一种机房空调、运行控制方法及运行控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种机房空调、运行控制方法及运行控制装置，该机房空调包括第一空调腔、第一制冷系统、第二制冷系统、第三制冷系统、第一空调风机、第一热水换热器和控制器，控制器根据制冷需求、热水需求、蓄冷需求和室外温度，通过控制压缩机、制冷剂泵、各个膨胀阀、各个电磁阀、各个水阀和各个风机的工作状态，实现不同的机房空调工作模式，从而提高机房空调运行模式的灵活性。模式的灵活性。模式的灵活性。

【技术实现步骤摘要】
一种机房空调、运行控制方法及运行控制装置


[0001]本专利技术涉及数据机房制冷
，特别涉及一种机房空调、运行控制方法及运行控制装置。

技术介绍

[0002]随着国家减碳目标的提出，作为耗能大户的数据机房面临更高更严的节能要求，而数据机房的节能实现方案，逐渐从提高空调设备制冷全年能效(PUE)向提高整个数据机房热量综合利用水平的方向转变。
[0003]数据机房的核心功能是确保核心设备数据计算机的安全可靠运行，其特点是全年制冷，在制冷的同时向室外排放空调的冷凝余热空气。余热空气的无序排放是一种余热污染，加剧生活环境的热岛效应，也是一种无形的浪费。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种机房空调、运行控制方法及运行控制装置，上述机房空调能够在不影响制冷系统制冷效果的情况下对制冷系统中的余热进行回收，减少余热污染以及能量的浪费，并且能够节省热水/供暖加热的碳排放。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供一种机房空调，包括：第一空调腔、第一制冷系统、第二制冷系统、第三制冷系统、第一空调风机、第一热水换热器和控制器；
[0007]所述第一空调腔与机房的回风管路和送风管路连通；
[0008]所述第一制冷系统包括依次连接且形成制冷循环回路的第一空调换热器、第一压缩机、第一电磁阀、第一风冷换热器、第一制冷剂泵、第一膨胀阀，还包括设置于所述第一风冷换热器的出风侧的第一冷凝风机，连接于所述第一电磁阀进口端和所述第一制冷剂泵进口端之间管道上的第二电磁阀；
[0009]所述第二制冷系统包括依次连接且形成制冷循环回路的第二空调换热器、第二压缩机、第三电磁阀、第二风冷换热器、第二制冷剂泵、第二膨胀阀，还包括设置于所述第二风冷换热器的出风侧的第二冷凝风机，连接于所述第三电磁阀进口端和所述第二制冷剂泵进口端之间管道上的第四电磁阀；
[0010]所述第三制冷系统包括第一水源换热器、泵桶换热器、第一蓄冷罐、第一循环水泵、第一水阀、第二水阀、第三水阀、第四水阀、第五水阀和第六水阀，所述第一水源换热器的出水口与所述第一水阀进口端连接，所述第一水阀出口端与所述第二水阀进口端连接，所述第二水阀出口端与泵桶换热器进水端连接，所述泵桶换热器出水端与所述第一循环水泵进口端连接，所述第一循环水泵出口端与所述第三水阀进口端连接，所述第三水阀出口端与所述第一水源换热器进水端连接，所述第四水阀进口端与所述第一水源换热器出水端连接，所述第四水阀出口端与所述第一蓄冷罐进口端连接，所述第一蓄冷罐出口端与所述第二水阀进口端连接，所述第五水阀连接于所述第一水源换热器出水端与所述第三水阀进
口端之间的管道上，所述第六水阀连接于所述第一循环水泵进口端和所述第一水阀出口端之间的管道上；
[0011]所述机房空调还包括第三膨胀阀、第四膨胀阀、第五电磁阀和第六电磁阀，所述第三膨胀阀连接于所述第一制冷剂泵出口端与所述第一水源换热器第一进液端之间的管道上，所述第四膨胀阀连接于所述第二膨胀阀进口端与所述第一水源换热器第二进液端之间的管道上，所述第五电磁阀连接于所述第一压缩机进口端与所述泵桶换热器第一进液端之间的管道上，所述第六电磁阀连接于所述第二压缩机进口端与所述泵桶换热器第二进液端之间的管道上；
