本发明涉及冷却,具体涉及一种换热结构及控制方法。
背景技术:
1、目前,随着电子信息技术的高速发展,相关电子设备的算力和集成度不断提高,传统的空气散热已经无法满足目前电子设备的需求,液冷源作为一种利用液态冷却介质将热量从电子设备中传递到液态介质中最终传递到外界的冷却设备,行业中对液冷源机组的供液恒温控制的需求越来越高。由于在设备或电子仪器的实际运行过程中,存在参与运行的器件数目不同、启停时间变化、运行功耗不同等的工况差异,导致负载的发热量会发生随机变化。因此,如何在变负载情况下维持供液恒温是实现冷却机组对负载端恒温控制的技术难点。
2、目前针对变负载的常见方案包括两种,一是定频制冷系统配合冷热水箱的方式,二是变频制冷系统通过调节压缩机控制冷媒温度的方式。专利cn117346369a针对待冷却设备热负荷变化时冷却设备无法及时响应的问题提出了一项变频制冷方案:根据实时运行参数,预设时间定时调节压缩机频率实现对负载端变化的实时响应,针对一定区间内的温差变化寻找最适合该温差变化的压缩机频率,实现了基于需要进行冷量调节,从而能够根据热负载的变化调节制冷能力,实现精准控制供液温度。
3、然而,上述方案存在一定弊端,由于负载端发热量存在随机变化的情况,目前常见方案要求压缩机根据负载的随机变化进行实时响应,而这种随机变化的大小与持续时间都存在极大的不确定性,这提高了的压缩机运行压力,对于压缩机的寿命有不小影响。
4、因此,现有技术有待于进一步发展。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服上述技术不足,提供一种换热结构及控制方法,以解决相关技术中负载发热量的随机变化会导致压缩机工况不稳定的技术问题。
2、为达到上述技术目的,本发明采取了以下技术方案:提供了一种换热结构,包括:供液模块,用于向负载的供液端输入冷媒;压缩机,压缩机用于压缩从负载的回液端输出的冷媒,压缩机的出汽口与供液模块连接;检测模块,用于检测负载所需的换热量的变化值;控制模块,控制模块根据预设时间段内,负载所需的冷量的变化值,控制压缩机的频率。
3、进一步地,换热结构包括:供液管路,供液管路的一端与供液模块连接,供液管路的另一端与负载连接;供液管路上设置有用于测量冷媒温度的第一温度传感器;回液管路,供液管路的一端与负载连接,供液管路的另一端连通至供液模块;回液管路上设置有用于测量冷媒温度的第二温度传感器。
4、进一步地,供液管路上设置有:用于过滤冷媒的过滤器;第一压力传感器和第二压力传感器,过滤器位于第一压力传感器和第二压力传感器之间。
5、进一步地,供液管路上设置有:流量传感器,设置在过滤器与负载之间。
6、进一步地,供液管路包括第一供液支路和第二供液支路,第一供液支路与第二供液支路并联;第一供液支路和第二供液支路位于负载的供液端与第一温度传感器之间;和/或,回液管路包括第一回液支路和第二回液支路,第一回液支路与第二回液支路并联;第一回液支路与第二回液支路位于负载的回液端与第二温度传感器之间。
7、进一步地,换热结构还包括:换热器,设置在回液管路上;压缩管路,压缩管路与换热器连接,压缩机设置在压缩管路上;冷凝器,设置在压缩管路上。
8、进一步地,供液模块包括:蓄冷水箱,用于储存冷媒,蓄冷水箱上设置有液位传感器。
9、一种控制方法,适用于上述的换热结构,控制方法包括:检测负载的供液端与回液端的冷媒温度,并计算差值δt;经过δt时间后,再次计算差值δt;根据两次的差值δt,计算负载的换热量的变化值δq;根据变化值δq,控制压缩机的频率。
10、进一步地,控制压缩机的频率的方法包括:当变化值δq=0时,压缩机维持当前频率运行;当变化值δq<0时,压缩机降低频率运行;当变化值δq>0时,压缩机升高频率运行。
11、进一步地,供液模块包括用于储存冷媒的蓄冷水箱,蓄冷水箱的容积其中,c为冷媒的比热容;mt为蓄冷水箱可容纳的冷媒的总质量;δt为蓄冷精度;k为安全系数;δm为δt时间内流入蓄冷水箱的冷媒质量;tt为蓄冷水箱内的冷媒温度;ti为δt时间内流入蓄冷水箱的冷媒温度;f为供液流量;δt为预设单位时间。
12、有益效果:
13、1、本发明的换热结构,通过预设时间段δt,基于每上一个预设时段获取的换热量变化调节下一单位时段的压缩机频率,变化系统的制冷量,避免了在负载频繁突变的情况下导致压缩机频繁改变的恶劣工况,进而延长压缩机的使用寿命。
14、2、本发明的换热结构,通过保证系统足够的蓄冷能力,减小延迟响应的冷量在系统蓄冷能力范围内的冷量占比,避免延迟响应对恒温控制的影响,实现一个基于压缩机延迟调频的精准恒温控制系统。
1.一种换热结构,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的换热结构,其特征在于,所述换热结构包括:
3.根据权利要求2所述的换热结构,其特征在于,所述供液管路(4)上设置有:
4.根据权利要求3所述的换热结构,其特征在于,所述供液管路(4)上设置有:
5.根据权利要求3所述的换热结构,其特征在于,
6.根据权利要求2所述的换热结构,其特征在于,所述换热结构还包括:
7.根据权利要求1所述的换热结构,其特征在于,所述供液模块(1)包括:
8.一种控制方法,适用于权利要求1至7中任一项所述的换热结构,其特征在于,所述控制方法包括:
9.根据权利要求8所述的控制方法,其特征在于,控制压缩机(2)的频率的方法包括:
10.根据权利要求8所述的控制方法,其特征在于,所述供液模块(1)包括用于储存冷媒的蓄冷水箱(11),所述蓄冷水箱(11)的容积其中,c为冷媒的比热容;mt为所述蓄冷水箱(11)可容纳的冷媒的总质量;δt为蓄冷精度;k为安全系数;δm为δt时间内流入所述蓄冷水箱(11)的冷媒质量;tt为所述蓄冷水箱(11)内的冷媒温度;ti为δt时间内流入所述蓄冷水箱(11)的冷媒温度;f为供液流量;δt为预设单位时间。
