制装置分别基于选取的每个第二转速、冷却系统的系统参数、回风温度和目标空间外的空气的温度进行仿真测试,得到每个第二转速对应的功耗,其中第二转速对应的功耗是指在外风机的转速大于第二转速的情况下控制冷却系统切换为湿模式时冷却系统产生的功耗;将功耗最低的第二转速确定为更新后的第一转速。
54.其中,目标差值范围为任意范围,本技术实施例对此不做限制。选取的第二转速的数量为任意数量,本技术实施例对此也不做限制。可选地,冷却系统的系统参数包括冷却系统中的每个设备的参数,例如,内风机的参数、外风机的参数、空气热交换器的参数等。可选地,控制装置将选取的每个第二转速、冷却系统的系统参数、回风温度和目标空间外的空气
的对应关系。
64.其中,第一转速的获取方式在步骤302中已做介绍,此处不再赘述。从步骤302中第一转速的获取方式能够确定数据库存储的对应关系中的第一转速为:经过上述仿真测试得到的第二转速更新后的第一转速,或者为未更新的第一转速,本技术实施例对此不做限制。
65.在本技术实施例中,通过将回风温度、目标空间外的空气的温度、目标制冷量和外风机的第一转速之间的对应关系存储在数据库中,使得控制装置在获取到回风温度、目标空间外的空气的温度和目标制冷量的情况下,能够直接查询数据库得到对应的第一转速,而无需进行实时地计算,能够提高获取第一转速的效率。
66.可选地,第一转速是控制装置实时获取的,也即是,在冷却系统处于干模式的情况下,控制装置实时获取目标空间内的回风温度、目标空间外的空气的温度、以及目标制冷量,并且实时确定对应的第一转速,因此,第一转速与当前时刻对应。
67.303、控制装置在外风机的转速大于该第一转速的情况下,控制冷却系统切换为湿模式,其中外风机在湿模式下的转速低于在干模式下的转速。
68.在冷却系统处于干模式的情况下,控制装置基于目标空间内的送风温度和目标温度,控制外风机的转速,以使该送风温度和该目标温度的差值变小。在这个过程中,外风机可能出现超调现象,即外风机的转速超过满足目标制冷量所需的第一转速,这样就会导致外风机的部分功耗被浪费,从而导致冷却系统的能效降低。因此,为了避免这种情况发生,控制装置在外风机的转速大于第一转速的情况下,控制冷却系统切换为湿模式。由于在湿模式下,是由喷淋装置和外风机在共同产生制冷量,因此,外风机的转速会下降,这样就能够节省由于外风机的超调所浪费的部分功耗,从而提高冷却系统的能效。
69.可选地,控制装置基于目标空间内的送风温度和目标温度,控制外风机的转速,以使该送风温度和该目标温度的差值变小,包括:控制装置基于pid(proportion-integral-differential,比例-积分-微分)技术,控制冷却系统中的外风机的转速,以使该送风温度和该目标温度的差值变小。
70.参考图4,冷却系统满足目标制冷量所需的转速为第一转速,则当外风机的转速大于第一转速时,外风机产生的制冷量大于目标制冷量,这部分制冷量则被浪费。因此,在外风机的转速大于第一转速的情况下,控制冷却系统切换工作模式,则能够避免产生多余的制冷量,提高冷却系统的能效。
71.在一种可能的实现方式中,控制装置在外风机的转速大于第一转速的情况下,控制冷却系统切换为湿模式,包括:控制装置在外风机的转速大于第一转速的持续时长达到目标时长的情况下,控制冷却系统切换为湿模式。其中,目标时长根据需要设置为任意时长,本技术实施例对此不做限制。
72.在本技术实施例中,考虑到在基于目标空间内的送风温度和目标温度控制外风机的转速时,控制的不稳定性,因此在外风机的转速大于第一转速,且持续一段时间后才进行模式切换,能够准确判定当前在干模式下,外风机的功耗存在浪费,在此情况下进行模式切换能够提高冷却系统的能效。
