RU2684346C1 - Способ управления для устройства для охлаждения шкафа с электрооборудованием - Google Patents
Способ управления для устройства для охлаждения шкафа с электрооборудованием Download PDFInfo
- Publication number
- RU2684346C1 RU2684346C1 RU2017137780A RU2017137780A RU2684346C1 RU 2684346 C1 RU2684346 C1 RU 2684346C1 RU 2017137780 A RU2017137780 A RU 2017137780A RU 2017137780 A RU2017137780 A RU 2017137780A RU 2684346 C1 RU2684346 C1 RU 2684346C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cabinet
- electrical equipment
- temperature
- cooling
- cooling power
- Prior art date
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 108
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 30
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 7
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims description 6
- 239000012072 active phase Substances 0.000 claims description 5
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000003570 air Substances 0.000 claims 6
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 claims 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 abstract 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 240000006240 Linum usitatissimum Species 0.000 description 1
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/20709—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for server racks or cabinets; for data centers, e.g. 19-inch computer racks
- H05K7/20836—Thermal management, e.g. server temperature control
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/2029—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures
- H05K7/20381—Thermal management, e.g. evaporation control
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
- G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/1919—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/20009—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a gaseous coolant in electronic enclosures
- H05K7/20136—Forced ventilation, e.g. by fans
- H05K7/20172—Fan mounting or fan specifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/20009—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a gaseous coolant in electronic enclosures
- H05K7/20209—Thermal management, e.g. fan control
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/2029—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures
- H05K7/20336—Heat pipes, e.g. wicks or capillary pumps
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/2029—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures
- H05K7/20354—Refrigerating circuit comprising a compressor
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/20536—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for racks or cabinets of standardised dimensions, e.g. electronic racks for aircraft or telecommunication equipment
- H05K7/207—Thermal management, e.g. cabinet temperature control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу управления для устройства для охлаждения шкафа с электрооборудованием, оснащенного холодильной машиной и сетью тепловых трубок. Способ включает измерение текущей температуры внутри шкафа с электрооборудованием и определение целевого значения для температуры внутри шкафа с электрооборудованием, причем указанная температура внутри шкафа с электрооборудованием и целевая температура являются входными сигналами для регулятора для задействования охлаждающего устройства шкафа с электрооборудованием, при этом данный регулятор формирует выходной сигнал на определение регулируемых параметров холодильной машины. Следующий шаг - определение управляющего сигнала регулятора в качестве измеряемого параметра, пропорционального соответствующему текущему значению требуемой мощности охлаждения. Следующий шаг - измерение температуры воздуха, окружающего шкаф с электрообрудованием, и определение соответствующей энергетической эффективности для холодильной машины и сети тепловых трубок в случаях, когда требуемая мощность охлаждения должна обеспечиваться холодильной машиной, либо в случаях, когда требуемая мощность охлаждения должна обеспечиваться сетью тепловых трубок. Следующий шаг - выбор и задействование из этих двух контуров циркуляции хладоагента такого контура, который сможет обеспечить мощность охлаждения наиболее энергетически эффективно. В результате повышается эффективность управления. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к способу управления для устройства для охлаждения шкафа с электрооборудованием, содержащего первый контур циркуляции хладоагента с холодильной машиной, и отдельный второй контур циркуляции хладоагента с сетью тепловых трубок, в котором воздух, окружающий шкаф с электрооборудованием, для отвода тепла проходит через внешний контур циркуляции устройства охлаждения шкафа с электрооборудованием, а охлаждаемый воздух из внутренней части охлаждаемого шкафа с электрооборудованием проходит через внутренний контур циркуляции устройства для охлаждения шкафа с электрооборудованием. Конструкция шкафа с электрооборудованием, предусматривающая подобное устройство для охлаждения шкафа с электрооборудованием, известна, например, из патентного документа DE 102012108110 А1.
Для обеспечения энергосберегающего функционирования подобного устройства для охлаждения шкафа с электрооборудованием, в той или иной рабочей точке требуется выбрать из двух контуров циркуляции хладоагента такой контур, который наиболее эффективно сможет обеспечить требуемую мощность охлаждения. С одной стороны, это требует знания требуемой мощности охлаждения, а именно мощности охлаждения, необходимой для поддержания температуры внутри шкафа с электрооборудованием на заданном уровне. С другой стороны, производительность или характерное значение энергетической эффективности соответствующего контура циркуляции хладоагента в момент, когда он должен обеспечивать требуемую в данный момент мощность охлаждения, должны определяться в соответствующей рабочей точке.
