一種數據中心用末端空調群控系統的製作方法
2023-10-09 10:50:24 3
本發明涉及信息化建設領域，特別是一種數據中心用末端空調群控系統。
背景技術：
隨著信息化的深入，數據中心的規模逐步擴大，其能耗也不斷地增加，其中空調製冷設備及其輔助設備的耗電量是主要因素。越來越多的數據中心在建設時將pue(powerusageeffectiveness)值列為一個關鍵指標，追求更低的pue值，建設綠色節能數據中心已經成為業內共識。由此可見，將控制技術應用到數據中心空調系統中使冷源按照熱環境要求供應對空調系統優化運行具有非常重要的意義。
公開號為cn103673200的中國專利申請提出一種數據中心能耗控制系統及方法，其通過部署分布式無線溫度傳感器，實時監控數據中心溫度信息，實現對數據中心能耗的精確控制，並在線計算數據中心熱環境評價指標rci和rti，通過調整數據中心的氣流組織和crac的啟停，提高數據中心熱環境，實現按需供給冷量。然而，此專利申請僅僅根據機架的進出風溫度和crac機組送迴風溫度得到的rci和rti指標來判定電動閥以及crac機組的啟停，無法兼顧通道及整體的熱環境。
公開號為cn105222439的中國專利申請提出一種數據中心空調末端的節能控制裝置及控制方法，應用在由冷水盤管、風機、調節閥、調速執行裝置、冷凍水進水管路、冷凍水出水管路、送風通道及迴風通道構成的數據中心空調末端結構上。所述節能控制裝置包括：送風溫度傳感器，送風靜壓傳感器，迴風溫度傳感器，優化控制模塊，送風溫度控制模塊，靜壓控制模塊等。此專利只是測量了送迴風溫度不能保證冷熱通道內的溫度在綠色安全區域，也不能監測系統故障，更不能實現數據中心的節能控制。
技術實現要素：
發明目的：本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種數據中心用末端空調群控系統。
為了解決上述技術問題，本發明提供了一種一種數據中心用末端空調群控系統，包括一列以上的機櫃以及與末端空調群控系統連通的冷熱通道，冷熱通道包括冷通道和熱通道，冷通道和熱通道內設有溫度傳感器，溫度傳感器由末端空調群控系統控制，末端空調群控系統控制一個以上的備用空調，冷熱通道設置在相鄰的機櫃之間。
本發明中，所述冷通道內設有一個以上的冷通道溫度傳感器，熱通道內設有一個以上的熱通道溫度傳感器，冷通道溫度傳感器和熱通道溫度傳感器連接到末端空調群控系統。
本發明中，冷通道與熱通道交替設置。
本發明中，所述末端空調群控系統分別連接一組冷通道溫度傳感器、出風口溫度傳感器、迴風口溫度傳感器、一組熱通道溫度傳感器和ddc控制器，末端空調群控系統連接末端自控系統，末端自控系統包括檢測儀器；
若監測儀器檢測出運行中檢測儀表發生故障時，末端空調群控系統開啟一臺備用空調，若沒故障則繼續檢測；
若冷通道溫度傳感器測量冷通道內平均溫度大於22℃小於24℃時，繼續檢測環境溫度，否則繼續下一步；
若冷通道溫度傳感器測量冷通道內平均溫度小於22℃且超過30秒，則末端空調群控系統關閉備用空調；若冷通道內冷通道溫度傳感器測量冷通道內平均溫度大於24℃且維持一分鐘，或者當有單個冷通道溫度傳感器測量溫度大於26℃且維持一分鐘時，則末端空調群控系統開啟一臺備用空調，否則繼續下一步；
