自然冷却机组的控制方法和装置与流程

本发明涉及自然冷却制冷
技术领域：
，具体而言，涉及一种自然冷却机组的控制方法和装置。
背景技术：
：对于一些常年需要制冷的数据中心、生产工艺等需要常年制冷的系统来说，室外温度即使低于或远低于其循环冷冻水温的情况下冷水机组运行也需要照常运行。当室外温度较低时，利用冷空气直接冷却循环冷冻水，而减少或完全不需要开启压缩机制冷即可为空调室内机提供冷量，这种方法即为自然冷却方法，有此功能的机组叫自然冷却机组。它与常规冷水机组区别在于其运行优先利用天然环境的低温空气冷却循环水，可以实现无压缩机运行制冷，显著节省压缩机的电耗。对于自然冷却制冷技术，其提供冷量的大小与室外环境温度直接相关，对于特定的机组，其换热器大小是固定的，那么直接影响制冷量大小的主要因素为室外环境温度，而对于数据中心需求的冷负荷变化幅度不会很大，这就要求机组需要提供稳定的冷负荷。技术实现要素：本发明的主要目的在于提供一种一种自然冷却机组的控制方法和装置，以解决现有技术中因为室外环境温度变化导致自然冷却机组提供的冷负荷不稳定的问题。为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种自然冷却机组的控制方法。根据本发明的自然冷却机组的控制方法，包括：获取自然冷却机组的液管饱和温度；获取所述自然冷却机组的出水温度偏差，其中，所述出水温度偏差为所述自然冷却机组的实际出水温度与目标出水温度的差；根据所述出水温度偏差获取风量控制阈值，其中，所述风量控制阈值为确定风量增减的阈值参数；根据所述液管饱和温度与所述风量控制阈值的关系判断是否增减风量的输出。可选地，根据所述出水温度偏差获取风量控制阈值包括：当所述出水温度偏差△t>tp时，当前调节周期的风量控制阈值kt＝k(t-1)-kb，其中，tp表示偏差阈值，k(t-1)表示上一个调节周期的风量控制阈值，kb表示风量控制阈值的调节步长；当所述出水温度偏差-tp≤△t≤tp时，当前调节周期的风量控制阈值kt＝k(t-1)；当所述出水温度偏差△t≤-tp时，当前调节周期的风量控制阈值kt＝k(t-1)+kb。可选地，所述自然冷却机组包括定频风机，根据所述液管饱和温度与所述风量控制阈值的关系判断是否增减风量的输出包括：当所述液管饱和温度t>kt+△k1时，控制增加一组定频风机运行，以增大风量，其中，△k1表示第一阈值调节值；当所述液管饱和温度kt-△k1≤t≤kt+△k1时，维持当前定频风机的数量；当所述液管饱和温度t<kt-△k1时，控制减少一组定频风机运行，以减小风量。可选地，所述自然冷却机组还包括变频风机，根据所述液管饱和温度与所述风量控制阈值的关系判断是否增减风量的输出还包括：当所述液管饱和温度t>kt+△k2时，控制所述变频风机升频，以增大风量，其中，△k2表示第二阈值调节值，△k2小于△k1；当所述液管饱和温度kt-△k2≤t≤kt+△k2时，维持所述变频风机当前运行频率；当所述液管饱和温度t<kt-△k2时，控制所述变频风机降频，以减小风量。可选地，获取所述自然冷却机组的出水温度偏差包括：检测自然冷却机组的实际出水温度；获取所述自然冷却机组的目标出水温度；计算所述实际出水温度与所述目标出水温度的差，得到所述出水温度偏差。可选地，获取自然冷却机组的液管饱和温度包括：检测制冷剂液管的液管压力；获取与所述液管压力对应的饱和温度作为所述液管饱和温度。为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种自然冷却机组的控制装置。根据本发明的自然冷却机组的控制装置包括：第一获取单元，用于获取自然冷却机组的液管饱和温度；第二获取单元，用于获取所述自然冷却机组的出水温度偏差，其中，所述出水温度偏差为所述自然冷却机组的实际出水温度与目标出水温度的差；第三获取单元，用于根据所述出水温度偏差获取风量控制阈值，其中，所述风量控制阈值为确定风量增减的阈值参数；判断单元，用于根据所述液管饱和温度与所述风量控制阈值的关系判断是否增减风量的输出。可选地，所述第三获取单元包括：第一确定模块，用于当所述出水温度偏差△t>tp时，确定当前调节周期的风量控制阈值kt＝k(t-1)-kb，其中，tp表示偏差阈值，k(t-1)表示上一个调节周期的风量控制阈值，kb表示风量控制阈值的调节步长；第二确定模块，用于当所述出水温度偏差-tp≤△t≤tp时，确定当前调节周期的风量控制阈值kt＝k(t-1)；第三确定模块，用于当所述出水温度偏差△t≤-tp时，确定当前调节周期的风量控制阈值kt＝k(t-1)+kb。