В устройствах для охлаждения шкафа с электрооборудованием, известных из уровня техники, которые, например, основаны исключительно на принципе работы холодильной машины, и при условиях, когда требуемая мощность охлаждения и энергетическая эффективность холодильной машины неизвестны, обычно холодильная машина эксплуатируется с заранее заданной скоростью независимо от фактически требуемой мощности охлаждения, например, на максимальной скорости работы компрессора, при которой ожидается, что машина достигает своей наивысшей средней энергетической эффективности за срок службы деталей. Кроме того, эксплуатация компрессора на максимальной скорости обеспечивает компенсацию скачков в требуемой мощности охлаждения. Напротив, эксплуатация холодильной машины при повышенной производительности компрессора приводит к тому, что холодильная машина вынуждена работать в цикличном режиме, при котором температура внутри шкафа с электрооборудованием представлена гистерезисом между верхним и нижним предельными значениями вблизи целевой температуры. Такой вариант обладает недостатками, особенно в сравнении с идеальной ситуацией, при которой холодильная машина обеспечивает мощность охлаждения, более или менее точно соответствующую требуемой мощности охлаждения.
Задачей изобретения является обеспечить способ управления для устройства для охлаждения шкафа с электрооборудованием, оснащенного холодильной машиной и сетью тепловых трубок, который в любой рабочей точке позволяет делать оптимальный выбор между первым и вторым контуром циркуляции хладоагента на основе показаний энергетической эффективности.
В соответствии с данным изобретением решением данной задачи является способ, обладающий признаками по пункту 1 формулы изобретения. Тем не менее, зависимые пункты формулы изобретения относятся к предпочтительным вариантам осуществления изобретения.
В соответствии с настоящим изобретением способ включает следующие шаги:
- Непрерывное или периодическое измерение текущей температуры Ti внутри шкафа с электрооборудованием и определение целевого значения для температуры Ti внутри шкафа с электрооборудованием, причем указанная текущая температура Ti внутри шкафа с электрооборудованием и целевая температура являются входными сигналами для регулятора для задействования охлаждающего устройства шкафа с электрооборудованием, при этом данный регулятор формирует выходной сигнал на определение регулируемых параметров холодильной машины в зависимости от указанных входных сигналов;
- Определение сигнала регулятора в качестве измеряемого параметра, пропорционального соответствующему текущему значению требуемой мощности Р охлаждения, являющейся мощностью, требуемой для поддержания постоянной температуры Ti внутри шкафа с электрооборудованием, как целевой температуры;
- Непрерывное или периодическое измерение текущей температуры Tu внутри шкафа с электрооборудованием и определение соответствующей энергетической эффективности или характерного параметра для первого и второго контура циркуляции хладоагента для измеренных значений температуры Ti, Tu и этом целевом значении температуры с использованием характеристик устройства для первого и второго контура циркуляции хладоагента в случае, когда требуемая мощность охлаждения должна быть обеспечена первым контуром циркуляции хладоагента, либо в случае, когда требуемая мощность охлаждения должна быть обеспечена сетью тепловых трубок; и
- Выбор и задействование из этих двух контуров циркуляции хладоагента такого контура, который сможет обеспечить мощность охлаждения наиболее энергетически эффективно.
Таким образом, данное изобретение основывается на той идее, что температура воздуха, окружающего шкаф с электрооборудованием, определяется в качестве дополнительного измеряемого параметра, и пара из температуры внутри шкафа с электрооборудованием и температуры воздуха, окружающего шкаф с электрооборудованием, используется для оптимального выбора между двумя контурами циркуляции хладоагента для известной оценочной требуемой мощности охлаждения. Оценка требуемой мощности охлаждения основывается на логическом обосновании, что регулятор выдает управляющие сигналы на определение регулируемых параметров холодильной машины для управления охлаждающим устройством шкафа с электрооборудованием, как функцией от целевой температуры и температуры внутри шкафа с электрооборудованием, причем эти сигналы пропорциональны требуемой мощности охлаждения. Если регулятор является, например, регулятором для управления холодильной машиной, например, ПИД-регулятором (пропорционально-интегрально-дифференцирующим регулятором), такой регулятор предусматривает, по крайней мере, один регулируемый параметр для скорости вращения вентиляторов холодильной машины для транспортировки воздуха по внутреннему или внешнему контуру циркуляции, соответственно. Управляющий сигнал регулятора будет дополнительно содержать регулируемый параметр для предварительной настройки скорости вращения компрессора. При условии, что скорость вращения компрессора и скорость вращения вентилятора пропорциональны требуемой мощности охлаждения, величина требуемой мощности охлаждения может быть получена из управляющего сигнала регулятора. Для реализации изобретения не требуется точного определения численного значения требуемой мощности охлаждения. Вместо этого достаточно оценки требуемой мощности охлаждения.
