[发明专利]一种液气双供的自然冷却与机械制冷相结合的冷源模块及其控制方法

权利要求书

1.一种液气双供的自然冷却与机械制冷相结合的冷源模块，其特征在于，包括气冷供水管道、气冷回水管道、液冷供水管道、液冷回水管道、闭式冷却塔、冷水机、供水主管道、回水主管道；

所述闭式冷却塔包括冷却塔壳体、轴流风机、淋水盘、接水盘、蛇形管冷凝器、填料层，所述淋水盘、接水盘、蛇形管冷凝器、填料层均设置在冷却塔壳体内，轴流风机设置在冷却塔壳体的顶端，蛇形管冷凝器设置在冷却塔壳体的中部，淋水盘设置在轴流风机与蛇形管冷凝器之间，冷却塔壳体底部设置接水盘，填料层设置在蛇形管冷凝器与接水盘之间，所述喷淋水泵设置在冷却塔壳体外，与接水盘、淋水盘分别相连，用于把存储于冷却塔壳体底部接水盘的冷却液体泵到淋水盘处实现喷淋，喷淋水泵与淋水盘之间设置第七阀门，蛇形管冷凝器的出水口连接供水主管道，蛇形管冷凝器的进水口连接回水主管道，供水主管道连接液冷供水管道并通过第一阀门连接气冷供水管道，回水主管道连接液冷回水管道并通过第二阀门连接气冷回水管道；

所述冷水机包括构成闭合回路的压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器，所述闭式冷却塔、第六阀门、冷凝器、第五阀门、喷淋水泵相连组成冷却水循环回路，蒸发器的出水口通过第四阀门连接气冷供水管道，蒸发器的进水口通过第三阀门连接气冷回水管道；

所述液冷回水管道上设置第一调节水泵，所述气冷回水管道上设置第二调节水泵。

2.根据权利要求1所述的一种液气双供的自然冷却与机械制冷相结合的冷源模块，其特征在于，还包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第五温度传感器与第六传感器，所述第一温度传感器设置在供水主管道上，第二温度传感器设置在回水主管道上，第三温度传感器设置在与冷水机相连的气冷供水管道上，所述第四温度传感器设置在与冷水机相连的气冷回水管道上，所述第五温度传感器设置在冷却水循环回路中的喷淋水泵与淋水盘之间，所述第六传感器用于检测环境温度。

3.根据权利要求1所述的一种液气双供的自然冷却与机械制冷相结合的冷源模块，其特征在于，所述填料层的材料为PVC填料散热胶片。

4.一种液气双供的自然冷却与机械制冷相结合的冷源模块的控制方法，其特征在于，所述冷源模块采用权利要求2或3所述的冷源模块实现，上述方法包括如下步骤：

所述液冷回水管道与液冷供水管道有冷源介质，气冷回水管道与气冷供水管道中有冷源介质；通过第一温度传感器控制轴流风机，第二调节水泵，第一调节水泵与喷淋水泵的频率，通过第三温度传感器控制压缩机的运行频率：

（1）当环境湿球温度小于一定温度值F时，所述液冷回水管道与液冷供水管道冷源介质来自闭式冷却塔，气冷回水管道与气冷供水管道中冷源介质来自闭式冷却塔，第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门关闭，第一阀门、第二阀门、第七阀门打开；

当供水水温小于一定温度值C，先调节轴流风机的频率，当轴流风机频率到达最低转速下自然冷却产生的冷量仍然大于供冷需求，调节喷淋水泵的频率，当喷淋水泵频率降到最低转速冷量仍大于供冷需求时，降低第一调节水泵、第二调节水泵的频率；

当供水温度大于一定温度值C，先调节第一调节水泵、第二调节水泵的频率，当第一调节水泵、第二调节水泵频率达到最大冷量仍然不满足供冷需求时，调节轴流风机的频率，当轴流风机频率达到最大冷量仍不满足供冷需求，增大喷淋水泵的频率；

(2)当环境湿球温大于或等于一定温度值F时，所述液冷回水管道与液冷供水管道冷源介质来自闭式冷却塔，气冷回水管道与气冷供水管道中冷源介质来自冷水机，第一阀门、第二阀门关闭，第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门打开：

冷水机供水温度大于一定温度值D时，开启压缩机满载运行；

冷水机供水温度小于一定温度值E时，压缩机低频运行，其中温度值D大于温度值E；

冷却塔供水温度小于一定温度值A时，先调节轴流风机的频率，当轴流风机频率到达最低转速下自然冷却产生的冷量仍然大于供冷需求，调节喷淋水泵的频率，当喷淋水泵频率降到最低转速冷量仍过大时，降低第一调节水泵的频率；

冷却塔供水温度大于一定温度值A时，先调节第一调节水泵的频率，当水泵频率达到最大冷量仍然小于供冷需求时，调节轴流风机的频率，当轴流风机频率达到最大冷量仍不满足液冷需求，增大喷淋水泵的频率。

5.根据权利要求4所述的一种液气双供的自然冷却与机械制冷相结合的冷源模块的控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：

（1）当所述气冷回水管道与气冷供水管道均关闭，液冷回水管道与液冷供水管道中冷源介质来自闭式冷却塔，第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门关闭，第七阀门打开，根据第一温度传感器控制第一调节水泵、喷淋水泵与轴流风机的运行频率：

当环境温度低于第一预设阈值时，停止液冷回水管道与液冷供水管道的运行；

当液冷供水管道的供水水温小于一定温度值A时，逐级调节轴流风机、喷淋水泵、第一调节水泵的频率，使冷源介质自然冷却产生的冷量与液冷需求相匹配；

当供水温度大于一定温度值A时，逐级调节第一调节水泵、轴流风机、喷淋水泵的频率，使冷源介质自然冷却产生的冷量与液冷需求相匹配；

（2）当所述液冷回水管道与液冷供水管道均关闭，气冷回水管道与气冷供水管道中有冷源介质；第六温度传感器检测环境湿球温度变化来控制第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门的启停：

（21）当环境湿球温度小于一定温度值B时，气冷回水管道与气冷供水管道中冷源介质来自闭式冷却塔，第一阀门、第二阀门、第七阀门打开，第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门关闭，第二调节水泵、喷淋水泵、轴流风机运行频率由第一温度传感器调节；且当环境温度低于第一预设阈值时停止气冷回水管道与气冷供水管道运行，或当供水水温小于一定温度值C时，逐级调节轴流风机、喷淋水泵、第二调节水泵的频率，使冷源介质自然冷却产生的冷量与液冷需求相匹配，或供水温度大于一定温度值C时，逐级调节第二调节水泵、轴流风机、喷淋水泵的频率，使冷源介质自然冷却产生的冷量与液冷需求相匹配；

（22）当环境湿球温度大于或等于一定温度值B时，液冷回水管道与液冷供水管道均关闭，气冷回水管道与气冷供水管道中冷源介质来自冷水机，第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门开启，第一阀门、第二阀门、第七阀门关闭，第二调节水泵、喷淋水泵、轴流风机运行频率，压缩机启停由第三温度传感器调节：

当冷水机供水温度大于一定温度值D时，开启压缩机满载运行，第二调节水泵，喷淋水泵，轴流风机以固定频率运行；当冷水机供水温度小于一定温度值E时，压缩机低频运行，喷淋水泵，轴流风机以固定频率运行，其中温度值D大于温度值E。