冷却机组及其控制方法与流程

本发明涉及冷却机组，尤其涉及冷却机组及其控制方法。

背景技术：

1、冷却机组末端一般会连接多个负载，每个负载独立控制，冷却机组主要功能是提供一定流量的冷却液，利用冷却液给负载降温，使负载在恒定温度下长期可靠工作，但是在实际工作过程中，冷却机组末端的负载可能会开启或者关闭，需要冷却机组的制冷量根据负载的变化情况进行调整，以确保向负载提供的冷却液温度不会波动太大。

2、现有技术已出现能够及时响应热负荷变化的冷却系统，该冷却系统包括：水冷机组、冷却流路、第一旁通流路和第二旁通流路。水冷机组包括依次连接的压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，冷却流路包括供液段和回液段，供液段一端与蒸发器的冷却水出水口连接，另一端与负载的供液口连接，回液段一端与负载的回液口连接，另一端与蒸发器的冷却水回水口连接，用于采用与蒸发器换热后的冷却水为负载降温；第一旁通流路，与供液段并联设置，用于将蒸发器的冷却水出水直接旁通至负载的供液口；第二旁通流路，用于将蒸发器的冷却水出水旁通至蒸发器的冷却水回水口。

3、此种旁通管路仅适合单一负载的应用场景，当有多个负载时，若有负载的开关状态发生变化，此时如果将蒸发器流出的低温冷却水或者负载流出的高温冷却水直接旁通至负载的供液口，那么供液口的冷却液温度会迅速偏离设定温度范围，严重影响开关状态未发生变化的已开启负载的工作性能，无法在多负载场景下实现精准控温。

4、因此，如何设计实现变负载精准控温供液的冷却机组及其控制方法是业界亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、为了解决现有冷却系统无法在多负载场景下实现精准控温的缺陷，本发明提出冷却机组及其控制方法，该冷却机组根据负载的开关灵活切换主支路和第一旁通支路的通断状态，供液温度不受负载变化影响，实现在多负载场景下恒温供液。

2、本发明采用的技术方案是，设计冷却机组，包括：冷媒循环回路和冷却液循环回路，冷媒循环回路包含压缩机、冷凝器、节流元件以及蒸发器，冷却液循环回路包含储液箱、供液泵以及并联设置的至少两个负载。每个负载的出口侧均独立连接有主支路和第一旁通支路，主支路的冷却液经过蒸发器送回储液箱，第一旁通支路的冷却液直接送回储液箱，负载的开关状态发生变化之后切换主支路和第一旁通支路的通断状态。

3、进一步的，冷却机组还包括：第二旁通支路和循环泵，循环泵的进口侧连接储液箱，循环泵的出口侧通过第二旁通支路连接到蒸发器的冷却液进口侧；所有负载均关闭时开启第二旁通支路和循环泵。

4、进一步的，冷却机组还包括：第三旁通支路和循环泵，循环泵的进口侧连接储液箱，循环泵的出口侧通过第三旁通支路连接到储液箱；储液箱内的实际液温超出目标温度范围时开启第三旁通支路和循环泵。

5、进一步的，循环泵的进口侧设有伸入储液箱中部的循环进液管，蒸发器的冷却液出口侧设有伸入储液箱上部的第一出液管，第三旁通支路的出口侧设有伸入储液箱上部的第二出液管。

6、进一步的，目标温度范围为供液温度±设定偏差，供液温度为负载进口侧的检测温度，实际液温为循环泵进口侧的检测温度。

7、进一步的，第一出液管和第二出液管分别均布有出液孔，且第一出液管和第二出液管的出液方向相对设置。

8、进一步的，储液箱内安装有电加热装置，电加热装置位于循环进液管的上方。

9、进一步的，负载的进口侧和第一旁通支路的出口侧均连接到储液箱的下部。

10、本发明还提出了冷却机组的控制方法，控制方法应用于上述的冷却机组，包括：判断是否有负载的开关状态发生变化，若是，则调节压缩机的运行频率，根据负载的开关切换主支路和第一旁通支路的通断状态。

11、进一步的，在判定有负载的开关状态发生变化之后，确定负载的变化类型，当有已开启的负载被关闭时，执行压缩机降频策略，延时断开负载的主支路、接通负载的第一旁通支路；当有已关闭的负载被开启时，执行压缩机升频策略，即时接通负载的主支路、断开负载的第一旁通支路。