Если оценочная требуемая мощность охлаждения и разность между температурой внутри шкафа с электрооборудованием и температурой воздуха, окружающего шкаф с электрооборудованием, известны, следовательно, можно рассчитать, какой из двух контуров циркуляции хладоагента может обеспечить определенную требуемую мощность охлаждения с более высокой энергетической эффективностью.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, регулируемые параметры, в особенности скорость вращения вентилятора и скорость вращения компрессора, для первого и второго контура циркуляции хладоагента задаются для конкретной ожидаемой мощности охлаждения и энергетической эффективности посредством характеристик устройства, причем контур циркуляции задействуется с использованием характеристик указанного устройства таким образом, чтобы выбранный контур циркуляции хладоагента обеспечивал мощность охлаждения, в значительной степени соответствующую требуемой мощности охлаждения.
В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения регулятор представляет собой ПИД-регулятор для холодильной машины, управляющий сигнал которого в качестве функции от целевой температуры и температуры Ti внутри шкафа с электрооборудованием, как минимум, выдает один регулируемый параметр для, по крайней мере, одной скорости вращения вентилятора для транспортировки воздуха по внутреннему или внешнему контуру циркуляции охлаждающего устройства и скорости вращения компрессора.
Регулируемые параметры могут быть заданы пропорциональными требуемой мощности охлаждения и преобразованы в приблизительное значение требуемой мощности охлаждения с использованием функции преобразования, которая также может представлять собой простой множитель или коэффициент преобразования.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения способ дополнительно предусматривает оценку максимального и/или минимального значения мощности охлаждения для первого и/или второго контура циркуляции хладоагента при измеренных значениях температуры Ti, Tu с использованием характеристики устройства.
Характеристики устройства могут сохраняться в базе данных и устанавливать мощность охлаждения, обеспечиваемую при заданной температуре внутри шкафа с электрооборудованием и заданной температуре воздуха, окружающего шкаф с электрооборудованием, в зависимости от ожидаемой энергетической эффективности.
Оценка максимального и/или минимального значения мощности охлаждения для первого и/или второго контура циркуляции хладоагента может быть произведена при наличии ограничительного условия, что другой контур циркуляции хладоагента не может обеспечить соответствующую максимальную и/или минимальную мощность охлаждения с более высокой энергетической эффективностью.
Оценочная требуемая мощность охлаждения может дополнительно использоваться для оптимизации цикличной работы контура циркуляции хладоагента, содержащего холодильную машину. С этой целью предлагается вариант осуществления изобретения, в котором способ для цикличного режима работы холодильной машины дополнительно включает определение гистерезиса охлаждения с верхним и нижним температурным пределом относительно целевой температуры так, чтобы время выключения холодильной машины, в течение которого температура Ti внутри шкафа с электрооборудованием возрастает от нижнего температурного предела до верхнего температурного предела, соответствовало, по крайней мере, одному минимальному времени выключения компрессора между последовательными активными фазами, причем указанное время выключения может быть рассчитано на основе 
где С - это предварительно заданная, рассчитанная или экспериментально полученная теплоемкость шкафа с электрооборудованием, в который поступил воздух, требующий охлаждения, ΔT - это разность между верхним и нижним температурным пределами, а P - это оценочная требуемая мощность охлаждения.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения требуемая мощность охлаждения, оцененная на основе управляющего сигнала регулятора, не обязательно используется для энергетически эффективной работы устройства для охлаждения шкафа с электрооборудованием. Вместо этого управляющий сигнал регулятора, определяемый как измеренный параметр, пропорциональный соответствующей требуемой в данный момент мощности охлаждения, может быть отображен на экране или использован для расширенных функций в шкафу с электрооборудованием или для кондиционирования воздуха центра сбора данных.
Более подробное раскрытие изобретения будет представлено на фигурах ниже.
