一种自然冷却装置及其控制方法、控制装置与流程

1.本发明涉及自然冷却技术领域，更具体地，涉及一种自然冷却装置及其控制方法、控制装置、电子设备、存储介质。


背景技术：

2.自然冷却是利用室外温度较低的时候，制冷系统不使用或部分使用机械制冷进行冷却，当制冷系统不使用机械制冷进行冷却时，为完全自然冷却，当制冷系统部分使用机械制冷进行冷却时，结合部分自然冷却，能够达到节能的目的。具体地，在室外气温较低的时候，可以利用闭式冷却塔/干冷器的散热能力，实现水侧完全自然冷却，或者通过闭式冷却塔/干冷器和水冷冷机联合使用进行部分自然冷却，即，冷冻水回水经过闭式冷却塔/干冷器进行一部分预冷，水冷冷机机械制冷进行一部分补冷。
3.如在中国申请的专利“一种基于闭式冷却塔与冷水机组联合使用的冷却装置”(公开日2019.11.29，公开号cn110513900a)所公开的技术方案，采用闭式冷却塔和冷水机组联合，实现机械制冷、部分自然冷却和完全自然冷却三种模式自由切换运行。
4.但是，该技术方案中，在部分自然冷却模式下，经闭式冷却塔冷却后流出的冷却水在经过冷却泵之后，由冷却水泵提供动力，流过阀门v4到蒸发器，在蒸发器内降温后流出供给末端，在末端与用冷设备进行热交换后温度升高，由冷冻水泵提供动力流过阀门v3进入冷凝器，在冷凝器内升温后流出，回到闭式冷却塔，这过程中阀门v1关闭或调节，若阀门v1关闭，则冷却泵和冷冻泵是串联关系，在串联回路中流量是一致的，而冷却泵和冷冻泵的流量、扬程选型通常都是根据机械制冷模式下的运行要求来选型，因此通常不一样，若是串联使用，水泵不能改变流量，只能改变扬程，会使得水流量和压力不均衡。若靠阀门v1调节，其控制难度非常大。而在完全自然冷却模式下，阀门v1、v2关闭，v3、v4、v5、v6形成闭式冷却塔、冷却泵、末端、冷冻泵之间的串联回路，也存在水流量和压力不均衡的情况。
5.可见，现有技术中自然冷却装置在自然冷却时水流量和压力不够均衡。


技术实现要素：

6.本发明为克服上述现有技术所述的缺陷，提供一种自然冷却装置及其控制方法、控制装置、电子设备、存储介质，能够使得自然冷却时水流量和压力达到均衡。
7.为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
8.本发明实施例第一方面公开一种自然冷却装置，包括闭式冷却塔201、冷却泵202、水冷冷机203、冷冻泵204、制冷回路205、以及第一阀门v1、第二阀门v2、第三阀门v3、第四阀门v4，所述水冷冷机203包括蒸发器2031和冷凝器2032，由所述闭式冷却塔201、所述冷却泵202和所述冷凝器2032串联连接构成的回路作为第一回路，由所述制冷回路205、所述冷冻泵204、所述第二阀门v2和所述蒸发器2031串联连接构成的回路作为第二回路，在所述冷冻泵204的出口端与所述冷凝器2032的出口端之间连接设有第一旁路，所述第一阀门v1安装在所述第一旁路上，在所述冷却泵202的入口端与所述蒸发器2031的入口端之间连接设有
第二旁路，所述第三阀门v3安装在所述第二旁路上，所述第二阀门v2安装在所述第一旁路与所述第二旁路之间，在所述蒸发器2031的入口端和出口端并联接有第三旁路，所述第四阀门v4安装在所述第三旁路上。
9.本发明实施例第二方面公开一种冷却控制方法，包括：
10.获取室外温度；
11.若所述室外温度小于预设的第一温度阈值，控制第一方面公开的自然冷却装置运行完全自然冷却模式；
12.若所述室外温度大于或等于所述第一温度阈值，且小于预设的第二温度阈值，控制自然冷却装置运行部分自然冷却模式；
13.若所述室外温度大于或等于所述第二温度阈值，控制自然冷却装置运行机械制冷模式。