[0012]所述第一水源换热器第一回气端与所述第一压缩机进口端连接，所述第一水源换热器第二回气端与所述第二压缩机进口端连接，所述泵桶换热器第一出液端与所述第二电磁阀出口端连接，所述泵桶换热器第二出液端与所述第四电磁阀出口端连接；
[0013]所述第一空调换热器、所述第二空调换热器和所述第一空调风机置于所述第一空调腔内；
[0014]第一热水换热器，所述第一热水换热器的进水端与用户供水管路的回水口连通，所述第一热水换热器的出水端与用户供水管路的供水口连通，所述第一热水换热器的第一进气端与所述第一压缩机出口端连接，所述第一热水换热器的第一出液端与所述第一电磁阀的进口端连接，所述第一热水换热器的第二进气端与所述第二压缩机出口端连接，所述第一热水换热器的第二出液端与所述第三电磁阀的进口端连接；
[0015]所述控制器与所述第一压缩机、所述第二压缩机、所述第一冷凝风机、所述第二冷凝风机、所述第一制冷剂泵、所述第二制冷剂泵、所述第一膨胀阀、所述第二膨胀阀、所述第三膨胀阀、所述第四膨胀阀、所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀、所述第四电磁阀、所述第五电磁阀、所述第六电磁阀、所述第一水阀、所述第二水阀、所述第三水阀、所述第四水阀、所述第五水阀、所述第六水阀、所述第一循环水泵和所述第一空调风机信号连接，所述控制器用于：
[0016]根据制冷需求、热水需求、蓄冷需求和室外温度，控制所述第一压缩机、所述第二压缩机、所述第一冷凝风机、所述第二冷凝风机、所述第一制冷剂泵、所述第二制冷剂泵、所述第一膨胀阀、所述第二膨胀阀、所述第三膨胀阀、所述第四膨胀阀、所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀、所述第四电磁阀、所述第五电磁阀、所述第六电磁阀、所述第一水阀、所述第二水阀、所述第三水阀、所述第四水阀、所述第五水阀、所述第六水阀、所述第一循环水泵和所述第一空调风机的工作状态。
[0017]本专利技术实施例提供的机房空调中，包括第一空调腔、第一制冷系统、第二制冷系统、第三制冷系统、第一空调风机、第一热水换热器和控制器，第一制冷系统和第二制冷系统均具有压缩机制冷和制冷剂泵制冷(氟泵制冷)两种制冷方式，第三制冷系统中包括第一蓄冷罐和第一循环水泵，可以实现蓄冷并且利用蓄冷水进行制冷，在紧急情况下还可以提供应急制冷，第一热水换热器能够根据用户热水需求进行热回收制取热水，控制器与第一压缩机、第二压缩机、第一冷凝风机、第二冷凝风机、第一制冷剂泵、第二制冷剂泵、第一膨胀阀、第二膨胀阀、第三膨胀阀、第四膨胀阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀、第一水阀、第二水阀、第三水阀、第四水阀、第五水阀、第六水阀、第一循环水泵和第一空调风机信号连接，控制器根据制冷需求、热水需求、蓄冷需求
和室外温度，通过控制压缩机、制冷剂泵、各个膨胀阀、各个电磁阀、各个水阀和各个风机的工作状态，实现不同的机房空调工作模式，从而提高机房空调运行模式的灵活性。
[0018]在一种可能的实现方式中，所述第一制冷系统还包括第一单向阀和第二单向阀，所述第二制冷系统还包括第三单向阀和第四单向阀；
[0019]所述第一单向阀的进口端与所述第二电磁阀的出口端连接，所述第一单向阀的出口端与所述第一膨胀阀的进口端连接；所述第二单向阀的进口端与所述第一压缩机的进口端连接，所述第二单向阀的出口端与所述第一电磁阀的进口端连接；
[0020]所述第三单向阀的进口端与所述第四电磁阀的出口端连接，所述第三单向阀的出口端与所述第四膨胀阀的进口端连接；所述第四单向阀的进口端与所述第二压缩机的进口端连接，所述第四单向阀的出口端与所述第三电磁阀的进口端连接。