可选地，所述自然冷却机组包括定频风机，所述判断单元包括：第一控制模块，用于当所述液管饱和温度t>kt+△k1时，控制增加一组定频风机运行，以增大风量，其中，△k1表示第一阈值调节值；第二控制模块，用于当所述液管饱和温度kt-△k1≤t≤kt+△k1时，维持当前定频风机的数量；第三控制模块，用于当所述液管饱和温度t<kt-△k1时，控制减少一组定频风机运行，以减小风量。可选地，所述自然冷却机组还包括变频风机，所述判断单元还包括：第四控制模块，用于当所述液管饱和温度t>kt+△k2时，控制所述变频风机升频，以增大风量，其中，△k2表示第二阈值调节值，△k2小于△k1；第五控制模块，用于当所述液管饱和温度kt-△k2≤t≤kt+△k2时，维持所述变频风机当前运行频率；第六控制模块，用于当所述液管饱和温度t<kt-△k2时，控制所述变频风机降频，以减小风量。可选地，所述第二获取单元包括：第一检测模块，用于检测自然冷却机组的实际出水温度；第一获取模块，用于获取所述自然冷却机组的目标出水温度；计算模块，用于计算所述实际出水温度与所述目标出水温度的差，得到所述出水温度偏差。可选地，所述第一获取单元包括：第二检测模块，用于检测制冷剂液管的液管压力；第二获取模块，用于获取与所述液管压力对应的饱和温度作为所述液管饱和温度。根据本发明实施例，当出水温度偏差偏大时，获取的风量控制阈值随之发生变化，进而使得液管饱和温度与风量控制阈值的关系发生变化，以此控制风量增大；反之，当出水温度偏差偏小时，则控制风量减小。由此控制出水温度偏差保持在一定的范围内，从而保证自然冷却机组输出冷负荷的稳定性。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1示出了一种可选的制冷机组的原理图；图2是根据本发明实施例的自然冷却机组的控制方法的流程图；图3是根据本发明实施例的液管饱和温度的判断区间的示意图；图4是根据本发明实施例的自然冷却机组的控制装置的示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。为了使本
技术领域：
的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。图1示出了一种可选的制冷机组的原理图。如图1所示，末端设备为负载侧，在制冷剂侧，压缩机制冷和自然冷却采用不同的回路。当采用自然冷却时，冷负荷通过散热风机的风量来调节。本发明实施例提供了一种自然冷却机组的控制方法，该方法可以用于图1所示的自然冷却机组，但不限于图1所示的自然冷却机组。图2是根据本发明实施例的自然冷却机组的控制方法的流程图。如图2所示，该自然冷却机组的控制方法包括步骤如下：步骤s102，获取自然冷却机组的液管饱和温度。该液管饱和温度为从冷凝器侧制冷剂的饱和温度。步骤s104，获取自然冷却机组的出水温度偏差，其中，出水温度偏差为自然冷却机组的实际出水温度与目标出水温度的差。这里的实际出水温度是指冷却水回水进入蒸发器后的出水温度，目标出水温度为设定的温度。步骤s106，根据出水温度偏差获取风量控制阈值，其中，风量控制阈值为确定风量增减的阈值参数。这里所述的风量控制阈值为可变的阈值，其随着出水温度偏差的变化而周期性变化。步骤s108，根据液管饱和温度与风量控制阈值的关系判断是否增减风量的输出。液管饱和温度与风量控制阈值的关系可以是指其大小关系，根据液管饱和温度与风量控制阈值的大小关系来判断是否增减风量。根据本发明实施例，当出水温度偏差偏大时，获取的风量控制阈值随之发生变化，进而使得液管饱和温度与风量控制阈值的关系发生变化，以此控制风量增大；反之，当出水温度偏差偏小时，则控制风量减小。由此控制出水温度偏差保持在一定的范围内，从而保证自然冷却机组输出冷负荷的稳定性。作为一种可选的实施方式，本发明实施例可以采用定频风机和/或变频风机来调节，冷凝器的散热风量。其中，定频风机其出风量固定，可以通过增减定频风机的数量来调节风量；变频风机可以通过运行频率的变化来调节风量。