При этом:
На Фиг. 1 представлено схематическое изображение контура управления в соответствии с известным уровнем техники;
На Фиг. 2 представлено схематическое изображение контура управления в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения и
На Фиг. 3 представлено схематическое изображение контура управления в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;
В контуре управления, соответствующем известному уровню техники, представленном на Фиг. 1, целевое значение для температуры внутри шкафа с электрооборудованием предоставляется в виде входного сигнала от регулятора. Регулятор может являться, например, ПИД-регулятором. ПИД-регулятор определяет регулируемые параметры в соответствии со способом охлаждения, применяемым для кондиционирования воздуха шкафа с электрооборудованием, например, на основе характеристик устройства, характеризующих контур циркуляции хладоагента, и эти регулируемые параметры передаются в регулирующее устройство в виде инициирующего сигнала. Регулирующее устройство может быть представлено, например, холодильной машиной или сетью тепловых трубок.
В случае с холодильной машиной регулируемыми параметрами могут, например, являться скорость вращения компрессора или, по крайней мере, одна скорость вращения для, как минимум, одного вентилятора. Скорость вращения компрессора и вентиляторов регулируется. Регулятор определяет регулируемые параметры на основе доступных характеристик устройства таким образом, чтобы при заданном целевом значении температуры и измеренном значении температуры Ti внутри шкафа с электрооборудованием регулирующее устройство было предварительно настроено так, чтобы разность между целевым значением температуры и температурой внутри шкафа с электрооборудованием уменьшалась. Если регулирующим устройством является холодильная машина, регулятор может быть дополнительно сконфигурирован с возможностью работы в цикличном режиме, при котором температура внутри шкафа с электрооборудованием обладает гистерезисом между верхним и нижним предельными значениями относительно целевой температуры. В способах, соответствующих известному уровню техники, регулируемые параметры в основном выбираются независимо от фактически требуемой мощности охлаждения, которая может понадобиться для поддержания температуры внутри шкафа с электрооборудованием на уровне целевого значения.
На Фиг. 2 представлено схематическое изображение контура управления в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. В данном случае дифференциальный сигнал целевого значения и температуры Ti внутри шкафа с электрооборудованием также передается в регулятор в виде входного сигнала Е. Подобно способам, известным из уровня техники, регулятор в варианте исполнения изобретения на Фиг. 2 может являться ПИД-регулятором. Для изобретения важно, чтобы выходной сигнал регулятора не использовался непосредственно в качестве регулируемого параметра, воздействующего на регулирующее устройство, но воспринимался как сигнал, пропорциональный требуемой мощности охлаждения. Данное предположение считается обоснованным, так как выдаваемые регулятором регулируемые параметры, например, скорость вращения компрессора или вентилятора, пропорциональны требуемой мощности охлаждения, как описано со ссылкой на Фиг. 1. Основываясь на известной оценочной требуемой мощности охлаждения и разности между температурой внутри шкафа с электрооборудованием и температурой окружающего воздуха, характеристики устройства могут использоваться, например, для определения, какой из двух контуров циркуляции хладоагента может обеспечить оценочную требуемую мощность охлаждения при большей энергетической эффективности.
В варианте осуществления изобретения, представленном на Фиг. 2, регулирующее устройство может быть представлено, например, охлаждающим устройством шкафа с электрооборудованием, содержащим дополнительно к холодильной машине сеть тепловых трубок, которая может использоваться в качестве альтернативы для обеспечения требуемой мощности охлаждения. Энергетически эффективный способ охлаждения воздуха внутри шкафа с электрооборудованием выбирается, исходя из того, выявила ли оценка энергетической эффективности холодильной машины или сети тепловых трубок, что при данных условиях (требуемая мощность охлаждения, температура внутри шкафа с электрооборудованием, температура воздуха, окружающего шкаф с электрооборудованием) один из двух способов охлаждения может обеспечить требуемую мощность охлаждения с большей энергетической эффективностью, за счет направления соответствующих регулируемых параметров в регулирующее устройство.
Также допускается, что оценочное значение требуемой мощности охлаждения может использоваться в других целях. В соответствии с приведенным выше описанием требуемая мощность охлаждения может использоваться для оптимизации гистерезиса холодильной машины таким образом, чтобы время выключения между активными фазами холодильной машины в текущий момент соответствовало минимальному времени выключения компрессора холодильной машины, что необходимо для постоянного обеспечения безопасного функционирования холодильной машины.