[0021]在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机房空调，其特征在于，包括：第一空调腔、第一制冷系统、第二制冷系统、第三制冷系统、第一空调风机、第一热水换热器和控制器；所述第一空调腔与机房的回风管路和送风管路连通；所述第一制冷系统包括依次连接且形成制冷循环回路的第一空调换热器、第一压缩机、第一电磁阀、第一风冷换热器、第一制冷剂泵、第一膨胀阀，还包括设置于所述第一风冷换热器的出风侧的第一冷凝风机，连接于所述第一电磁阀进口端和所述第一制冷剂泵进口端之间管道上的第二电磁阀；所述第二制冷系统包括依次连接且形成制冷循环回路的第二空调换热器、第二压缩机、第三电磁阀、第二风冷换热器、第二制冷剂泵、第二膨胀阀，还包括设置于所述第二风冷换热器的出风侧的第二冷凝风机，连接于所述第三电磁阀进口端和所述第二制冷剂泵进口端之间管道上的第四电磁阀；所述第三制冷系统包括第一水源换热器、泵桶换热器、第一蓄冷罐、第一循环水泵、第一水阀、第二水阀、第三水阀、第四水阀、第五水阀和第六水阀，所述第一水源换热器的出水口与所述第一水阀进口端连接，所述第一水阀出口端与所述第二水阀进口端连接，所述第二水阀出口端与泵桶换热器进水端连接，所述泵桶换热器出水端与所述第一循环水泵进口端连接，所述第一循环水泵出口端与所述第三水阀进口端连接，所述第三水阀出口端与所述第一水源换热器进水端连接，所述第四水阀进口端与所述第一水源换热器出水端连接，所述第四水阀出口端与所述第一蓄冷罐进口端连接，所述第一蓄冷罐出口端与所述第二水阀进口端连接，所述第五水阀连接于所述第一水源换热器出水端与所述第三水阀进口端之间的管道上，所述第六水阀连接于所述第一循环水泵进口端和所述第一水阀出口端之间的管道上；所述机房空调还包括第三膨胀阀、第四膨胀阀、第五电磁阀和第六电磁阀，所述第三膨胀阀连接于所述第一制冷剂泵出口端与所述第一水源换热器第一进液端之间的管道上，所述第四膨胀阀连接于所述第二膨胀阀进口端与所述第一水源换热器第二进液端之间的管道上，所述第五电磁阀连接于所述第一压缩机进口端与所述泵桶换热器第一进液端之间的管道上，所述第六电磁阀连接于所述第二压缩机进口端与所述泵桶换热器第二进液端之间的管道上；所述第一水源换热器第一回气端与所述第一压缩机进口端连接，所述第一水源换热器第二回气端与所述第二压缩机进口端连接，所述泵桶换热器第一出液端与所述第二电磁阀出口端连接，所述泵桶换热器第二出液端与所述第四电磁阀出口端连接；所述第一空调换热器、所述第二空调换热器和所述第一空调风机置于所述第一空调腔内；第一热水换热器，所述第一热水换热器的进水端与用户供水管路的回水口连通，所述第一热水换热器的出水端与用户供水管路的供水口连通，所述第一热水换热器的第一进气端与所述第一压缩机出口端连接，所述第一热水换热器的第一出液端与所述第一电磁阀的进口端连接，所述第一热水换热器的第二进气端与所述第二压缩机出口端连接，所述第一热水换热器的第二出液端与所述第三电磁阀的进口端连接；所述控制器与所述第一压缩机、所述第二压缩机、所述第一冷凝风机、所述第二冷凝风机、所述第一制冷剂泵、所述第二制冷剂泵、所述第一膨胀阀、所述第二膨胀阀、所述第三膨
胀阀、所述第四膨胀阀、所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀、所述第四电磁阀、所述第五电磁阀、所述第六电磁阀、所述第一水阀、所述第二水阀、所述第三水阀、所述第四水阀、所述第五水阀、所述第六水阀、所述第一循环水泵和所述第一空调风机信号连接，所述控制器用于：根据制冷需求、热水需求、蓄冷需求和室外温度，控制所述第一压缩机、所述第二压缩机、所述第一冷凝风机、所述第二冷凝风机、所述第一制冷剂泵、所述第二制冷剂泵、所述第一膨胀阀、所述第二膨胀阀、所述第三膨胀阀、所述第四膨胀阀、所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀、所述第四电磁阀、所述第五电磁阀、所述第六电磁阀、所述第一水阀、所述第二水阀、所述第三水阀、所述第四水阀、所述第五水阀、所述第六水阀、所述第一循环水泵和所述第一空调风机的工作状态。2.