73.可选地,在冷却系统处于干模式的情况下,控制装置实时获取第一转速以及外风机的转速,一旦检测到外风机的转速大于第一转速,则控制冷却系统切换到湿模式。
74.304、控制装置在冷却系统处于湿模式的情况下,获取目标空间内的回风温度、目
标空间外的空气经过冷却系统中的喷淋装置喷淋后得到的空气的温度,以及目标制冷量。
75.其中,喷淋后得到的空气用于与目标空间内的回风进行热交换,以降低目标空间内的回风的温度。
76.可选地,冷却系统包括用于检测喷淋后得到的空气的传感器,控制装置与该传感器连接,该传感器将该空气的温度发送给控制装置。
77.需要说明的一点是,由于目标空间内的回风的温度以及目标制冷量可能会发生变化,因此,冷却系统切换到湿模式后,要重新获取目标空间内的回风温度以及目标制冷量。该回风温度的值与干模式下控制装置获取的回风温度的值可能相同也可能不同,该目标制冷量与干模式下控制装置获取的目标制冷量的值可能相同,也可能不同。其中,控制装置在湿模式下获取回风温度和目标制冷量的实现方式与上述302中,在干模式下获取回风温度和目标制冷量的实现方式同理,此处不再赘述。
78.可选地,目标空间内的回风温度、喷淋后得到的空气的温度以及目标制冷量是控制装置实时获取的,也即是,目标空间内的回风温度、喷淋后得到的空气的温度、以及目标制冷量与当前时刻对应。
79.305、控制装置基于回风温度、喷淋后得到的空气的温度和目标制冷量,确定外风机的第一转速,第一转速是在湿模式下满足该目标制冷量的转速。
80.控制装置基于回风温度、喷淋后得到的空气的温度和目标制冷量,确定外风机的第一转速,包括:控制装置基于喷淋后得到的空气的温度与回风温度之间的差值,确定满足目标制冷量的风量;确定外风机在该风量下对应的第一转速,该第一转速即为冷却系统在湿模式下满足该目标制冷量时所需的外风机的转速。可选地,控制装置将目标制冷量与该差值的商,确定为满足该目标制冷量的风量。可选地,控制装置中存储有该外风机的转速与风量的对应关系,控制装置获取到该风量后,从该对应关系中查询该风量对应的第一转速。
81.在一种可能的实现方式中,控制装置获取到外风机在湿模式下对应的第一转速后,通过仿真测试来对第一转速进行修正。也即是,控制装置基于第一转速选取多个第二转速,第二转速与第一转速之间的差值在目标差值范围内;控制装置分别基于选取的每个第二转速、冷却系统的系统参数、回风温度和喷淋后得到的空气的温度进行仿真测试,得到每个第二转速对应的功耗,其中第二转速对应的功耗是指在外风机的转速大于第二转速的情况下控制冷却系统切换为混合模式时冷却系统产生的功耗;将功耗最低的第二转速确定为更新后的第一转速。
82.其中,目标差值范围为任意范围,本技术实施例对此不做限制。选取的第二转速的数量为任意数量,本技术实施例对此也不做限制。可选地,冷却系统的系统参数包括冷却系统中的每个设备的参数,例如,内风机的参数、外风机的参数、空气热交换器的参数等。可选地,控制装置将选取的每个第二转速、冷却系统的系统参数、回风温度和喷淋后得到的空气的温度输入到仿真测试软件中,运行该仿真测试软件,得到该仿真测试软件输出的每个第二转速对应的功耗。
83.可选地,第二转速对应的功耗包括:在外风机的转速大于第二转速的情况下控制冷却系统切换为混合模式之前的第一时长内冷却系统产生的功耗,以及在外风机的转速大于第二转速的情况下控制冷却系统切换为混合模式之后的第二时长内冷却系统产生的功耗。其中,第一时长和第二时长根据需要设置为任意时长,本技术实施例对此不做限制。在
