[發明專利]自適應自動計算機機房空調CRAC主控制方法及系統

在審

• 申請號: 201611272936.5
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN106895547A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 劉翔;譚良才;胡欣
• 申請（專利權）人: 阿基米德自動控制公司
• 主分類號: F24F11/00
• 分類號: F24F11/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 李曉芳

技術領域

本發明涉及機械冷卻系統的優化控制和能量效率。

背景技術

在美國，數據中心是最大和增長最快的電力消耗者之一。2013年，美國數據中心消耗了估計910億千瓦時的電力，這些電力足足是向紐約市所有家庭供應的電力的兩倍多，并且有望在2020年達到1400億千瓦時。為了確保數據中心的安全操作，其冷卻系統通常尺寸過大或過度操作以保持其盡可能地冷卻。然而這犧牲了冷卻效率，并且冷卻能耗因此迅猛增加。期望有一種智能冷卻系統的控制邏輯，其能夠驅動冷卻系統提供適當級別的冷卻，使得可以確保安全并且具有最小的冷卻能耗。

有一些公司提出開發用于解決上述問題的控制邏輯(control logic)。它們中的一些調整在其控制邏輯中的若干內在沖突的指標，導致效率變低的控制效果。一些使用單個HVAC單元來解決熱點問題，導致不令人滿意的熱工況。一些特定于某種類型的服務器、機架或冷卻系統。還有一些需要人工干預并且不夠自動化。

發明內容

依照本發明，提供了一種智能自適應冷卻系統控制算法。該算法使用機架冷卻超溫指數(rack cooling index over temperature，RCIHI)來確定熱點的存在并將RCIHI維持在期望水平。當熱點出現或持續存在時，該邏輯生成向其它計算機機房空調(CRAC)發出的冷卻請求。目的是試圖從其它CRAC獲取額外的冷卻。在熱點不存在時，冷卻請求被逐漸撤回。在不存在冷卻請求時，該CRAC調整其控制目標以將RCIHI維持在期望水平。每個CRAC獨立地運行控制算法。

在一些實施例中，所描述的系統提供一種動態自適應算法以優化控制該冷卻系統的每個組件，包含但不限于HVAC單元的開/關狀態、回風溫度(return air temperature)、送風風扇速度和冷卻閥。

在一些實施例中，提供了一種采用特殊指數來確定數據中心的熱健康狀態并且用于控制邏輯的邏輯。在一些實施例中，該特殊指數用于控制計算機機房空調系統。在一些實施例中，提供了一種將所有可用HVAC單元連網以便幫助消除熱點的算法。在一些實施例中，提供了一種能夠適用于任何數據中心，獨立于服務器、機架和冷卻設備的類型的通用控制邏輯。在一些實施例中，提供了一種能夠最小化冷卻能耗并且確保數據中心的正常操作的控制邏輯。在一些實施例中，提供了一種不需要人工干預的全自動控制邏輯。

附圖說明

參考附圖并結合隨后的詳細描述考慮時，可以獲得對本發明的完整理解，在附圖中：

圖1是根據本發明的數據中心的平面圖；

圖2是圖1中所示的計算機機房空調單元的正視圖；以及

圖3是自適應控制過程的流程圖。

為了清楚和簡潔的目的，所有附圖中相同的元件和組件將采用相同的標記和編號。

具體實施方式

圖1是數據中心1的平面圖。該數據中心1包括一個或多個機架(機架2)和多個CRAC單元(CRAC單元3)。機架2由一個或多個計算機裝備組成。例如，圖1中有25個CRAC和10列機架，每列具有15個機架。該方法能夠用于帶有任意數量CRAC單元的房間。

圖2是圖1中所示CRAC單元3的正視圖。來自數據中心1的內部空間的回風4被送風風扇6通過該單元的頂部抽取。在通過冷卻盤管(cooling coil)5后，其被冷卻并變為冷卻的送風8。該冷卻盤管5內部流動著冷凍水(chilled water)、制冷劑或其它冷卻介質，它們的流動通過冷卻閥7調節。回風4的溫度(RAT)通常是CRAC單元3的控制目標。送風風扇6的速度或冷卻閥7或另外裝置被調節以改變CRAC單元3的冷卻輸出并將控制目標維持在期望的水平，在這里該控制目標為RAT。