機房的制冷控制方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制冷技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種機房的制冷控制方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)據(jù)中心，俗稱機房，是一整套復(fù)雜的設(shè)施。它不僅僅包括計算機系統(tǒng)和其它與之配套的設(shè)備(例如通信和存儲系統(tǒng))，還包含冗余的數(shù)據(jù)通信連接、環(huán)境控制設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備以及各種安全裝置?，F(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心，能源成本占機房運營成本的比例較高，只有低于一半的電力用于IT負荷，而其余的電力則用于供電和散熱系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施。
[0003]目前機房大多數(shù)采用設(shè)置于服務(wù)器之間的空調(diào)作為制冷設(shè)備，空調(diào)屬于近熱源空調(diào)，相對于傳統(tǒng)的機房空調(diào)縮短了送風(fēng)距離(即空調(diào)送風(fēng)口與機架IT設(shè)備之間的距離)，制冷設(shè)備的冷卻效率明顯提高，并具有控制精確、冷卻速度快等優(yōu)點。隨著對機房節(jié)能要求的提高，服務(wù)器和空調(diào)按照封閉冷通道形式來布置也成為越來越廣泛的應(yīng)用選擇。如圖1所示，現(xiàn)有的封閉冷通道形式的機房布置結(jié)構(gòu)，在機房I內(nèi)分為兩個制冷單元，每個制冷單元包括在多個服務(wù)器11以及在多個服務(wù)器11之間設(shè)置的數(shù)臺空調(diào)12，兩個制冷單元相對設(shè)置且形成封閉冷通道13，空調(diào)12制冷形成的冷氣流進入封閉冷通道13，再流入服務(wù)器11，以降低服務(wù)器11的溫度。
[0004]在上述封閉冷通道形式的機房中，服務(wù)器的工作環(huán)境溫度則是空調(diào)的送風(fēng)溫度，因此，在這種形式的機房中，通過控制空調(diào)的送風(fēng)溫度來調(diào)節(jié)機房的工作環(huán)境溫度，其制冷控制策略如下:
[0005]在空調(diào)的送風(fēng)口設(shè)置溫度傳感器用以檢測送風(fēng)溫度，整機的制冷需求量由實際送風(fēng)溫度和目標送風(fēng)溫度的差值計算得出。如果實際送風(fēng)溫度高于目標送風(fēng)溫度，則說明制冷需求量增加，此時控制變頻壓縮機提高轉(zhuǎn)速，和/或，控制空調(diào)風(fēng)機降低轉(zhuǎn)速，從而使得送風(fēng)溫度降低到目標送風(fēng)溫度。如果實際送風(fēng)溫度低于目標送風(fēng)溫度，則說明制冷需求量降低，此時控制變頻壓縮機降低轉(zhuǎn)速，和/或控制空調(diào)風(fēng)機提高轉(zhuǎn)速。這種制冷控制方法調(diào)節(jié)比較快速，但是這種快速調(diào)節(jié)所帶來的代價是機組制冷量輸出的制約和能效的降低。例如，當(dāng)機房熱負荷增加時，經(jīng)溫度傳感器檢測的送風(fēng)溫度會升高，如果只降低空調(diào)的風(fēng)機轉(zhuǎn)速，雖然短期內(nèi)會使得送風(fēng)溫度降低，但是整機的制冷量因此也可能會下降，從熱負荷平衡的角度來看，最終還是會使得送風(fēng)溫度再次上升，送風(fēng)溫度不易穩(wěn)定控制。而如果在降低空調(diào)風(fēng)機轉(zhuǎn)速過程中根據(jù)制冷需求提高壓縮機轉(zhuǎn)速，雖然同樣能使送風(fēng)溫度降低，但是整機輸出的制冷量是否能隨熱負荷的增加而變大也變得不太確定，這是由于整機輸出的制冷量與風(fēng)機轉(zhuǎn)速和壓縮機轉(zhuǎn)速的變化幅度有直接關(guān)系。而且，如果按照上述方式調(diào)節(jié)，即使整機輸出制冷量增加了，但是通過降低空調(diào)風(fēng)機轉(zhuǎn)速和提高壓縮機轉(zhuǎn)速來增加整機的制冷量，首先會限制空調(diào)最大制冷量的調(diào)節(jié)范圍，也可能會使整機的能效惡化。