本技术实施例中,在确定第二转速对应的功耗时,综合考虑在外风机的转速大于第二转速的情况下,冷却系统切换工作模式之前的一段时间内的功耗和切换工作模式之后的一段时间内的功耗,这样能够减小确定的功耗的误差,从而能够更加准确地确定对于当前的目标制冷量,在大于哪个第二转速的情况下进行模式切换,能够更加节省功耗,从而选取出使冷却系统的能效最高的切换点,即确定使冷却系统的能效最高的第二转速。
84.在本技术实施例中,第一转速是基于回风温度和喷淋后得到的空气的温度确定出来的满足目标制冷量所需的转速,也即是,第一转速是理论上确定出来的满足目标制冷量时,冷却系统所需的最低功耗对应的转速。考虑到冷却系统实际运行时所需的转速与该第一转速可能存在偏差,因此基于第一转速选取多个第二转速来进行仿真测试,以选取出使冷却系统功耗最低的切换点,即使冷却系统的功耗最低的第二转速,将该第二转速更新为第一转速,则基于该第一转速来控制冷却系统,能够保证冷却系统的能效最高。
85.在一种可能的实现方式中,控制装置基于回风温度、喷淋后得到的空气的温度和目标制冷量,确定外风机的第一转速,包括:控制装置从数据库中查询回风温度、喷淋后得到的空气的温度和目标制冷量对应的第一转速。
86.其中,数据库中存储有回风温度、喷淋后得到的空气的温度、目标制冷量以及第一转速的对应关系,控制装置获取到回风温度、喷淋后得到的空气的温度和目标制冷量后,从该对应关系中能够查询到该回风温度、该喷淋后得到的空气的温度和该目标制冷量对应的第一转速。
87.可选地,该对应关系的获取方式包括以下步骤(a)-(b)。
88.(a)对于回风温度范围内的任一回风温度,确定在该回风温度下,当目标温度分别为目标温度范围内的每个目标温度时,对应的目标制冷量。
89.例如,回风温度范围为30度-35度,目标温度范围为20度-25度,则确定回风温度为30度-35度中的任一温度的情况下,当目标温度分别为20度-25度中的每个温度时,对应的目标制冷量。这样,就能够得到目标制冷量范围。需要说明的一点是,在回风温度一定的情况下,目标温度不同,目标空间对应的目标制冷量则不同。而在目标温度一定的情况下,回风温度不同,目标空间对应的目标制冷量也不同。因此,通过上述步骤(a)就能够得到目标制冷量范围。
90.(b)对于目标制冷量范围内的任一目标制冷量和喷淋后得到的空气温度范围内的任一空气温度,确定在该空气温度下,当回风温度分别为回风温度范围内的每个回风温度时,冷却系统满足该目标制冷量所需的外风机的第一转速。
91.需要说明的一点是,在目标制冷量和喷淋后得到的空气的温度一定的情况下,室内回风温度不同,外风机所需的第一转速不同。在目标制冷量和回风温度一定的情况下,喷淋后得到的空气的温度不同,外风机所需的第一转速也不同。因此,通过上述步骤(b)就能够得到“回风温度-目标温度-目标制冷量-喷淋后得到的空气的温度-外风机的第一转速”的对应关系。
92.其中,第一转速的获取方式在步骤302中已做介绍,此处不再赘述。从步骤302中第一转速的获取方式能够确定数据库存储的对应关系中的第一转速为:经过上述仿真测试得到的第二转速更新后的第一转速,或者为未更新的第一转速,本技术实施例对此不做限制。
93.在本技术实施例中,通过将回风温度、喷淋后得到的空气的温度、目标制冷量和外
风机的第一转速之间的对应关系存储在数据库中,使得控制装置在获取到回风温度、喷淋后得到的空气的温度和目标制冷量的情况下,能够直接查询数据库得到对应的第一转速,而无需进行实时地计算,能够提高获取第一转速的效率。
94.可选地,第一转速是控制装置实时获取的,也即是,在冷却系统处于湿模式的情况下,控制装置实时获取目标空间内的回风温度、喷淋后得到的空气的温度、以及目标制冷量,并且实时确定对应的第一转速,因此,第一转速与当前时刻对应。