本发明实施例中，自然冷却机组包括定频风机，根据液管饱和温度与风量控制阈值的关系判断是否增减风量的输出包括：当液管饱和温度t>kt+△k1时，控制增加一组定频风机运行，以增大风量，其中，△k1表示第一阈值调节值，为一固定值；当液管饱和温度kt-△k1≤t≤kt+△k1时，维持当前定频风机的数量；当液管饱和温度t<kt-△k1时，控制减少一组定频风机运行，以减小风量。具体地，以△k1＝2为例，风机的控制策略包括以下3中情况：①t＞kt+2，增加开启一组；②t＜kt-2，增加关闭一组；③他情况，维持原状态。根据本发明实施例，通过液管饱和温度与风量控制阈值之间的大小关系直接作为风量控制的判断条件，而不是采用出水温度偏差作为风量控制的判断条件，这样能够保证出水温度控制的平滑性，避免出现温度控制出现波形震荡的情况。作为上述实施例的进一步可选实施方式，自然冷却机组还包括变频风机。显然，无论单独采用定频风机还是变频风机均存在相应的缺陷。本实施例中，采用定频分级进行粗调，并采用变频风机作为微调，从而提高风量调节的精度。具体地，根据液管饱和温度与风量控制阈值的关系判断是否增减风量的输出还包括：当液管饱和温度t>kt+△k2时，控制变频风机升频，以增大风量，其中，△k2表示第二阈值调节值，△k2小于△k1；当液管饱和温度kt-△k2≤t≤kt+△k2时，维持变频风机当前运行频率；当液管饱和温度t<kt-△k2时，控制变频风机降频，以减小风量。以△k2＝0.5为例，包括以下3种情况：②t＞kt+0.5，变频风机升频；②t＜kt-0.5，变频风机降频；③他情况，变频风机输出维持不变。如图3所示，风机的调节划分成多个区间，液管饱和温度落入在相应的区间，则采用对应的调节策略对风机进行调节。作为一种可选实施方式，本发明实施例中根据出水温度偏差获取风量控制阈值包括：当出水温度偏差△t>tp时，当前调节周期的风量控制阈值kt＝k(t-1)-kb，其中，tp表示偏差阈值，k(t-1)表示上一个调节周期的风量控制阈值，kb表示风量控制阈值的调节步长；当出水温度偏差-tp≤△t≤tp时，当前调节周期的风量控制阈值kt＝k(t-1)；当出水温度偏差△t≤-tp时，当前调节周期的风量控制阈值kt＝k(t-1)+kb。具体地，以tp＝0.5，kb＝1为例进行说明：1)δt＞0.5，表明提供的冷负荷偏低，自然冷却爬坡加载；2)-0.5＜δt≤0.5，表明提供的冷负荷刚好满足要求，自然冷却保持；3)δt≤-0.5时，表明提供的冷负荷过度，自然冷却爬坡卸载。如表1所示：负荷调节当前kt取值自然冷却爬坡加载k(t-1)-1自然冷却爬坡保持k(t-1)自然冷却爬坡卸载k(t-1)+1表1注：k(t-1)为前面一个调节周期风量控制阈值的值,kt为当前调节周期的值通过此方案达到维持出水温度稳定的目的。自然冷却加卸载可以通过水温偏差δt来确定，δt较小时，需要卸载，即需要减小风量输出，k值增大，图3所示区间右移；δt较大时，需要加载，即增大风量输出，k值减小，图3所示区间左移。作为本发明实施例的一种可选实施方式，本实施例中获取自然冷却机组的出水温度偏差包括：检测自然冷却机组的实际出水温度；获取自然冷却机组的目标出水温度；计算实际出水温度与目标出水温度的差，得到出水温度偏差。实际出水温度可以通过感温包等进行测量，目标出水温度则可以获取存储的设定值。进一步地，获取自然冷却机组的液管饱和温度包括：检测制冷剂液管的液管压力；获取与液管压力对应的饱和温度作为液管饱和温度。本发明实施例中，液管饱和温度与制冷剂的液管压力成对应的关系，通过检测液管压力可以直接换算得到液管饱和温度。综上，本发明实施例通过调节冷水机组风侧的风量改变冷凝负荷从而间接控制水侧的蒸发量，达到控制整机负荷调节的目的，其中风量由变频风机与定频风机混合控制，定频风机作为粗调，变频风机作为微调，实现冷凝量精确控制。实现了低温自然冷却运行时，保障机组出水温度输出的稳定性；保障机组可靠运行，延长机器使用寿命。本发明实施例还提供了一种自然冷却机组的控制装置。该装置可以通过自然冷却机组的控制器实现其功能。需要说明的是，本发明实施例的自然冷却机组的控制装置可以用于执行本发明实施例所提供的自然冷却机组的控制方法,本发明实施例的自然冷却机组的控制方法也可以通过本发明实施例所提供的自然冷却机组的控制装置来执行。图4是根据本发明实施例的自然冷却机组的控制装置的示意图。如图4所示，该控制装置包括：第一获取单元401、第二获取单元402、第三获取单元403和判断单元404。第一获取单元401用于获取自然冷却机组的液管饱和温度。