В соответствии с вариантом осуществления, представленным на Фиг. 3, контур управления охлаждением шкафа с электрооборудованием подобен представленному на Фиг. 1 и известен из уровня техники. Но в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения, представленным на Фиг. 3, выходной сигнал регулятора, а именно, вывод регулируемых параметров в регулирующее устройство, используется, как представлено на Фиг. 2 для оценки требуемой мощности охлаждения, в которой вновь учитываются температура внутри шкафа с электрооборудованием и температура окружающего шкаф с электрооборудованием воздуха в качестве прочих влияющих параметров. Данная оценочная требуемая мощность охлаждения может использоваться различными способами для оптимизации функционирования шкафа с электрооборудованием или центра сбора данных, включающего множество шкафов с электрооборудованием и систему управления энергопотреблением. Как указано выше, оценочная требуемая мощность охлаждения может использоваться для оптимизации гистерезиса холодильной машины, функционирующей в цикличном режиме, таким образом, чтобы время выключения между отдельными активными фазами компрессора соответствовало, по крайней мере, минимальному времени выключения компрессора.
Отличительные признаки изобретения, раскрытые выше, чертежи и формула изобретения могут по отдельности и в любом сочетании иметь отношение к реализации настоящего изобретения.
Claims (20)
1. Способ управления для устройства для охлаждения шкафа с электрооборудованием, содержащего первый контур циркуляции хладоагента с холодильной машиной и отдельный второй контур циркуляции хладоагента с сетью тепловых трубок, в котором воздух, окружающий шкаф с электрооборудованием, для отвода тепла проходит через внешний контур циркуляции устройства охлаждения шкафа с электрооборудованием, а охлаждаемый воздух из внутренней части шкафа с электрооборудованием проходит через внутренний контур циркуляции устройства охлаждения шкафа с электрооборудованием, причем способ включает следующие шаги:
- непрерывное или периодическое измерение текущей температуры (Ti) внутри шкафа с электрооборудованием и определение целевого значения для температуры (Ti) внутри шкафа с электрооборудованием, причем указанная текущая температура (Ti) внутри шкафа с электрооборудованием и целевая температура являются входными сигналами для регулятора для задействования охлаждающего устройства шкафа с электрооборудованием, при этом данный регулятор формирует выходной сигнал на определение регулируемых параметров холодильной машины в зависимости от указанных входных сигналов;
- определение сигнала регулятора в качестве измеряемого параметра, пропорционального соответствующему текущему значению требуемой мощности (Р) охлаждения, при этом упомянутая требуемая мощность охлаждения является мощностью охлаждения, требуемой для поддержания постоянной температуры (Ti) внутри шкафа с электрооборудованием как целевой температуры;
- непрерывное или периодическое измерение текущей температуры (Tu) внутри шкафа с электрооборудованием и определение соответствующей энергетической эффективности или характерного параметра для первого и второго контура циркуляции хладоагента для измеренных значений температуры (Ti, Tu) и этом целевом значении температуры с использованием характеристик устройства для первого и второго контура циркуляции хладоагента в случае, когда требуемая мощность охлаждения должна быть обеспечена холодильной машиной, либо в случае, когда требуемая мощность охлаждения должна быть обеспечена сетью тепловых трубок; и
- выбор и задействование из этих двух контуров циркуляции хладоагента такого контура, который сможет обеспечить мощность охлаждения, наиболее энергетически эффективно.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что регулируемые параметры для первого и второго контура циркуляции хладоагента задаются для конкретной ожидаемой мощности охлаждения и энергетической эффективности с использованием характеристик устройства, причем контур циркуляции включают с использованием характеристик указанного устройства таким образом, чтобы выбранный контур циркуляции обеспечивал мощность охлаждения и в наибольшей степени соответствовал требуемой мощности охлаждения.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что регулятор представляет собой ПИД-регулятор (пропорционально-интегрально-дифференцирующий регулятор) для холодильной машины, управляющий сигнал которого в качестве функции от заданной температуры и температуры (Ti) внутри шкафа с электрооборудованием, выдает, по меньшей мере, один регулируемый параметр для, по меньшей мере, одной скорости вращения вентилятора для транспортировки воздуха по внутреннему или внешнему контуру циркуляции охлаждающего устройства и скорости вращения компрессора.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что регулируемые параметры задают пропорциональными требуемой мощности охлаждения и преобразуют в приблизительное значение требуемой мощности охлаждения с использованием функции преобразования, которая также может представлять собой простой множитель или коэффициент преобразования.