95.306、控制装置在外风机的转速大于该第一转速的情况下,控制冷却系统切换为混合模式,其中外风机在混合模式下的转速低于在湿模式下的转速。
96.在冷却系统处于干模式的情况下,控制装置基于目标空间内的送风温度和目标温度,控制外风机的转速,以使该送风温度和该目标温度的差值变小。在这个过程中,外风机可能出现超调现象,即外风机的转速超过满足目标制冷量所需的第一转速,这样就会导致外风机的部分功耗被浪费,从而导致冷却系统的能效降低。因此,为了避免这种情况发生,控制装置在外风机的转速大于第一转速的情况下,控制冷却系统切换为混合模式。由于在混合模式下,是由喷淋装置、外风机以及压缩机共同产生制冷量,因此,外风机的转速会下降,这样就能够节省由于外风机的超调所浪费的部分功耗,从而提高冷却系统的能效。
97.在一种可能的实现方式中,控制装置在外风机的转速大于第一转速的情况下,控制冷却系统切换为混合模式,包括:控制装置在外风机的转速大于第一转速的持续时长达到目标时长的情况下,控制冷却系统切换为混合模式。其中,目标时长根据需要设置为任意时长,本技术实施例对此不做限制。
98.在本技术实施例中,考虑到在基于目标空间内的送风温度和目标温度控制外风机的转速时,控制的不稳定性,因此在外风机的转速大于第一转速,且持续一段时间后才进行模式切换,能够准确判定在当前的湿模式下,外风机的功耗存在浪费,在此情况下进行模式切换能够提高冷却系统的能效。
99.可选地,在冷却系统处于湿模式的情况下,控制装置实时获取第一转速以及外风机的转速,一旦检测到外风机的转速大于该第一转速,则控制冷却系统切换到湿模式。
100.需要说明的一点是,控制装置在干模式下获取的第一转速其实是冷却系统在干模式下对应的切换点,在冷却系统处于干模式的情况下,若外风机的转速大于第一转速,则表示冷却系统达到了切换点,控制装置会控制冷却系统切换到湿模式。而控制装置在湿模式下获取的第一转速是冷却系统在湿模式下对应的切换点,在冷却系统处于湿模式的情况下,若外风机的转速大于第一转速,则表示冷却系统达到了切换点,控制装置会控制冷却系统切换到混合模式。控制装置在干模式下获取的第一转速和控制装置在湿模式下获取的第一转速的值可能相同,也可能不同,也即是说,冷却系统在干模式下对应的切换点和在湿模式下对应的切换点可能相同,也可能不同。
101.参考图5,在目标制冷量和目标空间内的回风温度一定的情况下,随着目标空间内的空气温度的升高,外风机的转速会调大,在外风机的转速大于目标制冷量的情况下,会进行工作模式切换。在冷却系统处于干模式的情况下,会从干模式切换到湿模式,在冷却系统处于湿模式的情况下,会从湿模式切换到混合模式。
102.307、控制装置在混合模式下,获取外风机的第三转速,第三转速为满足目标制冷量时,冷却系统所需的最低功耗对应的转速。
103.在一种可能的实现方式中,控制装置获取外风机的第三转速,包括:控制装置基于回风温度、目标空气的温度和目标制冷量确定外风机的第一目标制冷量,其中,在外风机承担第一目标制冷量,且压缩机和喷淋装置承担剩余制冷量的情况下,冷却系统的功耗最低;控制装置基于回风温度、目标空气的温度和第一目标制冷量,确定第三转速,第三转速是满足第一目标制冷量的转速。其中,目标空气为目标空间外的空气喷淋后得到的空气。
104.其中,控制装置基于回风温度、目标空气的温度和第一目标制冷量,确定第三转速的实现方式与上述步骤302中,控制装置基于回风温度、目标空间外的空气的温度和目标制冷量,确定外风机的第一转速的实现方式同理,此处不再赘述。