如权利要求1所述的空调，其特征在于，所述第一制冷系统还包括第一单向阀和第二单向阀，所述第二制冷系统还包括第三单向阀和第四单向阀；所述第一单向阀的进口端与所述第二电磁阀的出口端连接，所述第一单向阀的出口端与所述第一膨胀阀的进口端连接；所述第二单向阀的进口端与所述第一压缩机的进口端连接，所述第二单向阀的出口端与所述第一电磁阀的进口端连接；所述第三单向阀的进口端与所述第四电磁阀的出口端连接，所述第三单向阀的出口端与所述第四膨胀阀的进口端连接；所述第四单向阀的进口端与所述第二压缩机的进口端连接，所述第四单向阀的出口端与所述第三电磁阀的进口端连接。3.如权利要求2所述的空调，其特征在于，所述第一制冷系统还包括第五单向阀和第六单向阀，所述第二制冷系统还包括第七单向阀和第八单向阀；所述第五单向阀的进口端与所述第一热水换热器的第一出液端连接，所述第五单向阀的出口端与所述第一电磁阀的进口端连接；所述第六单向阀的进口端与所述第一风冷换热器的出口端连接，所述第六单向阀的出口端与所述第二电磁阀的出口端连接；所述第七单向阀的进口端与所述第一热水换热器的第二出液端连接，所述第七单向阀的出口端与所述第三电磁阀的进口端连接；所述第八单向阀的进口端与所述第二风冷换热器的出口端连接，所述第八单向阀的出口端与所述第四电磁阀的出口端连接。4.如权利要求3所述的空调，其特征在于，所述空调还包括第九单向阀、第十单向阀、第十一单向阀和第十二单向阀；所述第九单向阀的进口端与所述第一水源换热器的第一回气端连接，所述第九单向阀的出口端与所述第一压缩机的进口端连接，所述第十单向阀的进口端与所述第一水源换热器的第二回气端连接，所述第十单向阀的出口端与所述第二压缩机的进口端连接；所述第十一单向阀的进口端与所述泵桶换热器的第一出液端连接，所述第十一单向阀的出口端与所述第二电磁阀的出口端连接，所述第十二单向阀的进口端与所述泵桶换热器的第二出液端连接，所述第十二单向阀的出口端与所述第四电磁阀的出口端连接。5.如权利要求4所述的空调，其特征在于，所述第一制冷系统还包括第一储液器，所述第二制冷系统还包括第二储液器；所述第一储液器的进口端与所述第二电磁阀的出口端连接，所述第一储液器的出口端与所述第一制冷剂泵的进口端连接，所述第二储液器的进口端与所述第四电磁阀的出口端连接，所述第二储液器的出口端与所述第二制冷剂泵的进口端连接。
6.如权利要求1所述的空调，其特征在于，所述空调还包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器；所述第一温度传感器用于检测所述第一热水换热器进水口处的进水温度；所述第二温度传感器用于检测所述第一热水换热器出水口处的出水温度；所述第三温度传感器用于检测所述机房外的室外环境温度；所述第四温度传感器用于检测所述第一蓄冷罐内的水的蓄冷水温度；所述控制器与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器和所述第四温度传感器信号连接。7.一种机房空调的运行控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1
‑
6任一所述的机房空调，该方法包括：获取室外温度以及确定制冷需求、热水需求和蓄冷需求；根据所述室外温度、所述制冷需求、所述热水需求和所述蓄冷需求，控制所述第一压缩机、所述第二压缩机、所述第一冷凝风机、所述第二冷凝风机、所述第一制冷剂泵、所述第二制冷剂泵、所述第一膨胀阀、所述第二膨胀阀、所述第三膨胀阀、所述第四膨胀阀、所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀、所述第四电磁阀、所述第五电磁阀、所述第六电磁阀、所述第一水阀、所述第二水阀、所述第三水阀、所述第四水阀、所述第五水阀、所述第六水阀、所述第一循环水泵和所述第一空调风机的工作状态。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，若所述制冷需求为有制冷需求、所述热水需求为大量热水需求、且所述室外温度大于等于预设阈值，则：控制所述第一空调风机、所述第一压缩机运行，控制所述第二电磁阀、所述第一膨胀阀打开，使得所述机房空调第一制冷系统运行完全空调热回收模式。