一种机架式空调的调温除湿方法及装置与流程

本发明涉及机架式空调，尤其涉及一种机架式空调的调温除湿方法及装置。

背景技术：

1、在数据中心中使用的机架式空调为工业空调，此类空调的运行温度必须在其相应的温度区间，且对环境中的温湿度较为敏感，以通过更加精准的控制，使得室内环境的温湿波动范围较小。低载除湿是指机架式空调负载很低并伴随除湿需求，该模式下的空调冷量范围可能会超出空调的低负载范围，这种情况下会出现压缩机频繁启停的情况，导致机柜内温度波动较大，影响数据机房内服务器的工作可靠性。

2、相关技术中，通常是在检测到压缩机运行频率低于预设运行频率时，判定空调器处于低载运行状态。但是，空调器开机运行时为了快速调温除湿，通常会设置较高的初始压缩机运行频率。当数据机房中处于运行状态的数据机柜数量较少或运行功率较小时，容易出现空调器高频运行但数据机房散热量较小的情况，造成不必要的能源浪费。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供一种机架式空调的调温除湿方法，所述机架式空调用于对数据机房进行调温除湿，所述机架式空调的调温除湿方法包括：获取所述数据机房的瞬时运行功率、室外风机的运行电流值、压缩机的实时运行频率；根据所述数据机房的瞬时运行功率、所述室外风机的运行电流值、所述压缩机的实时运行频率确定所述机架式空调的调温负载；获取数据机房内部环境湿度与数据机房的正常工作湿度之间的湿度差值；判断所述调温负载与所述湿度差值是否满足低载除湿条件；若所述调温负载与所述湿度差值满足低载除湿条件，则根据所述调温负载、所述湿度差值控制所述机架式空调进入低载除湿运行模式；其中，所述低载除湿条件包括：所述调温负载小于或等于低载阈值且所述湿度差值大于除湿阈值。

2、采用该技术方案后所达到的技术效果：通过在压缩机的实时运行频率的基础之上，引入数据机房的瞬时运行功率与室外风机的运行电流值作为机架式空调的调温负载的判断依据，能够在室外风机转速较低但压缩机运行频率没有特别低的情况下，提前控制机架式空调进入低载除湿运行模式，提前对机架式空调的运行参数进行调整，避免出现数据机房内部环境温度已经达到数据机房的正常工作温度，但是数据机房内部环境湿度与数据机房的正常工作湿度之间的湿度差值较大的情况，从而能够在不改变机架式空调器的管路设计的情况下，降低机架式空调器的调温除湿能耗，起到节能的效果。

3、在本技术方案中，所述根据所述机架式空调的瞬时运行功率、所述室外风机的运行电流值、所述压缩机的运行功率确定所述机架式空调的调温负载包括：根据所述数据机房的瞬时运行功率计算第一温度数据；根据所述室外风机的运行电流值计算第二温度数据；根据所述压缩机的实时运行频率计算第三温度数据；根据所述第一温度数据、所述第二温度数据以及所述第三温度数据确定所述机架式空调的调温负载；其中，load1=ps/pmax；load2=（iwf-iwfmin）/iwfmax；load3=（f-fmin）/fmax；load4=min（load1、load2、load3）；load1为第一温度数据；load2为第二温度数据；load3为第三温度数据；load4为机架式空调的调温负载；ps为数据机房的瞬时运行功率；pmax为数据机房的最大运行功率；iwf为室外风机的运行电流值；iwfmax为室外风机的最大运行电流值；iwfmin为室外风机的最小运行电流值；f为压缩机的实时运行频率；fmin为压缩机的最小运行频率；fmax为压缩机的最大运行频率。

4、采用该技术方案后所达到的技术效果：通过根据数据机房的瞬时运行功率与数据机房的最大运行功率计算第一温度数据，能够根据第一温度数据得知数据机房内的散热情况以及数据机房的散热需求是否较低；通过根据室外风机的运行电流值、室外风机的最大运行电流值以及室外风机的最小运行电流值计算第二温度数据，能够根据第二温度数据得知室外风机是否以较低的室外风机转速运行与数据机房外部的环境状态；通过根据压缩机的实时运行频率、压缩机的最小运行频率、以及压缩机的最大运行频率计算第三温度数据，能够根据第三温度数据得知压缩机是否以较低的压缩机运行频率运行。第一温度数据、第二温度数据以及第三温度数据都能够表征机架式空调器的负载，通过根据第一温度数据、第二温度数据以及第三温度数据的最小值确定机架式空调的调温负载，能够根据机架式空调的调温负载及时控制机架式空调器进入低载除湿运行模式，避免机架式空调器的制冷量超出数据机房的散热量、数据机房内部环境温度较低导致除湿能耗高问题，提高除湿效率，降低机架式空调器的低载除湿能耗。

