蓄冷罐、蓄冷系统及其控制方法与流程

本公开涉及暖通，可用于金融领域或其他领域，更具体地涉及一种蓄冷罐、蓄冷系统及其控制方法。

背景技术：

1、近年来，随着大数据、云计算、人工智能等信息技术的快速发展，数据中心迎来了快速发展期，其中大规模数据中心全球每年保持两位数的百分比增长，数据中心数量日益增多。数据中心为保障上层业务的连续性，需7×24h不间断运行，其it设备在运行期间产生大量热能并释放到机房环境中。为了给机房中的服务器提供一个良好的工作环境，需要保证机房冷源的不间断供应。蓄冷技术是目前数据中心中较为主流的应急功能，蓄冷罐应急主要是在市电断电，冷水机组停机无法继续制冷的情况下启用，此时蓄冷罐充当冷源。

2、然而，在实现本公开构思的过程中，发明人发现：现有数据中心的蓄冷系统存在体积大，蓄冷效率低、供冷时间短的缺陷。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本公开提供一种蓄冷罐、蓄冷系统及其控制方法，可以应用于数据中心，以解决上述技术问题，提高数据中心蓄冷系统的可用性及可靠性。

2、根据本公开的第一个方面，提供了一种蓄冷罐，蓄冷罐内部设置有多个隔板，用于将蓄冷罐分隔为多个蓄冷空间，其中，每个蓄冷空间放置有空心的储能小球，储能小球内部填充有相变蓄冷材料；蓄冷罐上部设置有进水管路，用于流入高温水；蓄冷罐下部设置有出水管路，用于流出低温水。

3、根据本公开的实施例，隔板采用pvc板、挤塑板或陶瓷材料。

4、根据本公开的实施例，相变蓄冷材料包括石蜡或四氢呋喃。

5、根据本公开的实施例，储能小球的外壳采用铜或铝。

6、根据本公开的实施例，储能小球内部设置有多个导热柱，且多个导热柱均匀分布于储能小球内壁。

7、根据本公开的实施例，多个导热柱均呈圆柱体，其中，每个导热柱起始于储能小球的内壁面并向球心延伸，圆柱体的高度为储能小球内部空心壳体半径的一半。

8、根据本公开的实施例，每个导热柱的起始点设置为储能小球的内接正四面体与内部空心壳体的接点，且接点为圆柱体的截面圆心。

9、根据本公开的实施例，多个隔板包括交错设置的多个水平隔板和多个竖直隔板，每个蓄冷空间留有开口。

10、本公开的第二方面提供了一种蓄冷系统，包括：上述实施例的蓄冷罐；冷水机组；冷却塔；用户末端；第一水泵、第二水泵；第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门；其中，冷水机组的一侧、第一阀门和第二阀门通过管路依次相连并构成第一回路，冷水机组的另一侧、冷却塔和第二水泵通过管路依次相连并构成第二回路，蓄冷罐、第五阀门、用户末端、第二阀门、第一水泵和第四阀门通过管路依次相连并构成第三回路；第五阀门的输出端与第四阀门的输入端之间并联有第三阀门，冷却塔的输出端、第七阀门、第六阀门、蓄冷罐通过管路依次相连。

11、本公开的第三方面提供了一种应用于上述实施例的蓄冷系统的控制方法，包括：步骤s0，将蓄冷系统默认设置为正常供冷模式；步骤s1，判断蓄冷系统中制冷设备向给末端供冷是否正常，如果是，则进入以下步骤s2；否则，将蓄冷系统切换至放冷模式；步骤s2，继续判断冷却水补水是否正常，如果是，则进入以下步骤s3；否则，将蓄冷系统切换至放水模式；步骤s3，继续判断蓄冷系统中蓄冷罐的内部温度是否正常，如果是，则确定蓄冷系统处于正常供冷模式；否则，将蓄冷系统切换至充冷模式。

12、根据本公开的实施例，判断蓄冷系统中蓄冷罐的内部温度是否正常，包括：在蓄冷罐的内部温度不超过设定温度阈值时，确定蓄冷罐的内部温度正常。

13、根据本公开的实施例，在蓄冷系统处于正常供冷模式时，该控制方法包括：在蓄冷系统中，将第一阀门和第三阀门开启，且将第二阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门和第七阀门关闭。

14、根据本公开的实施例，在蓄冷系统处于放冷模式时，该控制方法包括：在蓄冷系统中，将第二阀门、第四阀门和第五阀门开启，且将第一阀门、第三阀门、第六阀门和第七阀门关闭。