该液管饱和温度为从冷凝器侧制冷剂的饱和温度。第二获取单元402用于获取自然冷却机组的出水温度偏差，其中，出水温度偏差为自然冷却机组的实际出水温度与目标出水温度的差。这里的实际出水温度是指冷却水回水进入蒸发器后的出水温度，目标出水温度为设定的温度。第三获取单元403用于根据出水温度偏差获取风量控制阈值，其中，风量控制阈值为确定风量增减的阈值参数。这里所述的风量控制阈值为可变的阈值，其随着出水温度偏差的变化而周期性变化。判断单元404用于根据液管饱和温度与风量控制阈值的关系判断是否增减风量的输出。液管饱和温度与风量控制阈值的关系可以是指其大小关系，根据液管饱和温度与风量控制阈值的大小关系来判断是否增减风量。根据本发明实施例，当出水温度偏差偏大时，获取的风量控制阈值随之发生变化，进而使得液管饱和温度与风量控制阈值的关系发生变化，以此控制风量增大；反之，当出水温度偏差偏小时，则控制风量减小。由此控制出水温度偏差保持在一定的范围内，从而保证自然冷却机组输出冷负荷的稳定性。作为一种可选的实施方式，本发明实施例可以采用定频风机和/或变频风机来调节，冷凝器的散热风量。其中，定频风机其出风量固定，可以通过增减定频风机的数量来调节风量；变频风机可以通过运行频率的变化来调节风量。其中一种实施例中，自然冷却机组包括定频风机，判断单元包括：第一控制模块，用于当液管饱和温度t>kt+△k1时，控制增加一组定频风机运行，以增大风量，其中，△k1表示第一阈值调节值，为一固定值；第二控制模块，用于当液管饱和温度kt-△k1≤t≤kt+△k1时，维持当前定频风机的数量；第三控制模块，用于当液管饱和温度t<kt-△k1时，控制减少一组定频风机运行，以减小风量。根据本发明实施例，通过液管饱和温度与风量控制阈值之间的大小关系直接作为风量控制的判断条件，而不是采用出水温度偏差作为风量控制的判断条件，这样能够保证出水温度控制的平滑性，避免出现温度控制出现波形震荡的情况。作为上述实施例的进一步可选实施方式，自然冷却机组还包括变频风机。显然，无论单独采用定频风机还是变频风机均存在相应的缺陷。本实施例中，采用定频分级进行粗调，并采用变频风机作为微调，从而提高风量调节的精度。具体地，自然冷却机组还包括变频风机，判断单元还包括：第四控制模块，用于当液管饱和温度t>kt+△k2时，控制变频风机升频，以增大风量，其中，△k2表示第二阈值调节值，△k2小于△k1；第五控制模块，用于当液管饱和温度kt-△k2≤t≤kt+△k2时，维持变频风机当前运行频率；第六控制模块，用于当液管饱和温度t<kt-△k2时，控制变频风机降频，以减小风量。如图3所示，风机的调节划分成多个区间，液管饱和温度落入在相应的区间，则采用对应的调节策略对风机进行调节。作为一种可选实施方式，本发明实施例中第三获取单元包括：第一确定模块，用于当出水温度偏差△t>tp时，确定当前调节周期的风量控制阈值kt＝k(t-1)-kb，其中，tp表示偏差阈值，k(t-1)表示上一个调节周期的风量控制阈值，kb表示风量控制阈值的调节步长；第二确定模块，用于当出水温度偏差-tp≤△t≤tp时，确定当前调节周期的风量控制阈值kt＝k(t-1)；第三确定模块，用于当出水温度偏差△t≤-tp时，确定当前调节周期的风量控制阈值kt＝k(t-1)+kb。自然冷却加卸载可以通过水温偏差δt来确定，δt较小时，需要卸载，即需要减小风量输出，k值增大，图3所示区间右移；δt较大时，需要加载，即增大风量输出，k值减小，图3所示区间左移。作为本发明实施例的一种可选实施方式，本实施例中第二获取单元包括：第一检测模块，用于检测自然冷却机组的实际出水温度；第一获取模块，用于获取自然冷却机组的目标出水温度；计算模块，用于计算实际出水温度与目标出水温度的差，得到出水温度偏差。实际出水温度可以通过感温包等进行测量，目标出水温度则可以获取存储的设定值。进一步地，第一获取单元包括：第二检测模块，用于检测制冷剂液管的液管压力；第二获取模块，用于获取与液管压力对应的饱和温度作为液管饱和温度。本发明实施例中，液管饱和温度与制冷剂的液管压力成对应的关系，通过检测液管压力可以直接换算得到液管饱和温度。需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。以上所述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。当前第1页12