5. Способ по любому из пп. 2-4, дополнительно предусматривающий оценку максимального и/или минимального значения мощности охлаждения для первого и/или второго контура циркуляции хладоагента при измеренных значениях температуры (Ti, Тu) с использованием характеристики устройства.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что оценку максимального и/или минимального значения мощности охлаждения для первого и/или второго контура циркуляции хладоагента производят при наличии ограничительного условия, что соответствующий другой контур циркуляции хладоагента не может обеспечить соответствующую максимальную и/или минимальную мощность охлаждения с лучшей энергетической эффективностью.
7. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащий следующий шаг:
- определение гистерезиса охлаждения с верхним и нижним температурными пределами относительно целевой температуры для цикличного режима работы холодильной машины так, чтобы время выключения холодильной машины, в течение которого температура (Тi) внутри шкафа с электрооборудованием возрастает от нижнего температурного предела до верхнего температурного предела, соответствовало, по меньшей мере, одному минимальному времени выключения компрессора между последовательными активными фазами,
- причем указанное время выключения может быть рассчитано на основе 
, где С - это предварительно заданная, рассчитанная или экспериментально полученная теплоемкость шкафа с электрооборудованием, в который поступил воздух, требующий охлаждения, ΔT - это разница между верхним и нижним температурными пределами, Р - это оценочная требуемая мощность охлаждения.
8. Способ управления для устройства для охлаждения шкафа с электрооборудованием, содержащего первый контур циркуляции хладоагента с холодильной машиной, и отдельный второй контур циркуляции хладоагента с сетью тепловых трубок, в котором окружающий воздух для отвода тепла проходит через внешний контур циркуляции устройства охлаждения шкафа с электрооборудованием, а охлаждаемый воздух из внутренней части охлаждаемого шкафа с электрооборудованием проходит через внутренний контур циркуляции устройства для охлаждения шкафа с электрооборудованием, причем способ включает следующие шаги:
- непрерывное или периодическое измерение текущей температуры (Ti) внутри шкафа с электрооборудованием и определение целевого значения для температуры (Ti) внутри шкафа с электрооборудованием, причем указанная текущая температура (Ti) внутри шкафа с электрооборудованием и целевая температура являются входными сигналами для регулятора на включение охлаждающего устройства шкафа с электрооборудованием, а данный регулятор формирует выходной сигнал на определение регулируемых параметров холодильной машины в зависимости от указанных входных сигналов;
- определение сигнала регулятора в качестве измеряемого параметра, пропорционального соответствующему текущему значению требуемой мощности (Р) охлаждения, при этом упомянутая требуемая мощность охлаждения является мощностью охлаждения, требуемой для поддержания температуры (Ti) внутри шкафа с электрооборудованием постоянной как целевой температуры;
- вывод измеренных параметров, пропорциональных соответствующей текущей требуемой мощности (Р) охлаждения, для дальнейшего использования на экран или в блок регулировки и управления для кондиционирования воздуха в шкафу с электрооборудованием.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что дальнейшее использование включает следующее:
определение гистерезиса охлаждения с верхним и нижним температурными пределами относительно целевой температуры для цикличного режима работы холодильной машины так, чтобы время выключения холодильной машины, в течение которого температура (Ti) внутри шкафа с электрооборудованием возрастает от нижнего температурного предела до верхнего температурного предела, соответствовало, по меньшей мере, одному минимальному времени выключения компрессора между последовательными активными фазами,