15、根据本公开的实施例，在蓄冷系统处于放水模式时，该控制方法包括：在蓄冷系统中，将第一阀门、第三阀门、第六阀门和第七阀门开启，且将第二阀门、第四阀门和第五阀门关闭。

16、根据本公开的实施例，在蓄冷系统处于充冷模式时，该控制方法包括：在蓄冷系统中，将第一阀门、第三阀门、第四阀门和第五阀门开启，且将第二阀门、第六阀门和第七阀门关闭。

17、根据本公开的实施例，第四阀门采用比例开度阀，并根据蓄冷系统中用户末端的冷量需求调节开度。

18、根据本公开的实施例，根据蓄冷系统中用户末端的冷量需求调节开度，包括：在用户末端的冷量需求大于预设的最高冷量阈值时，将第四阀门的开度减小；在用户末端的冷量需求小于预设的最低冷量阈值时，将第四阀门的开度增大。

19、根据本公开的实施例，该控制方法还包括：在蓄冷系统中设置传感器，传感器每间隔预设时间采集一次蓄冷系统的状态参数；根据状态参数，来确定蓄冷系统的运行模式。

20、根据本公开提供的蓄冷罐、蓄冷系统及其控制方法，在蓄冷罐内部设置多个隔板，对罐体内部进行分隔。在蓄冷罐内部安装隔板进行分隔的设计，增加了水在罐体内的流动路径，提升了在罐体内的停留时间。并且，利用水温在4℃以上时，水温越高，密度越小的特性，在处于放冷状态时，从机房回流的高温水从位于罐体上部的进水管路流入，低温水从位于罐体下部的出水管路流出，避免在蓄冷罐放冷时末端回流的热水与蓄冷罐内的冷水混合提升蓄冷罐内水温。进而，本公开通过分隔可充分利用蓄水温差，输出稳定温度的空调冷冻水，增加蓄冷罐的冷水可用能量。此外，在罐体内放置低温的储能小球，在储能小球内部填充低温的相变蓄冷材料，可实现回流水与小球的充分换热。

技术特征：

1.一种蓄冷罐，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的蓄冷罐，其特征在于，所述隔板采用pvc板、挤塑板或陶瓷材料。

3.根据权利要求1所述的蓄冷罐，其特征在于，所述相变蓄冷材料包括石蜡或四氢呋喃。

4.根据权利要求1所述的蓄冷罐，其特征在于，所述储能小球的外壳采用铜或铝。

5.根据权利要求1所述的蓄冷罐，其特征在于，所述储能小球内部设置有多个导热柱，且多个导热柱均匀分布于所述储能小球内壁。

6.根据权利要求5所述的蓄冷罐，其特征在于，所述多个导热柱均呈圆柱体，其中，每个所述导热柱起始于所述储能小球的内壁面并向球心延伸，所述圆柱体的高度为所述储能小球内部空心壳体半径的一半。

7.根据权利要求6所述的蓄冷罐，其特征在于，每个所述导热柱的起始点设置为所述储能小球的内接正四面体与所述内部空心壳体的接点，且所述接点为所述圆柱体的截面圆心。

8.根据权利要求1所述的蓄冷罐，其特征在于，所述多个隔板包括交错设置的多个水平隔板和多个竖直隔板，每个所述蓄冷空间留有开口。

9.一种蓄冷系统，其特征在于，包括：

10.一种应用于权利要求9所述的蓄冷系统的控制方法，包括：

11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述判断所述蓄冷系统中蓄冷罐的内部温度是否正常，包括：

12.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，在所述蓄冷系统处于所述正常供冷模式时，所述方法包括：

13.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，在所述蓄冷系统处于所述放冷模式时，所述方法包括：

14.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，在所述蓄冷系统处于所述放水模式时，所述方法包括：

15.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，在所述蓄冷系统处于所述充冷模式时，所述方法包括：

16.根据权利要求15所述的控制方法，其特征在于，所述第四阀门采用比例开度阀，并根据所述蓄冷系统中用户末端的冷量需求调节开度。

17.根据权利要求16所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述蓄冷系统中用户末端的冷量需求调节开度，包括：

18.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

技术总结
本公开提供一种蓄冷罐、蓄冷系统及其控制方法，可用于金融领域或其他领域。该蓄冷罐内部设置有多个隔板，用于将蓄冷罐分隔为多个蓄冷空间，其中，每个蓄冷空间放置有空心的储能小球，储能小球内部填充有相变蓄冷材料；蓄冷罐上部设置有进水管路，用于流入高温水；蓄冷罐下部设置有出水管路，用于流出低温水。

技术研发人员：刘根源,宋佳耀,冯佳璐
受保护的技术使用者：中国工商银行股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16