5、在本技术方案中，所述根据所述调温负载、所述湿度差值控制所述机架式空调进入低载除湿运行模式包括：若load4＝load1，则控制压缩机按照压缩机的最小运行频率运行；获取压缩机按照压缩机的最小运行频率运行时的室内盘管温度与数据机房内部环境温度；若所述室内盘管温度大于或等于所述数据机房内部环境温度，则根据所述第一温度数据、所述湿度差值控制室内风机转速；其中，nnf=nnf0+nnf0*load1+nnf0*[（rhn-rhz）/rhz]；nnf为室内风机转速；nnf0为室内风机正常除湿运行转速；rhn为数据机房内部环境湿度；rhz为数据机房的正常工作湿度。

6、采用该技术方案后所达到的技术效果：若load4＝load1，则说明数据机房的散热量比较低，通过控制压缩机按照最小频率运行，一方面能够降低机架式空调器的制冷量，避免压缩机频率设置过高造成不必要的能耗，起到节能的作用；另一方面能够减缓机架式空调器的制冷速度，避免数据机房内部环境温度过低导致压缩机停机，无法对数据机房进行除湿作业，数据机房内部湿度失控的问题。为了提高除湿效率，除湿运行时室内风机转速较低，室内盘管温度比较低，容易出现室内盘管结霜的问题。通过获取压缩机按照压缩机的最小运行频率运行时的室内盘管温度与数据机房内部环境温度，能够根据室内盘管温度与数据机房内部环境温度判断出压缩机按照压缩机的最小运行频率运行时是否存在室内盘管结霜风险。若室内盘管温度大于或等于数据机房内部环境温度，则说明不存在室内盘管结霜风险，因此根据第一温度数据、湿度差值对室内风机转速进行控制，使得室内风机在最节能的状态下，对数据机房进行调温除湿作业。

7、在本技术方案中，所述根据所述调温负载、所述湿度差值控制所述机架式空调进入低载除湿运行模式还包括：若所述室内盘管温度小于所述数据机房内部环境温度，则根据所述第一温度数据、所述湿度差值、所述室内盘管温度、所述数据机房内部环境温度控制室内风机转速；其中，nnf=nnf0+nnf0*load1+nnf0*[（rhn-rhz）/rhz]-nnf0*[（tnh-tnp）/tnh]；nnf为室内风机转速；nnf0为室内风机正常除湿运行转速；rhn为数据机房内部环境湿度；rhz为数据机房的正常工作湿度；tnp为室内盘管温度；tnh为数据机房内部环境温度。

8、采用该技术方案后所达到的技术效果：当机架式空调器进入低载除湿运行模式后，若室内盘管温度小于数据机房内部环境温度，则说明存在室内盘管结霜风险，因此根据第一温度数据、湿度差值、室内盘管温度、数据机房内部环境温度对室内风机转速进行控制，避免空调器强制进入除霜模式导致除湿中断，数据机房内部湿度波动大的问题。

9、在本技术方案中，所述机架式空调的调温除湿方法还包括：若load4＝load2，则控制压缩机按照压缩机的最小运行频率运行；获取压缩机按照压缩机的最小运行频率运行时的室外盘管温度与数据机房外部环境温度；若所述室外盘管温度小于或等于所述数据机房外部环境温度，则根据所述第二温度数据、所述湿度差值控制所述机架式空调的送风温度；其中，ts=tsmin+load2*tsmin+[（rhn-rhz）/rhz]*tsmin；ts为送风温度；tsmin为机架式空调的最低送风温度；rhn为数据机房内部环境湿度；rhz为数据机房的正常工作湿度。

10、采用该技术方案后所达到的技术效果：若load4＝load2，则说明当前室外盘管处换热效果好，室外风机辅助散热需求低，存在送风温度过低、空调器强制进入除霜模式导致除湿中断的风险。通过获取压缩机按照压缩机的最小运行频率运行时的室外盘管温度与数据机房外部环境温度，根据根据室外盘管温度与数据机房外部环境温度判断出压缩机按照压缩机的最小运行频率运行时是否存在除湿中断、数据机房内部湿度波动大的风险。若室外盘管温度小于或等于数据机房外部环境温度，则说明不存在送风温度过低、空调器强制进入除霜模式导致除湿中断的风险，因此根据第二温度数据、湿度差值对机架式空调的送风温度进行控制，从而提高机架式空调器的调温除湿效率。

11、在本技术方案中，所述机架式空调的调温除湿方法还包括：若所述室外盘管温度大于所述数据机房外部环境温度，则根据所述第二温度数据、所述湿度差值、所述室外盘管温度、所述数据机房外部环境温度控制所述机架式空调的送风温度；其中，ts=tsmin+load2*tsmin+[（rhn-rhz）/rhz]*tsmin+[（twp-twh）/twh]*tsmin；ts为送风温度；tsmin为机架式空调的最低送风温度；rhn为数据机房内部环境湿度；rhz为数据机房的正常工作湿度；twp为室外盘管温度；twh为数据机房外部环境温度。

