[發明專利]一種數據中心熱工環境評價方法及裝置

在審

• 申請號: 202310048411.7
• 申請日: 2023-01-18
• 公開（公告）號: CN115952060A
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 李衛;徐剛;劉建強;趙恩國;邵洪峰;陳懷宇
• 申請（專利權）人: 世源科技工程有限公司;尚寧智感（北京）科技有限公司
• 主分類號: G06F11/30
• 分類號: G06F11/30;H05K7/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明所要解決的技術問題是數據中心熱環境實時在線評價及評估手段及方法問題，方法包括：在數據中心的機柜進風口或出風口布設光纖溫度傳感器，獲取相應的測點溫度；根據熱工環境評價指標計算需要獲取數據中心的機柜空調系統的送風溫度、回風溫度；設置數據中心機架的最高允許溫度、最高推薦溫度、最低推薦溫度、最低允許溫度；利用上述溫度計算得到數據中心熱工環境的評價指標：機架冷卻指數(RCI)、回風溫度指數(RTI)、供熱指數(SHI)、回熱指數(RHI)中至少一項指標；根據上述的熱工環境評價指標，制定冷卻方案，優化冷卻效率。

技術領域

本發明涉及數據中心的熱工環境評價技術領域，特別涉及一種數據中心熱工環境評價方法及裝置。

背景技術

當前，數據中心是一個耗電量大戶同時朝著高熱密度方向發展。

對于高能耗的的問題，國家制定的指導意見中指出PUE(電能使用效率)應該控制在1.5以下，為實現這個指標，關鍵在于制冷系統，要降低制冷系統的能耗，首先要能夠測量數據中心的冷卻效率，才能找到降低制冷系統能耗的途徑。而目前實際用來評價數據中心能耗的手段和方法缺失，國內國際公認的評價方法是通過數據中心熱環境指標來評價冷卻效率，機架冷卻指數可以有效反應制冷系統的效率指標，但需要所以機柜的精細的溫度數據作為支撐，每個機柜多個溫度監測目前還是個難點。而光纖光柵陣列的出現可以填補長距離連續測溫的需求，而且不受電磁干擾，溫度精度高，布點可任意調整。

由于數據中心高熱密度發展趨勢，小體積高功耗服務器大量采用，機架的熱功率越來越大，冷卻方案的評估以及氣流的異常監測也需要通過RCI，RTI，SHI，RHI等指數的計算和分析來實現。尤其數據中心容易出現的氣流短路現象，會造成局部負載溫度的持續上升，當超過60℃的溫度后，對電子器件就會產生影響，從而影響設備的正常運行，而RTI指標可以有效的發現氣流短路現象，從而采取調整氣流流向解決冷效率問題。另外整個機房的整體熱功率和空調制冷量是否達到平衡，目前也沒有更精細的手段來控制，只是簡單的計算整體熱功率和空調制冷量定性評估，沒有量化標準，對氣流分布和溫度分布沒有仔細考慮，從而機房熱點成為司空見慣的現象，大量的數據中心深受困擾，對高熱密度數據中心來說，更加嚴峻，因此精細測溫成為必要的條件。光纖光柵溫度陣列非常適合這種場景的使用。經過指標的分析對機房冷損耗也會及時發現，并且做相應的調整。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是數據中心熱環境實時在線評價及評估手段及方法問題，解決原有手段及方法簡單粗糙的問題，可對熱環境進行精細化精準在線實時評估。

本發明基于以下技術手段解決上述問題的：一種數據中心熱工環境的評價方法，其所述方法包括：

步驟1：在數據中心的機柜進風口或出風口布設光纖溫度傳感器，獲取相應的測點溫度；

步驟2：根據熱工環境評價指標計算需要獲取數據中心的機柜空調系統的送風溫度、回風溫度；

步驟3：設置數據中心機架的最高允許溫度、最高推薦溫度、最低推薦溫度、最低允許溫度；

步驟4：利用上述溫度計算得到數據中心熱工環境的評價指標：機架冷卻指數(RCI)、回風溫度指數(RTI)、供熱指數(SHI)、回熱指數(RHI)中至少一項指標；

步驟5：根據上述的熱工環境評價指標，制定冷卻方案，優化冷卻效率。

優選地，利用實際測得的最高架入口溫度為被控變量以設定的最高推薦溫度為期望值進行機柜空調系統的送風溫度的PID閉環控制以在保障安全的條件下實現數據中心節能。

優選地，光纖溫度傳感器為基于光纖光柵陣列技術的光纖光柵溫度傳感陣列，溫度傳感器之間間距可調整。

優選地，機架冷卻指數(RCI)利用公式(1)、公式(2)計算得到，