- причем указанное время выключения может быть рассчитано на основе 
, где С - это предварительно заданная, рассчитанная или экспериментально полученная теплоемкость шкафа с электрооборудованием, в который поступил воздух, требующий охлаждения, ΔT - это разница между верхним и нижним температурными пределами, Р - это оценочная требуемая мощность охлаждения.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102015104843.4A DE102015104843A1 (de) | 2015-03-30 | 2015-03-30 | Regelungsverfahren für ein Schaltschrankkühlgerät |
| DE102015104843.4 | 2015-03-30 | ||
| PCT/DE2016/100136 WO2016155701A1 (de) | 2015-03-30 | 2016-03-22 | Regelungsverfahren für ein schaltschrankkühlgerät |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2684346C1 true RU2684346C1 (ru) | 2019-04-08 |
Family
ID=55913417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017137780A RU2684346C1 (ru) | 2015-03-30 | 2016-03-22 | Способ управления для устройства для охлаждения шкафа с электрооборудованием |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10517193B2 (ru) |
| EP (2) | EP3690594B1 (ru) |
| JP (1) | JP6559797B2 (ru) |
| KR (1) | KR102211402B1 (ru) |
| CN (1) | CN107466491B (ru) |
| DE (1) | DE102015104843A1 (ru) |
| RU (1) | RU2684346C1 (ru) |
| WO (1) | WO2016155701A1 (ru) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107889434B (zh) * | 2017-12-19 | 2020-07-31 | 中车株洲电力机车有限公司 | 一种轨道车辆牵引逆变器混合冷却***及其控制方法 |
| AT520814B1 (de) * | 2018-01-31 | 2019-08-15 | Avl List Gmbh | Verfahren zum Regeln einer Temperatur eines Kühlmittels eines Kühlmittelkreislaufs einer Antriebseinheit auf einem Prüfstand |
| TWI689221B (zh) | 2019-03-14 | 2020-03-21 | 國家中山科學研究院 | 基地站主動式智慧型散熱系統 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4432210A (en) * | 1981-04-03 | 1984-02-21 | Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Air conditioning control method |
| GB2329012A (en) * | 1997-09-09 | 1999-03-10 | Samsung Electronics Co Ltd | A heating and cooling system |
| US20080221713A1 (en) * | 2004-02-24 | 2008-09-11 | Masafumi Sadahira | Apparatus Control System, Apparatus, and Computer-Readable Recording Medium Where Apparatus Control Program is Recorded |
| RU87546U1 (ru) * | 2009-06-04 | 2009-10-10 | Игорь Алексеевич Плотников | Всепогодный термошкаф (варианты) |
| RU2399174C1 (ru) * | 2009-06-29 | 2010-09-10 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Шкаф с радиоэлектронной аппаратурой |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5949162U (ja) * | 1982-09-22 | 1984-04-02 | 日本精器株式会社 | 冷却装置 |
| JPH07210208A (ja) * | 1994-01-12 | 1995-08-11 | Hitachi Ltd | 火力プラント制御におけるオートチューニング方法及びそれを利用した火力プラント制御装置 |
| US5523563A (en) * | 1994-08-12 | 1996-06-04 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Apparatus for controlling the temperature of a near-infrared analyzer |
| JP4184973B2 (ja) | 2002-01-29 | 2008-11-19 | テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン（パブル） | キャビネット冷却 |
| MY156969A (en) * | 2008-08-11 | 2016-04-15 | Green Revolution Cooling Inc | Liquid submerged, horizontal computer server rack and systems and methods of cooling such a server rack |
| DE102010005192B4 (de) * | 2010-01-21 | 2014-12-04 | Rittal Gmbh & Co. Kg | Regelungsverfahren einer Kühlanlage |
| DE102010009776B4 (de) | 2010-03-01 | 2014-01-02 | Rittal Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zum Regeln eines in oder an einem Schaltschrank angebrachten Kühlgerätes |
| DE102011006258A1 (de) * | 2011-03-28 | 2012-10-04 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Kältegerät |
| DE102012108110B4 (de) | 2012-08-31 | 2014-06-26 | Rittal Gmbh & Co. Kg | Kühlanordnung für in einem Innenraum eines Schaltschranks angeordnete Komponenten |
| DE102013111053A1 (de) | 2013-01-18 | 2014-07-24 | Rittal Gmbh & Co. Kg | Verfahren zum Klimatisieren einer IT-Umgebung bzw. einer Umgebung, die Wärmeerzeuger enthält |