14.进一步地，在运行完全自然冷却模式时，控制第一阀门v1、第三阀门v3和第四阀门v4开启，以及控制第二阀门v2、水冷冷机203和冷却泵202关闭。
15.进一步地，在运行部分自然冷却模式时，控制第一阀门v1、第三阀门v3和水冷冷机203开启，以及控制第二阀门v2和第四阀门v4关闭，以及控制冷却泵202开启并变频调节至第一旁路与第二旁路的流量相等。
16.进一步地，在运行机械制冷模式时，控制第一阀门v1、第三阀门v3和第四阀门v4关闭，以及控制第二阀门v2、水冷冷机203和冷却泵202开启。
17.本发明实施例第三方面公开一种冷却控制装置，包括：
18.获取单元，用于获取室外温度；
19.第一控制单元，用于在所述室外温度小于预设的第一温度阈值时，控制第一方面公开的自然冷却装置运行完全自然冷却模式；
20.第二控制单元，用于在所述室外温度大于或等于所述第一温度阈值且小于第二温度阈值时，控制自然冷却装置运行部分自然冷却模式；
21.第三控制单元，用于在所述室外温度大于或等于所述第二温度阈值时，控制自然冷却装置运行机械制冷模式。
22.进一步地，所述第一控制单元，具体用于在运行完全自然冷却模式时，控制第一阀门v1、第三阀门v3和第四阀门v4开启，以及控制第二阀门v2、水冷冷机203和冷却泵202关闭。
23.进一步地，所述第二控制单元，具体用于在运行部分自然冷却模式时，控制第一阀门v1、第三阀门v3和水冷冷机203开启，以及控制第二阀门v2和第四阀门v4关闭，以及控制冷却泵202开启并变频调节至第一旁路与第二旁路的流量相等。
24.进一步地，所述第三控制单元，具体用于在运行机械制冷模式时，控制第一阀门v1、第三阀门v3和第四阀门v4关闭，以及控制第二阀门v2、水冷冷机203和冷却泵202开启。
25.本发明实施例第四方面公开一种电子设备，包括：
26.存储有可执行程序代码的存储器；
27.与所述存储器连接的处理器；
28.所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，用于执行本发明实施例第二方面公开的一种冷却控制方法。
29.本发明实施例第五方面公开一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行本发明实施例第二方面公开的一种冷却控制方法。所述计算机可读存储介质包括rom/ram、磁盘或光盘等。
30.与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：本发明公开一种自然冷却装置及其控制方法、控制装置、电子设备、存储介质，在根据室外温度实现不同冷却模式切换的前提下，通过在运行部分自然冷却时打开第三阀门，使得冷却泵和冷冻泵为并联关系，以及在运行完全自然冷却时关闭冷却泵，进而能够在自然冷却时避免冷却泵与冷冻泵形成串联关系，进而使得自然冷却时水流量和压力达到均衡。除此之外，将第三阀门设在冷却泵的入口端，可以使得冷却水在进入冷却泵之前就旁通流至蒸发器，以及，在完全自然冷却时关闭冷却泵，可以降低自然冷却时水流量和压力的控制难度。
附图说明
31.图1为本发明实施例公开的一种冷却控制方法的流程图。
32.图2为本发明实施例公开的一种自然冷却装置的示意图。
33.图3为本发明实施例公开的一种自然冷却装置完全自然冷却时的示意图。
34.图4为本发明实施例公开的一种自然冷却装置部分自然冷却时的示意图
35.图5为本发明实施例公开的一种自然冷却装置机械制冷时的示意图。
36.图6为本发明实施例公开的一种冷却控制装置的示意图。
37.图7为本发明实施例公开的一种电子设备的结构示意图。
38.其中：201、闭式冷却塔；202、冷却泵；203、水冷冷机；204、冷冻泵；205、制冷回路；v1、第一阀门；v2、第二阀门；v3、第三阀门；v4、第四阀门；601、获取单元；602、第一控制单元；603、第二控制单元；604、第三控制单元；701、存储器；702、处理器。