12、进一步的，压缩机降频策略包括：

13、获取当前已开启的负载的发热量q，根据发热量q计算压缩机的第一目标频率；

14、计算压缩机从当前运行频率降低至第一目标频率的时间段t内产生的多余冷量△q；

15、开启储液箱内的电加热装置，控制电加热装置在时间段t内输出的加热量与多余冷量△q相同。

16、进一步的，压缩机升频策略包括：

17、获取当前已开启的负载的发热量q，根据发热量q计算压缩机的第二目标频率；

18、将压缩机从当前运行频率提升至第二目标频率。

19、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

20、1、负载的出口侧设计有主支路和第一旁通支路，在负载关闭之后其对应的主支路关断、第一旁通支路接通，流经该负载的低温冷却液直接补充到水箱中，在负载开启时其对应的主支路接通、第一旁通支路关断，流经该负载的高温冷却液经过蒸发器降温再送回水箱中，供液温度不受负载变化影响，从而实现多负载场景下的恒温供液；

21、2、储液箱设计有第二旁通支路和循环泵，在所有负载均关闭时利用第二旁通支路和循环泵使得冷却水在储液箱和蒸发器之间循环，维持储液箱内的冷却液处于低温状态，等待负载开启时迅速供应。

22、3、储液箱设计有第三旁通支路和循环泵，在储液箱内的冷却液温度出现明显不均时利用第三旁通支路和循环泵使得冷却液更好的混合，让储液箱内部液体温度快速达到均衡状态；

23、4、在有已开启的负载被关闭时执行压缩机降频策略，在有已关闭的负载被开启时执行压缩机升频策略，根据负载的发热特性设计对应的压缩机控制策略，实现精准控温。

24、附图说明

25、下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：

26、图1是本发明冷却机组的结构示意图；

27、图2是本发明满负载运行的冷却液流向示意图；

28、图3是本发明部分负载关闭的冷却液流向示意图；

29、图4是本发明所有负载均关闭的冷却液流向示意图；

30、图5是本发明第三旁通支路接通时的冷却液流向示意图；

31、图6是本发明控制方法的流程示意图；

技术特征：

1.冷却机组，包括：冷媒循环回路和冷却液循环回路，所述冷媒循环回路包含压缩机、冷凝器、节流元件以及蒸发器，所述冷却液循环回路包含储液箱、供液泵以及并联设置的至少两个负载；

2.根据权利要求1所述冷却机组，其特征在于，还包括：第二旁通支路和循环泵，所述循环泵的进口侧连接所述储液箱，所述循环泵的出口侧通过所述第二旁通支路连接到所述蒸发器的冷却液进口侧；所有所述负载均关闭时开启所述第二旁通支路和所述循环泵。

3.根据权利要求1所述的冷却机组，其特征在于，还包括：第三旁通支路和循环泵，所述循环泵的进口侧连接所述储液箱，所述循环泵的出口侧通过第三旁通支路连接到所述储液箱；所述储液箱内的实际液温超出目标温度范围时开启所述第三旁通支路和所述循环泵。

4.根据权利要求3所述的冷却机组，其特征在于，所述循环泵的进口侧设有伸入所述储液箱中部的循环进液管，所述蒸发器的冷却液出口侧设有伸入所述储液箱上部的第一出液管，所述第三旁通支路的出口侧设有伸入所述储液箱上部的第二出液管。

5.根据权利要求4所述的冷却机组，其特征在于，所述目标温度范围为供液温度±设定偏差，所述供液温度为所述负载进口侧的检测温度，所述实际液温为所述循环泵进口侧的检测温度。

6.根据权利要求4所述的冷却机组，其特征在于，所述第一出液管和所述第二出液管分别均布有出液孔，且所述第一出液管和所述第二出液管的出液方向相对设置。

7.根据权利要求4所述的冷却机组，其特征在于，所述储液箱内安装有电加热装置，所述电加热装置位于所述循环进液管的上方。

8.根据权利要求1至7任一项所述的冷却机组，其特征在于，所述负载的进口侧和所述第一旁通支路的出口侧均连接到所述储液箱的下部。

9.冷却机组的控制方法，所述控制方法应用于权利要求1至8任一项所述的冷却机组，其特征在于，所述控制方法包括：判断是否有负载的开关状态发生变化，若是，则调节所述压缩机的运行频率，根据负载的开关切换所述主支路和所述第一旁通支路的通断状态。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述压缩机降频策略包括：

12.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述压缩机升频策略包括：

技术总结本发明公开了冷却机组及其控制方法，冷却机组包括：冷媒循环回路和冷却液循环回路，冷媒循环回路包含压缩机、冷凝器、节流元件以及蒸发器，冷却液循环回路包含储液箱、供液泵以及并联设置的至少两个负载。每个负载的出口侧均独立连接有主支路和第一旁通支路，主支路的冷却液经过蒸发器送回储液箱，第一旁通支路的冷却液直接送回储液箱，在负载关闭之后其对应的主支路关断、第一旁通支路接通，在负载开启时其对应的主支路接通、第一旁通支路关断。本发明根据负载的开关灵活切换主支路和第一旁通支路的通断状态，供液温度不受负载变化影响，实现在多负载场景下恒温供液。技术研发人员：杨经良,张龙爱,黄章义受保护的技术使用者：珠海格力电器股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18