| JP6090715B2 (ja) * | 2013-02-15 | 2017-03-08 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | サーバー冷却システム |
| CN103486784B (zh) * | 2013-08-12 | 2015-07-15 | 上海卫星工程研究所 | 大功率星载斯特林制冷机热控制*** |
| CN103491733A (zh) * | 2013-08-21 | 2014-01-01 | 北京航空航天大学 | 一种具有主/被动复合冷却***的密封机柜 |
| US10076060B2 (en) | 2014-06-05 | 2018-09-11 | Rittal Gmbh & Co. Kg | Cooling device, in particular for cooling components housed in a switchgear cabinet, corresponding use and corresponding method |
-
2015
- 2015-03-30 DE DE102015104843.4A patent/DE102015104843A1/de not_active Withdrawn
-
2016
- 2016-03-22 KR KR1020177031267A patent/KR102211402B1/ko active IP Right Grant
- 2016-03-22 CN CN201680017471.0A patent/CN107466491B/zh active Active
- 2016-03-22 US US15/559,909 patent/US10517193B2/en active Active
- 2016-03-22 EP EP20165800.2A patent/EP3690594B1/de active Active
- 2016-03-22 EP EP16720702.6A patent/EP3278190B1/de active Active
- 2016-03-22 RU RU2017137780A patent/RU2684346C1/ru active
- 2016-03-22 WO PCT/DE2016/100136 patent/WO2016155701A1/de active Application Filing
- 2016-03-22 JP JP2017550497A patent/JP6559797B2/ja active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4432210A (en) * | 1981-04-03 | 1984-02-21 | Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Air conditioning control method |
| GB2329012A (en) * | 1997-09-09 | 1999-03-10 | Samsung Electronics Co Ltd | A heating and cooling system |
| US20080221713A1 (en) * | 2004-02-24 | 2008-09-11 | Masafumi Sadahira | Apparatus Control System, Apparatus, and Computer-Readable Recording Medium Where Apparatus Control Program is Recorded |
| RU87546U1 (ru) * | 2009-06-04 | 2009-10-10 | Игорь Алексеевич Плотников | Всепогодный термошкаф (варианты) |
| RU2399174C1 (ru) * | 2009-06-29 | 2010-09-10 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Шкаф с радиоэлектронной аппаратурой |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6559797B2 (ja) | 2019-08-14 |
| WO2016155701A1 (de) | 2016-10-06 |
| KR20170134539A (ko) | 2017-12-06 |
| CN107466491A (zh) | 2017-12-12 |
| KR102211402B1 (ko) | 2021-02-03 |
| EP3690594B1 (de) | 2020-12-30 |
| CN107466491B (zh) | 2019-09-17 |
| JP2018519557A (ja) | 2018-07-19 |
| EP3278190B1 (de) | 2020-12-02 |
| US10517193B2 (en) | 2019-12-24 |
| EP3278190A1 (de) | 2018-02-07 |
| EP3690594A1 (de) | 2020-08-05 |
| DE102015104843A1 (de) | 2016-10-06 |
| US20190124792A1 (en) | 2019-04-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10352603B2 (en) | Control apparatus for cooling system | |
| US9593871B2 (en) | Systems and methods for operating a thermoelectric module to increase efficiency | |
| US10458683B2 (en) | Systems and methods for mitigating heat rejection limitations of a thermoelectric module | |
| US9910114B2 (en) | Cooling device and method for magnetic resonance imaging system | |
| EP3869930A1 (en) | Thermal reduction system for an autonomous vehicle | |
| EP2602565A1 (en) | Refrigerator controller | |
| RU2684346C1 (ru) | Способ управления для устройства для охлаждения шкафа с электрооборудованием | |
| KR20100049681A (ko) | 압축기 보호 시스템 및 방법 | |
| CN107367095B (zh) | 压缩机功率模块温度控制方法及控制*** | |
| EP3411642B9 (en) | A method for controlling a fan of a vapour compression system in accordance with a variable temperature setpoint | |
| CN110805990B (zh) | 空调器及其防凝露控制方法、装置及计算机可读存储介质 | |
| US20140326442A1 (en) | Method and system for cooling a device | |
| US20160238284A1 (en) | Adaptive temperature control system for cooling working fluid | |
| CN110891397B (zh) | 变流器的水冷***及其控制方法 | |
| JP2016125771A (ja) | 動力最適化システム | |
| CN107560086B (zh) | 中央空调冷却水***的控制方法、装置以及中央空调 | |
| JP6301784B2 (ja) | 熱源システムに使用される制御装置、および該制御装置を備えた熱源システム | |
| JP6644762B2 (ja) | 効率を増大させるように熱電モジュールを操作するシステム及び方法 | |
| JP2006207855A (ja) | 冷凍機の運転方法及び冷凍機を備えて成る設備 | |
| CN109790990B (zh) | 热源***、控制装置及方法和计算机可读取的记录介质 | |
| JP2013185710A (ja) | 冷却コンプレッサ制御装置 | |
| CN118258110A (zh) | 用于空调***的散热方法以及空调*** |