具体实施方式
39.附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
40.下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
41.实施例1
42.如图1所示，本实施例提供一种冷却控制方法，包括如下步骤：
43.s1：获取室外温度。
44.其中，可以通过温度传感器对室外的温度进行实时检测，进而动态地根据室外温度控制自然冷却装置以不同的冷却模式进行冷却，进而可以节省电能。
45.s2：判断室外温度是否小于预设的第一温度阈值。若是，执行步骤s3；否则，执行步骤s4。
46.s3：控制自然冷却装置运行完全自然冷却模式。
47.请一并参阅图2，图2为本发明实施例公开的一种自然冷却装置的示意图，如图2所示，该自然冷却装置包括闭式冷却塔201、冷却泵202、水冷冷机203、冷冻泵204、制冷回路205以及第一阀门v1、第二阀门v2、第三阀门v3、第四阀门v4，水冷冷机203包括通过管道连接的蒸发器2031和冷凝器2032，由闭式冷却塔201、冷却泵202和冷凝器2032串联连接构成的回路作为第一回路，由制冷回路205、冷冻泵204、第二阀门v2和蒸发器2031串联连接构成
的回路作为第二回路，在冷冻泵204的出口端与冷凝器2032的出口端之间连接设有第一旁路，第一阀门v1安装在第一旁路上，在冷却泵202的入口端与蒸发器2031的入口端之间连接设有第二旁路，第三阀门v3安装在第二旁路上，第二阀门v2安装在第一旁路与第二旁路之间，在蒸发器2031的入口端和出口端并联接有第三旁路，第四阀门v4安装在第三旁路上。其中，闭式冷却塔201也可以替换成干冷器。可选地，针对该自然冷却装置在不同冷却模式下的控制逻辑可以参照下表1所示。
48.表1不同冷却模式下的控制逻辑一览表
49.室外温度t冷却模式v1v2v3v4水冷冷机冷却泵t《t1完全自然冷却开启关闭开启开启关闭关闭t1≤t《t2部分自然冷却开启关闭开启关闭开启开启t2≤t机械制冷关闭开启关闭关闭开启开启
50.如表1及图3所示，可选地，步骤s3具体可以包括：控制自然冷却装置的第一阀门v1、第三阀门v3和第四阀门v4开启，以及控制第二阀门v2、水冷冷机203和冷却泵202关闭，以使自然冷却装置运行完全自然冷却模式。
51.在该完全自然冷却模式下，第二阀门v2、冷却泵202和水冷冷机203呈关闭状态，第一阀门v1、第三阀门v3和第四阀门v4均呈开启状态，水冷冷机203处于旁通状态，闭式冷却塔201、第三阀门v3、第四阀门v4、制冷回路205、冷冻泵204和第一阀门v1构成串联回路，冷冻水回路完全使用闭式冷却塔201自然冷却。其中，经闭式冷却塔201冷却后流出的冷却水，通过第三阀门v3和第四阀门v4直接供给制冷回路205，在制冷回路205进行热交换后温度升高，由冷冻泵204提供动力，通过第一阀门v1直接回到闭式冷却塔201进行完全自然冷却，如此循环。
52.s4：判断室外温度是否小于预设的第二温度阈值。若是，执行步骤s5；否则，执行步骤s6。
53.其中，第一温度阈值t1小于第二温度阈值t2，其分别可以是预先设定的具体数值，如14℃、22℃等。
54.s5：控制自然冷却装置运行部分自然冷却模式。
55.如表1及图4所示，可选地，步骤s5具体可以包括：控制自然冷却装置的第一阀门v1、第三阀门v3和水冷冷机203开启，以及控制第二阀门v2和第四阀门v4关闭，以及控制冷却泵202开启并变频调节至第一旁路与第二旁路的流量相等，以使自然冷却装置运行部分自然冷却模式。
