一种机架式空调控制方法、控制系统和机架式空调与流程

本发明涉及空气调节设备技术领域，尤其涉及一种机架式空调控制方法、控制系统和机架式空调。

背景技术：

近年来，随着云计算已经深入到各行各业，许多企业为了支撑网络接入，都会就近建设一个小型信息节点机房。这极大地促进了智能机房产品的发展。机柜中的发热量大，通常设计机架式空调以通过内部循环冷却机柜内部环境，机架式空调通常与机柜内部主设备集成一个独立的系统，其室内单元可以安装于机柜内底部，根据机柜内热负荷的变化自动进行调节。

机架式空调需要保持5000小时以上无故障运行。由于电子元件发热，在制冷模式下，如果室内环境温度和室外环境温度都偏高，则压缩机吸气压力和排气压力都会偏高，甚至会出现压缩机运行压力超出压力限值的要求。长期在这种压力条件下运行会导致压缩机损坏，影响机架式空调的可靠运行。

技术实现要素：

为避免机架式空调由于压缩机运行压力超出压力限制的要求而导致使用寿命减短或损坏，影响机架式空调的可靠运行。

本发明提供一种机架式空调控制方法，包括以下步骤：

判断是否满足压力干预条件；

如果满足压力干预条件，则控制室内风机按照干预转速运行；

保持室内风机按照干预转速运行并判断是否满足退出干预条件；

如果满足退出干预条件，则控制室内风机按照设定转速运行；

其中所述干预转速低于设定转速。

本发明的另一个方面提供一种机架式空调控制系统，包括:

第一判断模块，所述第一判断模块用于判断是否满足压力干预条件；

第一控制模块，所述第一控制模块用于在满足压力干预条件时控制室内风机按照干预转速运行；

第二判断模块，所述第二判断模块用于在室内风机按照干预转速运行时判断是否满足退出干预条件；和

第二控制模块，所述第二控制模块用于在满足退出干预条件时控制室内风机按照设定转速运行。

本发明的第三个方面提供一种机架式空调，采用以下控制方法：

判断是否满足压力干预条件；

如果满足压力干预条件，则控制室内风机按照干预转速运行；

保持室内风机按照干预转速运行并判断是否满足退出干预条件；

如果满足退出干预条件，则控制室内风机按照设定转速运行；

其中所述干预转速低于设定转速。

本发明在满足压力干预条件时，自动控制室内风机按照干预转速运行，从而保持控制对象，即空调空间内的环境温度处于稳定合理的温度区间，确保机柜中电子电器元件的正常运行。当室内风机按照干预转速运行时，随着风速的下降，热量交换也会下降，进一步降低整个机架式空调的制冷循环的运行压力，自动的将压缩机的运行环境调节为标准的运行环境，避免使得压缩机工作在超出标准压力的条件下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所公开的机架式空调控制方法实施例一流程图；

图2为本发明所公开的机架式空调控制方法实施例二流程图；

图3为图1或图2所示的机架式空调控制方法中确定干预转速的一种方法的流程图；

图4为本发明所公开的机架式空调控制系统一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。

本发明的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，代表覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本发明中“实施例”代表结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中，各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员可以理解，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

一种机架式空调控制方法如图1所示。其中机架式空调可以是背置于数据中心的机柜上，也可以是侧置于数据中心的机柜上，也可以是设置在数据中心的机柜内侧底部，在此不对机架式空调的具体结构进行限定。与普通的家用分体式空调不同，机架式空调需要具有保持数千小时连续工作的能力。机架式空调采用压缩机制冷循环。为确保机架式空调的正常运行，控制方法包括如图1所示的步骤。

机架式空调运行并工作在制冷模式。

室内风机按照设定风速运行。

判断是否满足压力干预条件。

当机架式空调运行满足压力干预条件时，说明整个制冷系统的压力较高，压缩机可能处于超过标准压力条件的运行状态。如果压缩机在此种状态下长时间运行，会增加压缩机损坏的风险，从而降低机架式空调的连续使用时长，降低产品品质。

为避免出现这一情况，在满足压力干预条件时，自动控制室内风机按照干预转速运行。干预转速低于设定转速。

室内风机用于驱动蒸发器和控制对象内流动的空气进行热交换，从而降低控制对象，即空调空间内的环境温度，确保电子电器元件的正常运行。当室内风机按照干预转速运行时，随着风速的下降，热量交换也会下降，进一步降低整个机架式空调的制冷循环的运行压力，自动的将压缩机的运行环境调节为标准的运行环境，避免让压缩机工作在超出标准压力的条件下。

