基于液氮冷源的机房分布式应急制冷系统及节能控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于液氮冷源的机房分布式应急制冷系统及节能控制方法，其包括一次侧应急制冷柜、若干个分布式二次侧应急风冷单元#n、自增压式液氮罐和低温电磁阀；在节能控制方法调控下，自增压式液氮罐的液氮流经低温电磁阀进入一次侧应急制冷柜中的水箱及换热盘管，维持冷却水介质工作在设定温度范围内；水箱中的冷却水介质在水泵的驱动下通过水冷排构成循环回路，动态调节风扇送风量，维持机房环境工作在设定温度范围内。本系统能够在机房断电、空调故障等安全隐患出现时提供分布式应急制冷，维持机房整体环境温度。维持机房整体环境温度。维持机房整体环境温度。

【技术实现步骤摘要】
基于液氮冷源的机房分布式应急制冷系统及节能控制方法


[0001]本专利技术涉及数据中心机房制冷调峰、应急制冷、节能减排
，特别涉及一种基于液氮冷源的机房分布式应急制冷系统及节能控制方法。

技术介绍

[0002]随着信息时代的不断发展，数据中心机房的数量和规模不断扩大，机房服务器的安全运行已经成为行业关注的焦点。数据中心需常年使设备处于较低的环境温度，所以制冷系统的安全可靠性尤为重要。当市政停电、空调故障等原因导致制冷系统不能正常运作时，就需要采取应急制冷措施以保障机房设备的正常运行。
[0003]目前常规应急制冷方案主要包括以下四种：柴油发电机驱动空调制冷、不间断电源驱动空调制冷、干冰蓄冷和冰蓄冷。在常规的方案中，柴油发电机和不间断电源驱动空调制冷应用较为广泛，但这两种方案都必须以机房制冷空调设备可以正常运行为前提条件。一旦机房制冷空调设备出现故障，将无法对服务器机柜进行制冷降温。干冰、冰蓄冷的动态响应性能较差，不能快速、及时响应机房应急制冷需求。同时，目前常规应急制冷方案大多适用于机房的整体降温，能源效率较差，无法针对性地解决设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于液氮冷源的机房分布式应急制冷系统及节能控制方法，其特征在于，包括一次侧应急制冷柜、若干个分布式二次侧应急风冷单元#n、自增压式液氮罐和低温电磁阀；所述一次侧应急制冷柜包括水箱、盘管、进水管、回水管、水温传感器、不间断电源#0和主控制器；所述盘管和所述水温传感器整体浸没于所述水箱冷却水介质中；所述盘管入口与所述低温电磁阀出口相连，所述盘管出口位于机房外界环境；所述低温电磁阀入口与所述自增压式液氮罐的液氮出口相连；所述进水管、所述回水管一侧与所述水箱相连，另一侧与所述二次侧风冷单元#n相连；所述二次侧应急风冷单元#n包括水泵#n、水冷排#n、风扇#n、气温传感器#n、不间断电源#n和子控制器#n；所述水泵#n入口与所述一次侧应急制冷柜的进水管相连，所述水泵#n出口与所述水冷排#n进水口相连；所述水冷排#n出水口与所述一次侧应急制冷柜的回水管相连，进而形成所述水箱的冷却水介质循环回路；所述水冷排#n进风口与所述风扇#n出风口相连，所述水冷排#n出风口位于机房室温空气环境中；所述气温传感器位于机房室温空气环境中；所述节能控制方法包括冷却水介质温度、液氮流量、冷却水介质流量和送风流量四级控制环节；冷却水介质温度控制根据机房环境实时供冷需求功率对冷却水介质工作温度范围进行动态调节；液氮流量控制根据冷却水介质实时工作温度和氮气出口温度对所述低温电磁阀导通时间进行动态调节；冷却水介质流量控制根据机房环境实时供冷需求功率和冷却水介质实时工作温度对所述水泵#n转速进行动态调节；送风流量控制根据机房环境实时供冷需求功率和冷却水介质实时工作温度对所述风扇#n转速进行动态调节；在所述节能控制方法调控下，所述自增压式液氮罐的液氮流经所述低温电磁阀进入所述一次侧应急制冷柜中的所述盘管，与冷却水介质进行换热，进而维持冷却水介质工作在设定温度范围内；在所述节能控制方法调控下，所述水箱中的冷却水介质在所述水泵#n的驱动下流经所述水冷排#n，并动态调节所述风扇#n送风量，与机房环境室温空气介质进行换热，进而维持机房环境工作在设定温度范围内。2.根据权利要求1所述的基于液氮冷源的机房分布式应急制冷系统及节能控制方法，其特征在于，所述一次侧应急制冷柜的工作方法包括如下过程：当所述一次侧应急制冷柜外界供电中断后，所述不间断电源#0启动工作，为所述主控制器、所述水温传感器和所述低温电磁阀进行供电；当所述一次侧应急制冷柜外界供电恢复后，所述不间断电源#0停止工作，进入待机状态。3.根据权利要求1所述的基于液氮冷源的机房分布式应急制冷系统及节能控制方法，其特征在于，所述一次侧应急制冷柜的工作方法包括如下过程：
当所述水温传感器检测到所述水箱的冷却水介质温度大于等于冷却水介质温度上限阈值T
WU
时，所述主控制器发出信号开启所述低温电磁阀；所述自增压式液氮罐的液氮通过所述低温电磁阀输送至所述盘管，与所述水箱的冷却水介质进行换热以降低冷却水介质温度，液氮气化后的常温氮气从所述盘管出口排出；当所述水温传感器检测到所述水箱的冷却水介质温度小于等于冷却水介质温度下限阈值T
WD
时，所述主控制器发出信号关闭所述低温电磁阀，所述自增压式液氮罐的液氮停止进入所述盘管；当所述水温传感器检测到所述水箱的冷却水介质温度介于冷却水介质温度上限阈值T
WU
和下限阈值T
WD
之间时，所述主控制器、所述低温电磁阀和所述自增压式液氮罐保持当前的工作状态不变。4.根据权利要求1所述的基于液氮冷源的机房分布式应急制冷系统及节能控制方法，其特征在于，所述二次侧应急风冷单元#n的工作方法包括如下过程：当所述二次侧应急风冷单元#n外界供电中断后，所述不间断电源#n启动工作，为所述子控制器#n、所述气温传感器#n、所述水泵#n和所述风扇#n进行供电；当所述二次侧应急风冷单元#n...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗巧钰，陈孝元，龚仕蓉，张名顺，赵清华，姜山，曾弋茹，饶鑫，陈镜宇，
申请(专利权)人：四川师范大学，
类型：发明
国别省市：