若出風口溫度傳感器檢測溫度大於迴風口溫度傳感器檢測溫度，並且維持一分鐘時，末端空調群控系統開啟一臺備用空調，反之則繼續檢測出風口溫度和迴風口溫度。
本發明中，若熱通道溫度傳感器測量熱通道內平均溫度大於35℃，則末端空調群控系統開啟所有備用空調，若不是則繼續測量溫度；
若ddc控制器不能讀取數據，則判斷ddc控制器是否有斷電或者故障，若有斷電和故障，則末端空調群控系統開啟所有備用空調，若沒斷電和故障，則判定為傳感器至ddc總線斷開，末端空調群控系統開啟所有備用空調，若ddc控制器能讀取數據，則繼續監測ddc控制器。
有益效果:本發明通過部署溫度傳感器實時監控末端空調機組的送迴風溫度和冷熱通道溫度，並且自動根據時間和機組的故障實現對備用空調機組啟停精準的控制，從而維持冷通道內平均溫度≤24℃。
本發明通過冷通道溫度傳感器、熱通道溫度傳感器、末端空調機組迴風溫度傳感器和送風溫度傳感器實時監控數據中心溫度信息，實現對數據中心備用空調機組的啟停及保護，提高數據中心熱環境，實現按需供給冷量，提高數據中心綜合能效。
附圖說明
下面結合附圖和具體實施方式對本發明做更進一步的具體說明，本發明的上述或其他方面的優點將會變得更加清楚。
圖1下出風上迴風形式溫度傳感器安裝位置示意圖；
圖2數據中心溫度傳感器位置選取總流程圖；
圖3數據中心末端空調系統群控策略總流程圖；
圖4數據中心末端空調系統群控策略獨立流程示意圖；
圖5數據中心末端空調系統群控策略獨立流程示意圖；
圖6數據中心末端空調系統群控策略獨立流程示意圖；
圖7數據中心坐標系建立示意圖；
圖8是實施例2上出風上迴風形式溫度傳感器安裝位置示意圖。
具體實施方式
下面將結合附圖對本發明作詳細說明。
實施例1：
如圖1和圖8，圖3為溫度傳感器的布置方案。
圖中分別為機櫃1、地板2、冷通道溫度傳感器3、熱通道迴風管4、熱通道迴風溫度傳感器5、冷通道送風管6、冷通道送風溫度傳感器7、角鋁8、熱通道溫度傳感器9、末端空調10、熱通道11、出風口12、冷通道13、進風口14。
具體地，根據圖1所示的傳感器在下出風上迴風形式的安裝示意圖，末端空調冷通道溫度傳感器3，設在地板2下兩列機櫃1中間走道的中央，用於獲取出風溫度值；熱通道迴風溫度傳感器5，安裝於末端空調熱通道迴風管4的迴風口處，用於獲取迴風溫度值。
根據數據中心內冷熱通道的坐標及大小、出風口與迴風口的坐標、每列機櫃的數量以及送風方式來確定溫度傳感器的位置。
以地板上任意的牆角為坐標原點建立坐標軸，如圖7：
每列機櫃的橫坐標為m，冷熱通道的縱坐標、寬度、高度分別為u、w、h，出風口的坐標為c1,迴風口的坐標為c2；
輸入數據中心內每列機櫃的數量，若機櫃數量為偶數，則機櫃數量記為2n，冷熱通道內傳感器數量記為n，則每個冷通道與熱通道內的溫度傳感器數量n＝n；若機櫃數量為奇數，則機櫃數量記為2n+1，則冷通道與熱通道內的溫度傳感器數量n＝n+1；冷通道與熱通道內的第n臺溫度傳感器的橫坐標x與第2n-1臺機櫃的橫坐標m相同，x＝m，輸出冷熱通道溫度傳感器的橫坐標x；
根據冷熱通道的寬度w，輸入溫度傳感器的縱坐標y，若y＝u+w/2，則輸出冷熱通道溫度傳感器的縱坐標y，否則繼續輸入溫度傳感器縱坐標；
