[發明專利]用于高效地協調數據中心制冷單元的方法和設備

有效

• 申請號: 201080047608.X
• 申請日: 2010-08-20
• 公開（公告）號: CN102625926A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 克利福德·C·費澤斯皮爾;庫爾特·費澤斯皮爾;杰里·金
• 申請（專利權）人: 維吉萊公司
• 主分類號: G05D23/19
• 分類號: G05D23/19
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 陳煒;李德山

對相關申請的交叉引用

本申請要求C.Federspiel等人于2009年8月21日提交的、題為“Method?And?Apparatus?For?Coordinated?Starting?And?Stopping?Of?Datacenter?Cooling?Units”的美國臨時申請61/235,759的優先權，并且是該美國臨時申請的非臨時申請，該美國臨時專利申請的全部內容通過引用而合并于此以用于所有目的。本申請還與C.Federspiel于2009年3月3日提交的、題為“Method?and?Apparatus?for?Coordinating?the?Control?of?HVAC?Units”的美國非臨時申請12/396,944(代理機構號027332-000110US)有關，其全部內容通過引用而合并于此以用于所有目的。

技術領域

本發明一般涉及可以用于控制公共空間(例如，如可以存在于包含服務器計算機的數據中心中)的溫度和濕度的環境控制系統，諸如制熱通風空調(HVAC)系統。更具體地，本發明可涉及通過增大或減小環境控制系統的各個單元(模塊)的操作等級(例如，啟動和停止)來高效地維持特定環境條件。

背景技術

現代數據中心使用HVAC系統來控制室內溫度、濕度和其它變量。通常在數據中心布置有多個HVAC單元。它們通常是座地式單元，但是可以是壁掛式的、機架安裝式的或頂置式的。HVAC單元通常還向活動地板間層(raised-floor?plenum)、通風道網絡或數據中心的戶外提供冷風。數據中心本身或大型數據中心的大部分通常具有開敞式平面布置構造，即，不存在將數據中心的一個部分中的空氣與另一部分中的空氣隔開的永久分隔。因此，在許多情況下，這些數據中心具有由多個HVAC單元進行溫度控制和濕度控制的公共空間。

數據中心的HVAC單元通常以分散式獨立控制來操作。各個單元通常操作以試圖控制從數據中心進入該單元的空氣的溫度和濕度。例如，HVAC單元可包含用于確定進入該單元的空氣的溫度和濕度的傳感器?；谠搨鞲衅鞯臏y量，對該HVAC的控制將改變單元的操作，以試圖改變進入該單元的空氣的溫度和濕度，從而與該單元的設定點對準。

為了可靠性，大部分數據中心設計有過量的HVAC單元。由于開敞式平面布置構造允許空氣在數據中心中自由流動，因此一個單元的操作可以耦合到另一單元的操作。過多的單元以及這些單元將空氣傳送到基本上重疊的區域這一事實提供了冗余，這保證了如果單個單元發生故障，則數據中心裝備(服務器、路由器等)將仍具有適當的制冷。

如上所述，HVAC單元的標準操作過程是控制進入每個HVAC單元中的回風溫度。這種操作不知道進入數據中心中的服務器和其它計算裝備的空氣的溫度。由于該信息對于HVAC單元控制或數據中心操作者是不可用的，因此額外的HVAC單元通常將一直運行，以保證服務器保持制冷。然而，這種預防措施浪費了能量。

盡管可以手動關斷冗余的HVAC單元來節能，但是這么做引起了使該裝備過熱的風險。另外，一些數據中心具有可變的負荷，在該情況下，可能需要在一天中停止和啟動數個單元。此外，如果應該識別需求，則數據中心中復雜且緊密耦合的氣流模式使得操作者難以知道重啟哪個HVAC單元是最高效的。

因此，期望提供可以自動地減小冗余HVAC單元的操作等級(例如，無需觸發提高的溫度)并且可以在需要時以高效方式自動地增大操作等級的方法和系統。

發明內容

本發明的實施例可以提供用于使用傳感器控制環境維持模塊(例如，HVAC單元)的系統和方法。在各個實施例中，系統可以對環境制熱和/或制冷。傳感器可以測量環境內的各個位置處的溫度，并且該溫度反饋可以用于改變模塊的操作等級，以將溫度保持在期望范圍內。

例如，當傳感器溫度過熱時，可以將停止的模塊啟動(或者使操作等級增大)以進行制冷。在一個實施例中，用于啟動的模塊是被預測為對熱傳感器的溫度具有最大的或者至少充分大的影響的那個模塊。作為另一示例，如果傳感器溫度在范圍內，則可以將模塊停止(或者使操作等級減小)，并且操作等級的減小被預測為不會引起超出范圍的條件。在一個實施例中，轉移矩陣用于執行以上預測。在一方面，轉移矩陣可以提供模塊的操作等級的改變與所引起的系統中的每個傳感器的溫度差之間的關系。