56.在该部分自然冷却模式时，第一阀门v1和第三阀门v3呈开启状态，第二阀门v2和第四阀门v4呈关闭状态，水冷冷机203和冷却泵202呈开启状态，水冷冷机203根据制冷容量调整补冷容量，冷却泵202用于变频调节以使第一旁路与第二旁路的流量相等。其中经闭式冷却塔201冷却后流出的冷却水在进入冷却泵202之前就分流，一部分流过冷却泵202，由冷却泵202提供动力，流到冷凝器2032后回到闭式冷却塔201，另一部分通过第三阀门v3到蒸发器2031，在蒸发器2031内降温后流出供给制冷回路205，在制冷回路205中进行热交换变热后回流的冷冻水，由冷冻泵204提供动力，通过第一阀门v1进入闭式冷却塔201进行预冷后，然后通过第三阀门v3到蒸发器2031，如此循环。
57.可选地，第一旁路与第二旁路上分别设有用于检测流量的流量计，因此可以根据
流量计检测到的流量值，调节冷却泵202的频率，以控制冷却水进入冷凝器2032的流量，以使第一旁路与第二旁路的流量相等，进而可以保障冷冻水回路的进水流量和出水流量一致，使得自然冷却时水流量和压力达到均衡。
58.s6：控制自然冷却装置运行机械制冷模式。
59.如表1及图5所示，可选地，步骤s6具体包括：控制自然冷却装置的第一阀门v1、第三阀门v3和第四阀门v4关闭，以及控制第二阀门v2、水冷冷机203和冷却泵202开启，以使自然冷却装置运行机械制冷模式。
60.在该机械制冷模式下，第二阀门v2呈开启状态，第一阀门v1、第三阀门v3和第四阀门v4均呈关闭状态，水冷冷机203和冷却泵202均呈开启状态，水冷冷机203的运行容量根据热负荷情况而定，最大可以100％容量运行。经闭式冷却塔201冷却后流出的冷却水，由冷却泵202提供动力，流到冷凝器2032，在冷凝器2032内通过热交换带走冷媒热量而温度升高，出冷凝器2032后直接回到闭式冷却塔201进行冷却，如此循环。以及，经制冷回路205热交换变热后回流的冷冻水，由冷冻泵204提供动力，流过第二阀门v2到蒸发器2031，在蒸发器2031内通过热交换被冷媒蒸发带走热量而温度降低，出蒸发器2031后供给制冷回路205，如此循环。
61.需要说明的是，通常是依据机械制冷模式的运行要求对冷却泵和冷冻泵进行选型。举例来说，在选型时，假设冷却水流量为120m3，冷凝器和闭式冷却塔压降均为120kpa，冷却水管路的压降为60kpa，那么冷却泵通常选型为120m3流量；30m/300kpa扬程，另外，假设冷冻水流量100m3，冷凝器和制冷回路的压降均为100kpa，冷冻水管路的压降为50kpa，那么冷冻泵通常选型为100m3流量；25m/250kpa扬程。而在运行自然冷却时，若采取现有技术中的冷却泵和冷冻泵形成串联回路的方式，水流量只需要100m3，压降却是120+60+100+50＝330(kpa)，即需要扬程为30m/300kpa。在这种情况下，冷却泵和冷冻泵的水流量和压力势必不均衡，并且控制起来很复杂，难度非常大。
62.因此，实施本实施例提供的一种冷却控制方法，在根据室外温度实现不同冷却模式切换的前提下，通过在运行部分自然冷却时打开第三阀门，使得冷却泵和冷冻泵为并联关系，以及在运行完全自然冷却时关闭冷却泵，进而能够在自然冷却时避免冷却泵与冷冻泵形成串联关系，进而使得自然冷却时水流量和压力达到均衡。除此之外，将第三阀门设在冷却泵的入口端，可以使得冷却水在进入冷却泵之前就旁通流至蒸发器，以及，在完全自然冷却时关闭冷却泵，可以降低自然冷却时水流量和压力的控制难度。
63.实施例2
64.如图6所示，本实施例提供一种冷却控制装置，包括获取单元601、第一控制单元602、第二控制单元603和控制单元604，其中：
65.获取单元601，用于获取室外温度；
66.第一控制单元602，用于在室外温度小于预设的第一温度阈值时，控制实施例1公开的自然冷却装置运行完全自然冷却模式.