[0006]另外，由于反饋實際送風(fēng)溫度的溫度傳感器直接布置在空調(diào)出風(fēng)側(cè)，其反饋的實際送風(fēng)溫度值受風(fēng)機轉(zhuǎn)速和壓縮機轉(zhuǎn)速的影響比較靈敏，因此，風(fēng)機轉(zhuǎn)速或壓縮機轉(zhuǎn)速略微調(diào)整就容易使得空調(diào)出風(fēng)側(cè)的溫度傳感器的溫度發(fā)生變化，使得送風(fēng)溫度可能一直處于調(diào)節(jié)的狀態(tài)，導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)的缺陷在于，采用送風(fēng)溫度作為制冷控制方法的參數(shù)，由于壓縮機轉(zhuǎn)速和風(fēng)機轉(zhuǎn)速的變化幅度不能確定，因此，限定了空調(diào)制冷量的調(diào)節(jié)范圍，另外，由于送風(fēng)溫度易受到壓縮機轉(zhuǎn)速和風(fēng)機轉(zhuǎn)速的影響，也易導(dǎo)致制冷控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供了一種機房的制冷控制方法及裝置，用以擴大空調(diào)制冷量的調(diào)節(jié)范圍，且提尚制冷控制的穩(wěn)定性。
[0009]本發(fā)明實施例首先提供一種機房的制冷控制方法，包括:
[0010]接收空調(diào)的每個室內(nèi)機的當(dāng)前回風(fēng)溫度和當(dāng)前送風(fēng)溫度；
[0011]當(dāng)所述當(dāng)前回風(fēng)溫度不等于目標回風(fēng)溫度時，根據(jù)存儲的目標回風(fēng)溫度與目標送風(fēng)溫度標定的壓縮機空調(diào)的每個室內(nèi)機的風(fēng)機轉(zhuǎn)速與壓縮機轉(zhuǎn)速的對應(yīng)關(guān)系，調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速和壓縮機轉(zhuǎn)速，使得當(dāng)前回風(fēng)溫度調(diào)節(jié)至目標回風(fēng)溫度，使得當(dāng)前送風(fēng)溫度調(diào)節(jié)至目標送風(fēng)溫度；或者，根據(jù)存儲的目標回風(fēng)溫度與目標送風(fēng)溫度標定的冷凍水空調(diào)的每個室內(nèi)機的風(fēng)機轉(zhuǎn)速與水閥開度的對應(yīng)關(guān)系，調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速和水閥開度，使得當(dāng)前回風(fēng)溫度調(diào)節(jié)至目標回風(fēng)溫度，使得當(dāng)前送風(fēng)溫度調(diào)節(jié)至目標送風(fēng)溫度。
[0012]在本發(fā)明技術(shù)方案中，壓縮機空調(diào)為常規(guī)的壓縮機空調(diào)，包括通過第一管路依次連接形成閉路循環(huán)的壓縮機、冷凝器、節(jié)流元件和蒸發(fā)器，其中第一管路內(nèi)為制冷劑；而冷凍水空調(diào)也為常規(guī)的冷凍水空調(diào)，包括通過第二管路依次連接形成閉路循環(huán)的水閥、冷凝器、節(jié)流元件和蒸發(fā)器，其中第二管路內(nèi)為水，本發(fā)明的制冷控制方法的原理可以分別適用于這兩種空調(diào)中，以壓縮機空調(diào)為例進行說明，根據(jù)存儲的目標回風(fēng)溫度與目標送風(fēng)溫度標定的壓縮機空調(diào)的每個室內(nèi)機的風(fēng)機轉(zhuǎn)速與壓縮機轉(zhuǎn)速的對應(yīng)關(guān)系來調(diào)節(jié)壓縮機轉(zhuǎn)速和風(fēng)機轉(zhuǎn)速，有利于提高空調(diào)制冷量的調(diào)節(jié)范圍，另外，通過調(diào)節(jié)回風(fēng)溫度來對機房的制冷需求量進行調(diào)控，由于回風(fēng)溫度的變化相對較慢，因此，可以提高空調(diào)系統(tǒng)的控制穩(wěn)定性。
[0013]在本發(fā)明中，以壓縮機空調(diào)為例，可以根據(jù)存儲的目標回風(fēng)溫度與目標送風(fēng)溫度標定的壓縮機空調(diào)的每個室內(nèi)機的風(fēng)機轉(zhuǎn)速與壓縮機轉(zhuǎn)速的對應(yīng)關(guān)系來調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速和壓縮機轉(zhuǎn)速，該對應(yīng)關(guān)系可以為函數(shù)關(guān)系，當(dāng)然也可以為風(fēng)機轉(zhuǎn)速和壓縮機轉(zhuǎn)速對應(yīng)數(shù)值的列表的形式。該函數(shù)關(guān)系優(yōu)選為風(fēng)機轉(zhuǎn)速隨著壓縮機轉(zhuǎn)速而增大的函數(shù)關(guān)系。同理，對于冷凍水空調(diào)來說也是如此。