进一步保持室内风机按照干预转速运行并判断是否满足退出干预条件。

当机架式空调运行满足退出干预条件时，说明整个制冷系统的压力恢复到正常的状态。进一步控制室内风机按照设定转速运行。机架式空调恢复正常运行。

压力干预条件可以依据设置在压缩机入口和出口的吸气压力传感器和排气压力传感器检测得到。但这种方式需要增加内置硬件，增加了机架式空调的成本，也同样引入了更多的可能影响设备使用寿命的因素。因此，如图2所示，本发明提供了一种判断是否压力干预条件和退出干预条件的方式。

如图2所示，判断是否压力干预条件时包括以下步骤：

采样实时室内环境温度。

采样实时室外环境温度。

判定实时室内环境温度是否大于等于第一设定室内环境温度。

判定实时室外环境温度是否大于等于第一设定室外环境温度。

当实时室内环境温度大于等于第一设定室内环境温度且实时室外环境温度大于等于第一设定室外环境温度时，说明当前热负荷较高，压缩机临近超过标准压力条件运行的概率较高，在此种状态下，即判定为满足压力干预条件。

优选的，第一设定室内环境温度和第一设定室外环境温度在实验条件下获得。实验时，优选针对不同型号的压缩机，设定同一个机柜内的标准参考温度。在标准参考温度下，数据中心机柜中的电气元件或电子元件可以保持长时间正常工作。机柜式空调运行使得机柜内的温度维持在标准参考温度。在此实验环境下，测试不同室内环境温度和室外环境温度下压缩机的工作状态，寻找压缩机超出标准压力运行时所对应的临界室内环境温度和临界室外环境温度。并依据临界室内环境温度和临界室外环境温度设定第一设定室内环境温度和第一设定室外环境温度，其中优选将第一设定室内环境温度设置为临界室内环境温度的90%～95%，第一设定室外环境温度设置为临界室外环境温度的90%～95%。由于临界室内环境温度和临界室外环境温度由于压缩机型号的不同而不同，在此不对第一设定室内环境温度和第一设定室外环境温度的具体数值进行限定。

类似的，在本实施例中同样优选根据实时室内环境温度和实时环境温度判断是否满足退出干预条件。具体来说，在控制室内风机按照干预转速运行后。继续采样实时室内环境温度和实时室外环境温度。

判定实时室内环境温度是否小于等于第二设定室内环境温度，实时室外环境温度是否小于等于第二设定室外环境温度。如果实时室内环境温度小于等于第二设定室内环境温度且实时室外环境温度小于等于第二设定室外环境温度，则说明系统的压力已恢复稳定，则控制室内风机恢复设定风速运行。第二设定室内环境温度、第二设定室外环境温度优选同样通过实验得到，第二设定室内环境温度优选为临界室内环境温度的70%～80%，第二设定室外环境温度优选为临界室外环境温度的70%～80%。

通过检测室内环境温度和室外环境温度，可以避免在机架式空调中设置内置的压力传感器，避免增加硬件故障的风险，导致机柜式空调的使用寿命收到影响。

在数据中心的运行过程中，电气电子元件的运行可能会出现异常或者短时间大功率运行的情况，这可能会导致室内环境温度的升幅较大。为了形成一种更为灵活的控制方式，使得室内风机的转速调节更为合理，尽量小牺牲制冷能力，优选的，如果满足压力干预条件，则进一步执行以下步骤：

计算实时室内环境温度偏离第一设定室内环境温度的内环温偏离程度。

在控制器中存储有内环温偏离程度区间与第一干预转速的一一对应关系。在计算出内环温偏离程度后，即可以得到内环温偏离程度的所在区间，并根据一一对应关系调用与之对应的第一干预转速。

进一步计算实时室外环境温度偏离第一设定室外环境温度的外环温偏离程度。

类似的，在控制器中预先存储有外环温偏离程度区间与第二干预转速的一一对应关系。在计算出外环温偏离程度后，也可以得到外环温偏离程度的所在区间，并根据一一对应关系调用与之对应的第二干预转速。

其中，如果内环温偏离程度越大，与内环温偏差程度对应的第一干预转速越小。如果外环温偏离程度越大，与外环温偏差程度对应的第二干预转速越小。

出于安全稳定的考虑，控制室内风机按照第一干预转速和第二干预转速中较低的一个运行。举例来说，例如在室外环境温度较高且室内环境温度也较高的条件下，即室外环境温度大于等于第一设定室内环境温度且室内环境温度大于等于第一设定室外环境温度，如果出现电子元件短时大功率运行的情况，则可能出现室内环境温度的跃升，在这种条件下，即内环温偏差程度较大，对应的第一干预转速较小。当第一干预转速小于第二干预转速时，则控制室内风机按照第一干预转速运行，充分调节电子元件短时大功率运行对系统造成的扰动，避免压缩机吸气压力和排气压力出现峰值。在不满足退出干预条件的情况下，所执行的干预转速可以根据第一干预转速和第二干预转速的大小关系而改变，以调节室内和室外热负荷变化造成的系统波动。