先根據冷熱通道的高度h，再判斷送風方式，若為下送上回方式，則冷通道溫度傳感器放置在地板靜壓層內地板下方，熱通道溫度傳感器的高度坐標z＝h，；若為上送上回方式，則冷熱通道溫度傳感器的高度坐標z＝h，輸出溫度傳感器的高度坐標z；
得到冷熱通道溫度傳感器的坐標(x,y,z)，確定冷熱通道溫度傳感器的最終位置坐標a，a＝(x,y,z)。
輸入出風口的坐標c1與迴風口的坐標c2，確定送迴風溫度傳感器的坐標b,坐標b包括送風溫度傳感器的坐標b1與迴風溫度傳感器b2；若坐標b1與坐標c1相同，坐標b2與坐標c2相同，則輸出送迴風溫度傳感器的坐標b，若坐標b與坐標c不相同，則繼續輸入出、迴風口的坐標c；
根據所得冷熱通道溫度傳感器的坐標a與送迴風溫度傳感器的坐標b，判斷a與b是否有重複的坐標，若不存在重複，則輸出冷熱通道溫度傳感器坐標a與送迴風溫度傳感器坐標b；若有重複，則刪除重複的冷熱通道溫度傳感器的坐標a，輸出冷熱通道溫度傳感器坐標a與送迴風溫度傳感器坐標b。
另外，所有溫度傳感器通過角鋁連接到各個位置。
如圖3，圖3是本發明控制策略的流程圖。本策略提供的方法用於數據中心末端空調，目的提高數據中心的綜合能效，達到節能控制的效果。如圖3所示，該數據中心機房空調末端的節能方法可以包括：
步驟1，採集數據中心機房末端空調設備的冷熱通道溫度及送迴風溫度。
步驟2，據溫度傳感器所得的冷熱通道溫度及送迴風溫度向末端空調群控系統發送控制備用空調的請求，以使數據中心處於正常運行狀態。
根據冷通道溫度傳感器和冷通道送風溫度傳感器所得的冷通道溫度向末端空調群控系統發送請求之後，如果當確定冷通道內多個溫度傳感器的平均溫度超過所規定的平均溫度(24℃)且維持1分鐘時，或者每一個冷通道的單個溫度傳感器超過所規定的溫度(26℃)且維持1分鐘時，末端空調群控系統開啟1臺備用空調。如果當確定冷通道內多個溫度傳感器的平均溫度超過所規定的平均溫度小於規定的平均溫度(22℃)且維持時間超過30秒時，末端空調群控系統關閉所有備用空調。
另外，根據熱通道溫度傳感器和熱通道迴風溫度傳感器所得的熱通道溫度向末端空調群控系統發送請求之後，如果當確定熱通道內多個溫度傳感器的平均溫度超過35℃時，數據中心開啟所有備用空調。
進一步地，根據送迴風溫度向末端空調群控系統發送請求之後，如果當出風口溫度小於迴風口溫度且維持超過1分鐘時，末端空調群控系統開啟1臺備用空調。
本實施例中，為提高末端空調群控系統的完全性，末端自控系統設置了故障檢測儀器，當運行中的數據中心空調機組發生故障時，末端空調群控系統自動開啟1臺備用空調。
進一步地，末端自控系統設置了ddc控制器，根據ddc控制器能否讀取數據判斷傳感器至ddc總線是否斷開，如果ddc控制器無法讀取數據時，數據中心判斷傳感器至ddc總線斷開，且開啟所有備用空調。
另外，如果ddc控制器斷電或者故障，末端空調群控系統自動開啟所有備用空調。
末端空調群控系統群控策略的控制條件有：(1)冷通道溫度22±2℃控制，即冷通道平均溫度≤24℃；(2)末端空調機組n+1控制，具體分為三種：1)維持冷通道平均溫度≤24℃的自動啟停末端備用空調機組，2)自動根據時間控制來自動輪替啟停末端備用空調機組，3)自動根據機組故障來自動輪替啟停末端備用空調機組。
其控制策略採用以下流程：
1.開啟1臺備用空調機組，如圖4：