105.在本技术实施例中,在冷却系统处于混合模式的情况下,是外风机、喷淋装置和压缩机共同承担目标制冷量。考虑到外风机、喷淋装置和压缩机的性能不同,当目标制冷量一定时,外风机承担的第一目标制冷量的大小会影响冷却系统的功耗,因此,确定使冷却系统达到功耗最低时,外风机承担的第一目标制冷量,基于该第一目标制冷量来确定外风机的第三转速,基于该第三转速来控制外风机的运行,能够降低冷却系统的功耗,提高冷却系统的能效。
106.在一种可能的实现方式中,控制装置基于回风温度、目标空气的温度和目标制冷量确定外风机的第一目标制冷量,包括:控制装置按照多个划分比例对目标制冷量进行划分,得到多个划分结果,每个划分结果至少包括划分给外风机的制冷量;控制装置基于每个划分比例对应的划分结果中外风机的制冷量、目标制冷量、冷却系统的系统参数、回风温度和目标空气的温度,进行仿真测试,得到每个划分比例对应的冷却系统的功耗;控制装置确定最低的功耗对应的目标划分比例;将目标划分比例对应的划分结果中外风机的制冷量确定为外风机的第一目标制冷量。其中,划分比例的数量为任意数量,本技术实施例对此不做限制。
107.可选地,划分比例为划分给外风机的制冷量占目标制冷量的比例。例如,划分比例为1比10,表示划分给外风机的制冷量占目标制冷量的十分之一。可选地,划分比例为划分给外风机的制冷量与划分给压缩机和喷淋装置的制冷量的比值,例如,划分比例为3比7,表示划分给外风机的制冷量占目标制冷量的十分之三,划分给压缩机和喷淋装置的制冷量占目标制冷量的十分之七。可选地,划分结果中仅包括划分给外风机的制冷量,或者,划分结果中包括划分给外风机的制冷量和划分给压缩机和喷淋装置的制冷量。
108.在本技术实施例中,按照多个划分比例对目标制冷量进行划分,得到多个划分结果、针对每个划分结果中划分给外风机的制冷量进行仿真测试,则能够准确确定出使冷却系统功耗最低外风机的制冷量。
109.在一种可能的实现方式中,控制装置基于回风温度、目标空气的温度和目标制冷量确定外风机的第一目标制冷量,包括:控制装置从数据库中查询回风温度、目标空气的温度和目标制冷量对应的、外风机的第一目标制冷量。
110.可选地,针对目标制冷量范围内的每个目标制冷量,通过上述仿真测试的方法,得到每个目标制冷量对应的第一目标制冷量。其中,对于每个目标制冷量对应的第一目标制冷量,在外风机承担该第一目标制冷量,且喷淋装置和压缩器承担剩余制冷量的情况下,冷却系统产生该目标制冷量的功耗最低。然后将每个目标制冷量和第一目标制冷量的对应关系存储在数据库中,则控制装置获取到回风温度、目标空气的温度和目标制冷量后,能够直
接从对应关系中查询到该回风温度、该目标空气的温度和该目标制冷量对应的、外风机的第一目标制冷量。
111.在本技术实施例中,通过将回风温度、目标空气的温度、目标制冷量和外风机的第一目标制冷量之间的对应关系存储在数据库中,使得控制装置在获取到回风温度、目标空气的温度和目标制冷量的情况下,能够直接查询数据库得到对应的第一目标制冷量,无需实时地进行仿真测试来获取第一目标制冷量,能够提高获取第一目标制冷量的效率。
112.308、控制装置在混合模式下,在基于冷却系统中的压缩机的冷凝压力和目标压力,控制冷却系统中的外风机的转速,以使冷凝压力与目标压力之间的差值变小的过程中,控制外风机的转速不超过第三转速。
113.在冷却系统处于混合模式的情况下,控制装置会基于冷却系统中的压缩机的冷凝压力和目标压力,控制冷却系统中的外风机的转速,以使冷凝压力与目标压力之间的差值变小。可选地,控制装置基于pid技术,控制冷却系统中的外风机的转速,以使冷凝压力与目标压力之间的差值变小。