如图4所示，本发明同时提供了一种机架式空调控制系统，该控制系统用于控制制冷模式下的机架式空调，具备包括以下组成部分。

第一判断模块，所述第一判断模块用于判断是否满足压力干预条件。

当判断出机架式空调运行满足压力干预条件时，说明整个制冷系统的压力较高，压缩机可能处于超过标准压力条件的运行状态。当压缩机在此种状态下长时间运行时，会增加压缩机损坏的风险，从而降低机架式空调的连续使用时长，降低产品品质。

第一控制模块，所述第一控制模块用于在满足压力干预条件时控制室内风机按照干预转速运行。

室内风机用于驱动蒸发器和控制对象内流动的空气进行热交换，从而降低控制对象，即空调空间内的环境温度，确保电子电器元件的正常运行。当室内风机按照干预转速运行时，随着风速的下降，热量交换也会下降，进一步降低整个机架式空调的制冷循环的运行压力，自动的将压缩机的运行环境调节为标准的运行环境，避免让压缩机工作在超出标准压力的条件下。

第二判断模块，所述第二判断模块用于在室内风机按照干预转速运行时判断是否满足退出干预条件。

第二控制模块，所述第二控制模块用于在满足退出干预条件时控制室内风机按照设定转速运行。

当机架式空调运行满足退出干预条件时，说明整个制冷系统的压力恢复到正常的状态。进一步控制室内风机按照设定转速运行。机架式空调恢复正常运行。

压力干预条件可以依据设置在压缩机入口和出口的吸气压力传感器和排气压力传感器检测得到。但这种方式需要增加内置硬件，增加了机架式空调的成本，也同样引入了更多的可能影响设备使用寿命的因素。因此，控制系统优选基于温度传感器判断是否满足压力干预条件。具体来说，第一判断模块包括：

第一采样单元，所述第一采样单元用于采样实时室内环境温度。

第二采样单元，所述第二采样单元用于采样实时室外环境温度。

第一比较单元，所述第一比较单元用于判定实时室内环境温度是否大于等于第一设定室内环境温度。

第二比较单元，所述第二比较单元用于判定实时室外环境温度是否大于等于第一设定室外环境温度。

第一输出单元，所述第一输出单元用于在第一比较单元判定出实时室内环境温度大于等于第一设定室内环境温度且第二比较单元判定出实时室外环境温度大于等于第一设定室外环境温度时，输出判定为满足压力干预条件的判定结果。

当实时室内环境温度大于等于第一设定室内环境温度且实时室外环境温度大于等于第一设定室外环境温度时，说明当前热负荷较高，压缩机临近超过标准压力条件运行的概率较高，在此种状态下，即判定为满足压力干预条件。

类似的，在本实施例中同样根据实时室内环境温度和实时环境温度判断是否满足退出干预条件。

第二判断模块具体包括：

第三采样单元，所述第三单元用于采样实时室内环境温度；

第四采样单元，所述第四单元用于采样实时室外环境温度；

第三比较单元，所述第三比较单元用于判定实时室内环境温度是否小于第二设定室内环境温度；

第四比较单元，所述第四比较单元用于判定实时室外环境温度是否小于第二设定室外环境温度；和

第二输出单元，所述第二输出单元用于在第三比较单元判定出实时室内环境温度小于第二设定室内环境温度且第四比较单元判定出实时室内环境温度小于第二设定室外环境温度时输出满足压力干预条件的判定结果。

为了灵活应对室内热负荷和室外热负荷所造成的不同扰动，还包括：

第一计算模块，所述第一计算模块用于计算实时室内环境温度偏离第一设定室内环境温度的内环温偏离程度，并根据所述内环温偏离程度调用与内环温偏离程度对应的第一干预转速。

第二计算模块，所述第二计算模块用于计算实时室外环境温度偏离第一设定室外环境温度的外环温偏离程度，并根据外环温偏离程度调用与外环温偏离程度对应的第二干预转速。

执行模块，所述执行模块用于控制室内风机按照第一干预转速和第二干预转速中较低的一个运行。

本申请实施例还提供一种机架式空调，应用上述控制方法。控制方法的具体步骤参见上述实施例的详细描述和说明书附图的详细描绘。在此不再赘述，采用上述空调器控制方法的空调器可以实现同样的技术效果。

本申请实施例还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质存储于电子数据交换的计算机程序，该计算机程序使得机架式空调执行如上方法实施例中记载的任一方法的部分或全部步骤。

在上述实施例中，对各个实施例的描述均各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

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，例如上述单元或模块的划分，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。

上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，即可以位于一个物理空间，或者也可以分布到多个网络单元上，可以根据实际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，在本申请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。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。