[發明專利]節能型數據機房的冷卻系統及方法

在審

• 申請號: 202011549809.1
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112594817A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 鄧佩剛;程景堃
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學;北京云泰數通互聯網科技有限公司
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F24F11/72;F24F11/47;H05K7/20;F24F110/10;F24F110/20;F24F110/30;F24F140/50
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 許美紅

本發明公開了一種節能型數據機房的冷卻系統，包括冷通道，該冷通道包括多個區域，不同區域中放置不同類型的服務器；服務器按照每天的分時負荷高低進行分類；每個區域中單獨設置電子風閥；每個冷通道區域以及對應的熱通道區域內還分別設有溫度傳感器、濕度傳感器和風速風量傳感器；該冷卻系統還包括本地控制端，與溫度傳感器、濕度傳感器、風速風量傳感器和電子風閥通信連接。本發明將冷通道進行分區，不同區域內放置不同類型的服務器，從而維持數據機房的整體高效穩定運行，實現節能環保。

技術領域

本發明涉及數據機房，尤其涉及一種節能型數據機房的冷卻系統及方法。

背景技術

數據機房是一類特殊建筑的統稱，用來集中放置和管理各類IT設備(如服務器、交換機、高性能計算機等等)以及其配套設施。隨著計算機技術的蓬勃發展，整個社會對于各類數據的處理量和處理速度的需求與日俱增。數據機房的建筑占地面積也在不斷擴大，IT設備的散熱密度也顯著增加。由于機房的設備常年不間斷工作，導致機房的熱負荷非常大，并且需要常年進行持續性的空氣溫濕度調節，以此來保證機房整體運作在一個安全的熱環境中，同時也因此產生了巨大的能耗。其中，空調系統能耗在機房整體能耗中占據了43％，是數據機房主要的用能環節。

近年來隨著電子設備的體積小型化、功能多樣化，機房的散熱量也來到了全新的高度。傳統的空調已經不能滿足如此苛刻的工況，如今數據機房都采用精密空調來維持安全穩定的熱環境。精密空調具有運行時間長、送風參數相對穩定、風量大等特點。冷風從送風口輸送，在送風通道達到預定送風溫度從冷通道的送風孔板送出，隨后均勻地通過每個機柜中的IT設備，對其進行冷卻后從熱通道流出，最后送回精密空調處。

如今云計算、大數據、互聯網+等概念的產生與實施，使得不同機柜或者同一機柜中的不同設備散熱量伴隨著巨大的差異。況且不同的服務器在不同的時間段負荷強度不同，導致散熱量也在隨時間變化。有的服務器在非工作時間段散熱量較大，比如購物類，網游類；有的服務器在工作時間段散熱量較大，比如金融證券類；有的服務器在節假日或者特定時間段散熱量較大，比如雙11淘寶購物等等。目前還沒有數據機房對這些不同時間段有不同負荷強度的服務器進行精細化管理。現有專利根據服務器額定功率的大小對機房的冷通道進行分區，但是這樣做存在一定的問題。因為同一臺設備在不同的時間段其負荷也是變化的，所以不能根據該設備的額定工況來表示該設備的每日實際功耗。

由于無法根據服務器負載的實時情況動態調節送風量，極有可能會出現為了滿足最高負荷強度服務器的需求，整個送風通道都要維持輸送較大風量，從而造成能源的浪費。比如短視頻業務服務器晚間時段的負荷會較大，冷卻送風量必然也會維持在較大水平。銀行金融類服務器晚間負荷強度很低，不需要過多的送風量。但是如果將這兩類服務器放置于同一冷通道，為了滿足高負荷強度的服務器的散熱需要，精密空調也會保持大功率輸送冷風。顯然這種分區不合理的布置會造成不必要的能源浪費。另一方面,現有用來計算服務器發熱量的方法是根據服務器的實際消耗電功率乘以一個系數的方法來實現的，這種間接估算的方法無法準確獲知服務器的發熱量，也給后面配比冷量的計算過程帶來了誤差。

隨著人工智能的發展，IDC機房結合人工智能成為了節能新潮流。基于機房運行的各種參數數據，采用人工智能算法獲取機房的環境狀態指標并且自行進行優化調整，這對于機房安全穩定高效運行具有重要意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于針對現有技術中數據機房沒有根據服務器的每日分時熱負荷的變化實現分區的不合理的布置會造成不必要的能源浪費的缺陷，提供一種可維持數據機房的整體高效穩定運行，實現節能環保的節能型數據機房的冷卻系統及方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

提供一種節能型數據機房的冷卻系統，包括冷通道，該冷通道包括多個區域，不同區域中放置不同類型的服務器；服務器按照每天的分時負荷高低進行分類；每個區域中單獨設置電子風閥；每個區域內在送風口和回風口處還設有溫度傳感器、濕度傳感器和風速風量傳感器；