12、采用该技术方案后所达到的技术效果：若室外盘管温度大于数据机房外部环境温度，则说明此时存在送风温度过低、空调器强制进入除霜模式导致除湿中断的风险，因此根据第二温度数据、湿度差值、室外盘管温度、数据机房外部环境温度对机架式空调的送风温度进行控制，保证机架式空调器的调温除湿的稳定运行。

13、在本技术方案中，所述机架式空调的调温除湿方法还包括：若load4＝load3，则控制压缩机按照压缩机的最小运行频率运行；获取压缩机按照压缩机的最小运行频率运行时的系统低压压力；若所述系统低压压力大于或等于系统低压压力阈值，则根据所述第三温度数据、所述湿度差值控制室外风机转速；其中，nwf=nwfmin+load3*nwf；nwf为室外风机转速；nwfmin为室外风机除湿运行最低转速。

14、采用该技术方案后所达到的技术效果：若load4＝load3，则说明当前压缩机运行频率比较低，存在系统低压压力过低损坏压缩机的风险。通过获取压缩机按照压缩机的最小运行频率运行时的系统低压压力，能够根据系统低压压力与系统低压压力阈值的大小关系判断此时是否存在系统低压压力过低损坏压缩机的风险。若系统低压压力大于或等于系统低压压力阈值，则说明当前不存在系统低压压力过低损坏压缩机的风险，因此根据第三温度数据、湿度差值控制室外风机转速，使得室外风机在最节能的状态下，对数据机房进行调温除湿作业。

15、在本技术方案中，所述机架式空调的调温除湿方法还包括：若所述系统低压压力小于系统低压压力阈值，则根据所述第三温度数据、所述湿度差值、所述系统低压压力控制室外风机转速；其中，nwf=nwfmin+load3*nwf+[（ps0-ps）/ps0]*nwf；nwf为室外风机转速；nwfmin为室外风机除湿运行最低转速；ps为系统低压压力；ps0为系统低压压力阈值。

16、采用该技术方案后所达到的技术效果：若系统低压压力小于系统低压压力阈值，则说明此时存在系统低压压力过低损坏压缩机的风险，因此根据第三温度数据、湿度差值、系统低压压力、系统低压压力阈值对室外风机转速进行控制，保证压缩机的运行可靠性。

17、本技术方案提供了一种机架式空调的调温除湿装置，该机架式空调的调温除湿装置实现如前任意一项技术方案所述的机架式空调的调温除湿方法，所述机架式空调的调温除湿装置包括：第一获取模块，用于获取所述数据机房的瞬时运行功率、室外风机的运行电流值、压缩机的实时运行频率；确定模块，用于根据所述数据机房的瞬时运行功率、室外风机的运行电流值、压缩机的实时运行频率确定所述机架式空调的调温负载；第二获取模块，用于获取数据机房内部环境湿度与数据机房的正常工作湿度之间的湿度差值；判断模块，用于判断所述调温负载与所述湿度差值是否满足低载除湿条件；控制模块，用于在所述调温负载与所述湿度差值满足低载除湿条件的情况下，则根据所述调温负载、所述湿度差值控制所述机架式空调进入低载除湿运行模式；其中，所述低载除湿条件包括：所述调温负载小于或等于低载阈值且所述湿度差值大于除湿阈值。

18、本技术方案提供了一种机架式空调的调温除湿装置，该机架式空调的调温除湿装置包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器，所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现如前任意一项技术方案所述的机架式空调的调温除湿方法。

19、综上所述，本技术上述各个实施例可以具有如下一个或多个优点或有益效果：

20、（1）通过在压缩机的实时运行频率的基础之上，引入数据机房的瞬时运行功率与室外风机的运行电流值作为机架式空调的调温负载的判断依据，能够在室外风机转速较低但压缩机运行频率没有特别低的情况下，提前控制机架式空调进入低载除湿运行模式，提前对机架式空调的运行参数进行调整，避免出现数据机房内部环境温度已经达到数据机房的正常工作温度，但是数据机房内部环境湿度与数据机房的正常工作湿度之间的湿度差值较大的情况，从而能够在不改变机架式空调器的管路设计的情况下，降低机架式空调器的调温除湿能耗，起到节能的效果。

21、（2）第一温度数据、第二温度数据以及第三温度数据都能够表征机架式空调器的负载，通过根据第一温度数据、第二温度数据以及第三温度数据的最小值确定机架式空调的调温负载，能够根据机架式空调的调温负载及时控制机架式空调器进入低载除湿运行模式，避免机架式空调器的制冷量超出数据机房的散热量、数据机房内部环境温度较低导致除湿能耗高问题，提高除湿效率，降低机架式空调器的低载除湿能耗。