67.第二控制单元603，用于在室外温度大于或等于第一温度阈值且小于第二温度阈值时，控制自然冷却装置运行部分自然冷却模式。
68.第三控制单元604，用于在室外温度大于或等于第二温度阈值时，控制自然冷却装置运行机械制冷模式。
69.其中，自然冷却装置请参照实施例1的详细描述，在此不作赘述。
70.可选地，第一控制单元602，具体用于在运行完全自然冷却模式时，控制第一阀门v1、第三阀门v3和第四阀门v4开启，以及控制第二阀门v2、水冷冷机203和冷却泵202关闭。
71.可选地，第二控制单元603，具体用于在运行部分自然冷却模式时，控制第一阀门v1、第三阀门v3和水冷冷机203开启，以及控制第二阀门v2和第四阀门v4关闭，以及控制冷却泵202开启并变频调节至第一旁路与第二旁路的流量相等。
72.可选地，第三控制单元604，具体用于在运行机械制冷模式时，控制第一阀门v1、第三阀门v3和第四阀门v4关闭，以及控制第二阀门v2、水冷冷机203和冷却泵202开启。
73.本实施例提供一种冷却控制装置，在根据室外温度实现不同冷却模式切换的前提下，通过在运行部分自然冷却时打开第三阀门，使得冷却泵和冷冻泵为并联关系，以及在运行完全自然冷却时关闭冷却泵，进而能够在自然冷却时避免冷却泵与冷冻泵形成串联关系，进而使得自然冷却时水流量和压力达到均衡。除此之外，将第三阀门设在冷却泵的入口端，可以使得冷却水在进入冷却泵之前就旁通流至蒸发器，以及，在完全自然冷却时关闭冷却泵，可以降低自然冷却时水流量和压力的控制难度。
74.实施例3
75.如图7所示，本实施例提供一种电子设备，包括：
76.存储有可执行程序代码的存储器701；
77.与存储器701连接的处理器702；
78.其中，处理器702调用存储器701中存储的可执行程序代码，执行上述实施例1中描述的冷却控制方法。
79.本发明实施例还公开一种计算机可读存储介质，其存储计算机程序，其中，该计算机程序使得计算机执行上述实施例1中描述的冷却控制方法。
80.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.一种自然冷却装置，包括闭式冷却塔(201)、冷却泵(202)、水冷冷机(203)、冷冻泵(204)、制冷回路(205)、以及第一阀门(v1)、第二阀门(v2)、第三阀门(v3)、第四阀门(v4)，所述水冷冷机(203)包括通过管道连接的蒸发器(2031)和冷凝器(2032)，由所述闭式冷却塔(201)、所述冷却泵(202)和所述冷凝器(2032)串联连接构成的回路作为第一回路，由所述制冷回路(205)、所述冷冻泵(204)、所述第二阀门(v2)和所述蒸发器(2031)串联连接构成的回路作为第二回路，其特征在于，在所述冷冻泵(204)的出口端与所述冷凝器(2032)的出口端之间连接设有第一旁路，所述第一阀门(v1)安装在所述第一旁路上，在所述冷却泵(202)的入口端与所述蒸发器(2031)的入口端之间连接设有第二旁路，所述第三阀门(v3)安装在所述第二旁路上，所述第二阀门(v2)安装在所述第一旁路与所述第二旁路之间，在所述蒸发器(2031)的入口端和出口端并联接有第三旁路，所述第四阀门(v4)安装在所述第三旁路上。2.