(1)冷通道內多個溫度傳感器的平均溫度超過24℃(可調)且維持1分鐘，自動啟動備用空調；
(2)每一個冷通道的單個溫度傳感器超過26℃且維持1分鐘，自動啟動備用空調；
(3)末端空調機組出風溫度>迴風溫度且超過1分鐘，自動啟動備用空調；
(4)運行的末端空調機組故障時，自動啟動備用空調；
(5)冷通道中多個溫度傳感器，如以上(1)、(2)條情況同時出現，自動啟動備用空調。
2.開啟所有備用空調，如圖5：
(1)熱通道的多個溫度傳感器的平均溫度超過35℃，自動開啟機房內的所有空調；
(2)ddc控制器無法讀取到溫度時，判定傳感器至ddc總線斷開，自動開啟機房內所有空調；
(3)ddc控制器斷電或故障時，自動開啟機房內所有空調。
3.如圖6，關閉備用空調：冷通道平均溫度﹤22℃且超過30秒時，自動停止末端備用空調機組。
實施例2：
本發明提供了一種一種數據中心用末端空調群控系統，包括一列以上的機櫃以及與末端空調群控系統連通的冷熱通道，冷熱通道包括冷通道和熱通道，冷通道和熱通道內設有溫度傳感器，溫度傳感器由末端空調群控系統控制，末端空調群控系統控制一個以上的備用空調，冷熱通道設置在相鄰的機櫃之間。
本發明中，所述冷通道內設有一個以上的冷通道溫度傳感器，熱通道內設有一個以上的熱通道溫度傳感器，冷通道溫度傳感器和熱通道溫度傳感器連接到末端空調群控系統。
本發明中，冷通道與熱通道交替設置。
本發明中，所述末端空調群控系統分別連接一組冷通道溫度傳感器、出風口溫度傳感器、迴風口溫度傳感器、一組熱通道溫度傳感器和ddc控制器，末端空調群控系統連接末端自控系統，末端自控系統包括檢測儀器；
若監測儀器檢測出運行中檢測儀表發生故障時，末端空調群控系統開啟一臺備用空調，若沒故障則繼續檢測；
若冷通道溫度傳感器測量冷通道內平均溫度大於22℃小於24℃時，繼續檢測環境溫度，否則繼續下一步；
若冷通道溫度傳感器測量冷通道內平均溫度小於22℃且超過30秒，則末端空調群控系統關閉備用空調；若冷通道內冷通道溫度傳感器測量冷通道內平均溫度大於24℃且維持一分鐘，或者當有單個冷通道溫度傳感器測量溫度大於26℃且維持一分鐘時，則末端空調群控系統開啟一臺備用空調，否則繼續下一步；
若出風口溫度傳感器檢測溫度大於迴風口溫度傳感器檢測溫度，並且維持一分鐘時，末端空調群控系統開啟一臺備用空調，反之則繼續檢測出風口溫度和迴風口溫度。
本發明中，若熱通道溫度傳感器測量熱通道內平均溫度大於35℃，則末端空調群控系統開啟所有備用空調，若不是則繼續測量溫度；
若ddc控制器不能讀取數據，則判斷ddc控制器是否有斷電或者故障，若有斷電和故障，則末端空調群控系統開啟所有備用空調，若沒斷電和故障，則判定為傳感器至ddc總線斷開，末端空調群控系統開啟所有備用空調，若ddc控制器能讀取數據，則繼續監測ddc控制器。
實施例3:
如圖8，是傳感器上出風上迴風形式的安裝示意圖，冷通道送風溫度傳感器7，安裝於冷通道送風管6的出風口處，用於獲取送風溫度值；熱通道溫度傳感器9，設在頂部走線架角鋁8中央位置，用於獲取出風溫度值。
本發明提供了一種數據中心用末端空調群控系統，具體實現該技術方案的方法和途徑很多，以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現有技術加以實現。