114.需要说明的一点是,在冷却系统处于混合模式的情况下,由外风机、喷淋装置和压缩机共同产生制冷量,并且,主要依靠压缩机来产生制冷量,外风机的主要作用是给压缩机散热,以保证压缩机正常工作。在此同时,外风机还能够产生制冷量来降低目标空间内的温度。进入混合模式后,由于压缩机刚进入工作状态,因此,压缩机的冷凝器的温度不高,此时外风机的转速比较小。随着压缩机的工作时长的增长,冷凝器的温度会变高,导致压缩机的冷凝压力上升,这种情况下,外风机的转速会变大,以降低冷凝器的温度,从而降低压缩机的冷凝压力,以使冷凝压力与目标压力之间的差值不会大于压力阈值。其中,在冷凝压力与目标压力之间的差值不大于压力阈值的情况下,压缩机处于正常工作状态。
115.需要说明的另一点是,参考图6,在冷却系统处于混合模式的情况下,当目标制冷量一定时,随着外风机转速的提升,外风机的功耗会增加,压缩机的功耗会下降,且冷却系统的功耗也会下降。当外风机的转速等于第三转速时,冷却系统的功耗最低。当外风机的转速继续增大时,冷却系统的功耗会上升。也就是说,当外风机的转速超过第三转速的情况下,外风机的转速越大,冷却系统的能效越低。继续参考图6,当目标制冷量一定时,随着外风机转速的提升,数据中心的制冷负载系数(cooling load factor,clf)会下降。当外风机的转速等于第三转速时,数据中心的制冷负载系数最小。当外风机的转速继续增大时,数据中心的制冷负载系数会变大。制冷负载系数为目标空间中制冷设备耗电与it设备耗电的比值,其值越小,说明能效越高。因此,在本技术实施例中,在基于冷却系统中的压缩机的冷凝压力和目标压力,控制冷却系统中的外风机的转速时,控制外风机的转速不超过第三转速,则能够使外风机处于使冷却系统的能效高的转速,从而保证冷却系统的高能效。
116.参考图7,目标制冷量对应的横坐标值为7,冷却系统满足该目标制冷量所需的转速为56000,则当外风机的转速大于56000时,外风机产生的制冷量大于目标制冷量,这部分制冷量则被浪费。因此,在外风机的转速大于56000的情况下,控制冷却系统切换工作模式,则能够避免产生多余的制冷量,提高冷却系统的能效。如果在外风机的转速达到最大值68000的情况下,才切换工作模式,则会导致系统能效降低。从图7中能够看出,相比于在外风机的转速达到最大值的时候进行模式切换,在外风机的转速大于56000的情况下进行模式切换,制冷负载系数更小,表示冷却系统的能效更高。
117.需要说明的一点是,上述301-303是以第一工作模式为干模式,第二工作模式为湿模式,目标空气为目标空间外的空气为例,说明冷却系统的控制方式。上述304-306是以第一工作模式为湿模式,第二工作模式为混合模式,目标空气为目标空间外的空气经过喷淋后得到的空气为例,说明冷却系统的控制方式。在其他实施例中,不执行上述步骤301-303,或者不执行上述步骤304-308,或者不执行上述步骤307-308。
118.本技术实施例中,由于第一转速是基于回风温度和目标空气的温度,确定的满足目标制冷量的转速,因此外风机的转速大于第一转速,说明外风机出现超调现象,即外风机的转速超过了所需转速,也就说明冷却系统的部分功耗被浪费,因此,在外风机的转速大于第一转速的情况下,从第一工作模式切换到第二工作模式以降低外风机的转速,能够避免功耗浪费,从而提高冷却系统的能效。
119.在本技术实施例中,第一转速是基于回风温度和目标空气的温度确定出来的满足目标制冷量所需的转速,也即是,第一转速是理论上确定出来的满足目标制冷量时,冷却系统所需的最低功耗对应的转速。考虑到冷却系统实际运行时所需的转速与该第一转速可能存在偏差,因此基于第一转速选取多个第二转速来进行仿真测试,以选取出使冷却系统功耗最低的切换点,即使冷却系统的功耗最低的第二转速,将该第二转速更新为第一转速,则基于该第一转速来控制冷却系统,能够保证冷却系统的能效最高。