一种冷却控制方法，其特征在于，包括：获取室外温度；若所述室外温度小于预设的第一温度阈值，控制权利要求1所述的自然冷却装置运行完全自然冷却模式；若所述室外温度大于或等于所述第一温度阈值，且小于预设的第二温度阈值，控制所述自然冷却装置运行部分自然冷却模式；若所述室外温度大于或等于所述第二温度阈值，控制所述自然冷却装置运行机械制冷模式。3.根据权利要求2所述的一种冷却控制方法，其特征在于，在运行完全自然冷却模式时，控制第一阀门(v1)、第三阀门(v3)和第四阀门(v4)开启，以及控制第二阀门(v2)、水冷冷机(203)和冷却泵(202)关闭。4.根据权利要求2所述的一种冷却控制方法，其特征在于，在运行部分自然冷却模式时，控制第一阀门(v1)、第三阀门(v3)和水冷冷机(203)开启，以及控制第二阀门(v2)和第四阀门(v4)关闭，以及控制冷却泵(202)开启并变频调节至第一旁路与第二旁路的流量相等。5.根据权利要求2所述的一种冷却控制方法，其特征在于，在运行机械制冷模式时，控制第一阀门(v1)、第三阀门(v3)和第四阀门(v4)关闭，以及控制第二阀门(v2)、水冷冷机(203)和冷却泵(202)开启。6.一种冷却控制装置，其特征在于，包括：获取单元，用于获取室外温度；第一控制单元，用于在所述室外温度小于预设的第一温度阈值时，控制权利要求1所述的自然冷却装置运行完全自然冷却模式；第二控制单元，用于在所述室外温度大于或等于所述第一温度阈值且小于第二温度阈值时，控制所述自然冷却装置运行部分自然冷却模式；第三控制单元，用于在所述室外温度大于或等于所述第二温度阈值时，控制所述自然冷却装置运行机械制冷模式。7.根据权利要求6所述的一种冷却控制装置，其特征在于，所述第一控制单元，具体用于在运行完全自然冷却模式时，控制第一阀门(v1)、第三阀门(v3)和第四阀门(v4)开启，以
及控制第二阀门(v2)、水冷冷机(203)和冷却泵(202)关闭。8.根据权利要求6所述的一种冷却控制装置，其特征在于，所述第二控制单元，具体用于在运行部分自然冷却模式时，控制第一阀门(v1)、第三阀门(v3)和水冷冷机(203)开启，以及控制第二阀门(v2)和第四阀门(v4)关闭，以及控制冷却泵(202)开启并变频调节至第一旁路与第二旁路的流量相等，以使所述自然冷却装置运行部分自然冷却模式。9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储有可执行程序代码的存储器；与所述存储器连接的处理器；所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，用于执行权利要求2至5任一项所述的一种冷却控制方法。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行权利要求2至5任一项所述的一种冷却控制方法。

技术总结
本发明公开一种自然冷却装置及其控制方法、控制装置、电子设备、存储介质，在根据室外温度实现不同冷却模式切换的前提下，通过在运行部分自然冷却时打开第三阀门V3，使得冷却泵202和冷冻泵204为并联关系，以及在运行完全自然冷却时关闭冷却泵202，进而能够在自然冷却时避免冷却泵202与冷冻泵204形成串联关系，进而使得自然冷却时水流量和压力达到均衡。而使得自然冷却时水流量和压力达到均衡。而使得自然冷却时水流量和压力达到均衡。


技术研发人员：ꢀ(74)专利代理机构
受保护的技术使用者：周雅娟
技术研发日：2020.11.23
技术公布日：2022/5/25