9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，若所述制冷需求为有制冷需求，且所述室外温度大于等于预设阈值，则：控制所述第一空调风机、所述第一压缩机、所述第一冷凝风机运行，控制所述第一电磁阀、所述第一膨胀阀打开，使得所述机房空调第一制冷系统运行压缩机制冷模式。10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，若所述制冷需求为有制冷需求、所述热水需求为无热水需求、且所述室外温度小于预设阈值，则：控制所述第一空调风机、所述第一冷凝风机、所述第一制冷剂泵运行，控制所述第一电磁阀、所述第一膨胀阀打开，使得所述机房空调第一制冷系统运行氟泵制冷模式。11.如权利要求8
‑
10任一所述的方法，其特征在于，若所述蓄冷需求为无蓄冷需求，则还控制所述第二制冷系统与第一制冷系统采用相同工作模式运行；若所述蓄冷需求为有蓄冷需求，则还控制所述第二制冷系统运行蓄冷热回收模式，控制所述第一空调风机、所述第二压缩机，控制所述第二电磁阀、所述第四电磁阀、所述第三膨胀阀和所述第四膨胀阀打开，控制所述第三水阀、所述第四水阀和所述第六水阀打开，并开启第三制冷系统，控制所述第一循环水泵开启，使得所述机房空调运行空调蓄冷热回收复合模式。12.如权利要求11所述的方法，其特征在于：若所述蓄冷需求为无蓄冷需求，还控制所述第二制冷系统与第一制冷系统采用相同工作模式运行，其中所述第二制冷系统与第一制
冷系统采用相同工作模式运行，具体包括：若所述制冷需求为有制冷需求、所述热水需求为大量热水需求，且所述室外温度大于等于预设阈值，则：控制所述第二压缩机运行，控制所述第四电磁阀、所述第二膨胀阀打开，使得所述第二制冷系统运行完全空调热回收模式；若所述制冷需求为有制冷需求、且所述室外温度大于等于预设阈值，则：控制所述第二压缩机、所述第二冷凝风机运行，控制所述第三电磁阀、所述第二膨胀阀打开，使得所述第二制冷系统运行压缩机制冷模式；若所述制冷需求为有制冷需求、所述热水需求为无热水需求，且所述室外温度小于预设阈值，则：控制所述第二冷凝风机、所述第二制冷机泵运行，控制所述第三电磁阀、所述第二膨胀阀打开，使得所述第二制冷系统运行氟泵制冷模式。13.如权利要求7所述的方法，其特征在于，若所述制冷需求为有制冷需求、所述热水需求为部分热水需求、所述蓄冷需求为无蓄冷需求，且所述室外温度小于预设阈值，则：控制所述第一空调风机、所述第一冷凝风机、所述第一制冷剂泵和所述第二压缩机运行，控制所述第一电磁阀、所述第一膨胀阀、所述第四电磁阀和所述第二膨胀阀打开，控制所述机房空调第一制冷系统运行氟泵制冷模式，第二制冷系统运行压缩机制冷模式，使得空调系统运行部分热回收复合制冷模式。14.如权利要求7所述的方法，其特征在于，若所述制冷需求为无制冷需求、所述热水需求为无热水需求、所述蓄冷需求为有蓄冷需求，且所述室外温度小于预设阈值，则：控制所述第一空调风机、所述第一冷凝风机、所述第一制冷剂泵、所述第二冷凝风机、所述第二制冷剂泵运行，控制所述第一电磁阀、所述第三膨胀阀、所述第三电磁阀和所述第四膨胀阀打开，控制所述第三水阀、所述第四水阀和所述第六水阀打开，并开启第三制冷系统，控制所述第一循环水泵开启，使得所述机房空调运行第一蓄冷模式；若所述制冷需求为无制冷需求、所述热水需求为无热水需求、所述蓄冷需求为有蓄冷需求，且所述室外温度大于等于预设阈值，则：控制所述第一空调风机、所述第一冷凝风机、所述第一压缩机、所述第二冷凝风机、所述第二压缩机运行，控制所述第一电磁阀、所述第三膨胀阀、所述第三电磁阀和所述第四膨胀阀打开，控制所述第三水阀、所述第四水阀和所述第六水阀打开，并开启第三制冷系统，控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏国琰，刘畅，严瀚，肖浩，李秀玲，
申请(专利权)人：维谛技术有限公司，
类型：发明
国别省市：