120.在本技术实施例中,通过将回风温度、目标空间外的空气的温度、目标制冷量和外风机的第一转速之间的对应关系存储在数据库中,使得控制装置在获取到回风温度、目标空间外的空气的温度和目标制冷量的情况下,能够直接查询数据库得到对应的第一转速,而无需进行实时地计算,能够提高获取第一转速的效率。
121.在本技术实施例中,考虑到在基于目标空间内的送风温度和目标温度控制外风机的转速时,控制的不稳定性,因此在外风机的转速大于第一转速,且持续一段时间后才进行模式切换,能够准确判定当前的工作模式下,外风机的功耗存在浪费,在此情况下进行模式切换能够提高冷却系统的能效。
122.在本技术实施例中,在冷却系统处于混合模式的情况下,是外风机、喷淋装置和压缩机共同承担目标制冷量。考虑到外风机、喷淋装置和压缩机的性能不同,当目标制冷量一定时,外风机承担的第一目标制冷量的大小会影响冷却系统的功耗,因此,确定使冷却系统达到功耗最低时,外风机承担的第一目标制冷量,基于该第一目标制冷量来确定外风机的第三转速,基于该第三转速来控制外风机的运行,能够降低冷却系统的功耗,提高冷却系统的能效。
123.在本技术实施例中,按照多个划分比例对目标制冷量进行划分,得到多个划分结果、针对每个划分结果中划分给外风机的制冷量进行仿真测试,则能够准确确定出使冷却系统功耗最低外风机的制冷量。
124.在本技术实施例中,通过将回风温度、目标空气的温度、目标制冷量和外风机的第一目标制冷量之间的对应关系存储在数据库中,使得控制装置在获取到回风温度、目标空气的温度和目标制冷量的情况下,能够直接查询数据库得到对应的第一目标制冷量,无需实时地进行仿真测试来获取第一目标制冷量,能够提高获取第一目标制冷量的效率。
125.上述所有可选技术方案,可以采用任意结合形成本技术的可选实施例,在此不再一一赘述。
126.本技术实施例还提供了一种冷却系统,冷却系统包括控制装置以及与控制装置连接的空气热交换器、内风机、外风机、喷淋装置和压缩机,控制装置用于控制空气热交换器、内风机、外风机、喷淋装置和压缩机,以降低目标空间内的温度;控制装置包括处理器和存储器,存储器中存储有至少一条计算机程序,计算机程序由处理器加载并执行以实现上述实施例的冷却系统的控制方法中执行的操作。
127.本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有至少一条计算机程序,该至少一条计算机程序由处理器加载并执行,以实现上述实施例的冷却系统的控制方法中执行的操作。
128.本技术实施例还提供了一种计算机程序产品或计算机程序,该计算机程序产品或该计算机程序包括计算机程序,该计算机程序存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从该计算机可读存储介质读取该计算机程序,该处理器执行该计算机程序,使得该计算机设备执行上述各种可选实现方式中的冷却系统的控制方法中执行的操作。
129.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成,也可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
130.以上所述仅为本技术的可选实施例,并不用以限制本技术,凡在本技术的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。
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