[0014]優(yōu)選的，所述壓縮機空調(diào)的每個室內(nèi)機的風(fēng)機轉(zhuǎn)速與壓縮機轉(zhuǎn)速的對應(yīng)關(guān)系為壓縮機空調(diào)的每個室內(nèi)機的風(fēng)機轉(zhuǎn)速與壓縮機轉(zhuǎn)速的第一正線性函數(shù)關(guān)系；所述冷凍水空調(diào)的每個室內(nèi)機的風(fēng)機轉(zhuǎn)速與水閥開度的對應(yīng)關(guān)系為冷凍水空調(diào)的每個室內(nèi)機的風(fēng)機轉(zhuǎn)速與水閥開度的第二正線性函數(shù)關(guān)系。
[0015]在該實施例中，以壓縮機空調(diào)為例，采用了目標回風(fēng)溫度與目標送風(fēng)溫度標定的壓縮機空調(diào)的每個室內(nèi)機的風(fēng)機轉(zhuǎn)速與壓縮機空調(diào)的壓縮機轉(zhuǎn)速的第一正線性函數(shù)關(guān)系式來調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速和壓縮機轉(zhuǎn)速，由于風(fēng)機轉(zhuǎn)速與壓縮機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)時呈正線性函數(shù)關(guān)系，因此在增加或減小整機制冷量的同時擴大空調(diào)制冷量的調(diào)節(jié)范圍。
[0016]優(yōu)選的，所述壓縮機空調(diào)的每個室內(nèi)機的風(fēng)機轉(zhuǎn)速與壓縮機轉(zhuǎn)速的第一正線性函數(shù)關(guān)系為N = Kn1+ δ，所述冷凍水空調(diào)的每個室內(nèi)機的風(fēng)機轉(zhuǎn)速與水閥開度的第二正線性函數(shù)關(guān)系為N = Kn2+δ，其中，N表示風(fēng)機轉(zhuǎn)速百分比，ηι表示壓縮機轉(zhuǎn)速百分比，η 2表示水閥開度百分比，K為正數(shù)且為固定值，δ為偏移量，由每個室內(nèi)機的目標回風(fēng)溫度和目標送風(fēng)溫度標定。
[0017]本發(fā)明的制冷控制方法還包括:
[0018]當(dāng)所述當(dāng)前回風(fēng)溫度大于回風(fēng)溫度的設(shè)定值時，控制壓縮機空調(diào)的壓縮機轉(zhuǎn)速和風(fēng)機轉(zhuǎn)速根據(jù)所述第一正線性函數(shù)關(guān)系增大，直至當(dāng)前回風(fēng)溫度等于目標回風(fēng)溫度及當(dāng)前送風(fēng)溫度等于目標送風(fēng)溫度；或者，控制冷凍水空調(diào)的水閥開度和風(fēng)機轉(zhuǎn)速根據(jù)所述第二正線性函數(shù)關(guān)系增大，直至當(dāng)前回風(fēng)溫度等于目標回風(fēng)溫度及當(dāng)前送風(fēng)溫度等于目標送風(fēng)溫度。
[0019]本發(fā)明的制冷控制方法，還包括:
[0020]當(dāng)所述當(dāng)前回風(fēng)溫度小于回風(fēng)溫度的設(shè)定值時，控制壓縮機空調(diào)的壓縮機轉(zhuǎn)速和風(fēng)機轉(zhuǎn)速根據(jù)所述第一正線性函數(shù)關(guān)系減小，直至當(dāng)前回風(fēng)溫度等于目標回風(fēng)溫度及當(dāng)前送風(fēng)溫度等于目標送風(fēng)溫度；或者，控制冷凍水空調(diào)的水閥開度和風(fēng)機轉(zhuǎn)速根據(jù)所述第二正線性函數(shù)關(guān)系減小，直至當(dāng)前回風(fēng)溫度等于目標回風(fēng)溫度及當(dāng)前送風(fēng)溫度等于目標送風(fēng)溫度。
[0021]優(yōu)選的，所述存儲的目標回風(fēng)溫度與目標送風(fēng)溫度標定的每個室內(nèi)機的風(fēng)機轉(zhuǎn)速與壓縮機空調(diào)的壓縮機轉(zhuǎn)速的第一正線性函數(shù)關(guān)系根據(jù)插值法得到；所述存儲的目標回風(fēng)溫度與目標送風(fēng)溫度標定的冷凍水空調(diào)的每個室內(nèi)機的風(fēng)機轉(zhuǎn)