一种节能降耗的大型机房系统及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种机房制冷除湿控制技术，尤其是涉及一种采用组合式模块化单体精确控制、结构更简洁的节能降耗的大型机房系统及控制方法。
【背景技术】
[0002]目前大型计算机数据中心的机房占地空间大，根据机房规范要求的防火、防震、防雷、防辐射、防静电等，机房的造价十分昂贵。
[0003]其次在节能降耗等问题上始终是个巨大的难题，中大型机房一般都需要大功率的制冷恒温设备和备份机组，需要庞大的下送风管道和庞大的上抽风管道。机房大空间墙体、地面都会吸收冷量，能耗大，并且多数均处于过冷的超能耗状态，另外，机房内关键设备的关键数据保护主要靠机房管理人员的素质。管理上需要一定的人工资源且存在安全隐患。如申请号为201310084125.2，名称为一种机房的中国发明申请，机房包括室体；空调组件，所述空调组件设在所述室体内且所述空调组件具有出风口和回风口 ；静压箱，所述静压箱设在所述室体内且与所述出风口相连；送风风道，所述送风风道设在所述室体内且沿纵向延伸，所述送风风道的底壁上形成有送风口 ；整机柜组件，所述整机柜组件设在所述室体的地面上且位于所述送风风道的下方，所述整机柜组件包括两排整机柜，所述两排整机柜在横向上分别位于所述送风口的两侧，且所述两排整机柜在横向上分别一一对应以在所述两排整机柜之间限定出冷过道；以及上下敞开的隔离边框，所述隔离边框设在所述送风风道和所述整机柜组件之间用于封闭所述冷过道的顶部与所述送风口之间的空间。该机房就存在上述的缺点，其需要设置庞大的下送风管道和庞大的上抽风管道，还要设置用于封闭冷过道顶部和送风口之间空间的隔离边框，制造成本大。
【发明内容】
[0004]本发明主要是解决现有机房制造成本高，能耗大的问题，提供了一种采用组合式模块化单体精准控制的、利用热气动力学散热、采用微空间制冷技术的节能降耗的大型机房系统。
[0005]本发明还提供了一种节能降耗的大型机房系统控制方法。
[0006]本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:一种节能降耗的大型机房系统，包括机房和集群监控云端，所述机房包括若干单体核心端，在机房上部设置有出风口，出风口连接通通风管，通风管延伸至单体核心端上部，在机房下部设置有自然进风口，所属单体核心端内设置有制冷除湿控制装置，制冷除湿控制装置包括制冷除湿单元、温控单元和处理单元，温控单元、处理单元分别与制冷除湿单元连接，处理单元还与集群监控云端通过网络相连接；单体核心端为一种监控制冷恒温机柜。温控单元和处理单元共同构成了控制模块。
[0007]温控单元:对单体核心端内温度进行监控，根据温度变化控制制冷除湿单元进行工作； 处理单元:采集并计算、分析当前设置值是否合适，如果不合适根据计算结果进行修正，修正失败则给集群监控云端发送告警信号；为了实现对每一个单体核心端进行监控，处理单元每隔数分钟发送数据给集群监控云端。
[0008]集群监控云端:接收处理单元发送的信息，对单体核心端进行监控，并在检测到单体核心端发生异常时，将告警信息发送给用户或厂家。集群监控云端根据权限分发给生产厂家和用户，作为产品质量跟踪与服务的主要数据库。由于每一个单体核心端都有独立的编码系统，发生异常可由集群监控云端迅速侦查到，并有短信告知用户或厂家，如数分钟内无应答，短信呼叫即可按设定的权限再次呼叫负责人的上级领导，直到问题得到处理。这种组合式模块化单体精准控制的机房技术，大大减少了机房的工作人员，规模较小的数据中心甚至无需现场专人值守，并且由于可以对每一个单体核心端的安全实现全监控，加强了内外部人员非法侵入机柜的措施。另外组合式模块化单体精准控制的机房技术，可以防止地质灾害、火灾给机房带来的毁灭性损害。无需设置静电板，无需设置防辐射墙面等，仅对建筑的通风条件作出一定改进。
[0009]本发明机房采用微空间技术代替大空间制冷除湿技术，即对每一个单体核心端的单体微空间进行制冷恒温，因此有效避免了大空间墙体、地面吸收冷量，避免传统机房风管过长弯曲，损耗制冷量功率的弊病。由于是微空间制冷技术，单体核心段的制冷量可以最大限度的作用于产生高热的服务器，几乎达到无能量损失。
[0010]作为上述方案的一种优选方案，所述制冷除湿单元包括主制冷设备和二次制冷设备，主制冷设备包括压缩机和离心风机，二次制冷设备包括过冷器。主制冷设备用于正常情况下的制冷，二次制冷设备用于特殊情况下增加制冷。
[0011]作为上述方案的一种优选方案，所述单体核心端布置成多个内围合式结构，所述通风管延伸至单体核心端围合中间，通风管设有两个风道，一个为自然通风风道，另一个为风机通风风道，风机通风风道在出风口处安装有风机。内围合式结构是将单体核心端背部散热口朝内围在一起，则通风管在围合中间集中抽出热气。本方案为采用热风管道，无需安装冷风管道，由于冷风管道需要高绝热的材料封装，每一个弯口都将是能耗的损失，因而需要每个出风口设计一个风机以增加送风量，而本方案的热风管道利用热空气强力的向上动能，只需在机房顶部设置流畅的出风口就行，内围合式布局中间的热风管道尽量对着出风口，除炎热的夏天，多数季节无需用风机抽热，与外部温差越大，热风管道内的空气往外冲的动能越大，达到了节能、减少成本的效果。设置两个风道，在春秋和冬季不需要开启风机时，室内热气从自然通风风道拔出，当炎热的夏天受室内温控开启风机时，自然通风风道自动关闭，室内的热空气被风机由风机通风风道抽出。根据业务的发展，可以随意搬迀，随时增添单体核心端，任意改变布置。
[0012]作为上述方案的一种优选方案，所述单体核心端布置成外围合式结构或一字队列式结构，单体核心端分别背对自然进风口，在自然进风口上安装有活动过滤网。外围合式将单体核心端背部散热处朝外围成一圈，布置成外围合式或一字队列式结构，可以无需专门设置冷风管道和风管，节约了成本，同时根据业务的发展，可以随意搬迀，随时增添单体核心端，任意改变布置。
[0013]作为上述方案的一种优选方案，所述单体核心端包括柜体，柜体上部为硬件室，在柜体下部设置有抽拉式箱体，抽拉式箱体设置有制冷除湿室，制冷除湿装置设置在制冷除湿室内，所述制冷除湿室内设有冷热空气交换室，在冷热空气交换室中间设置有隔板将冷热空气交换室分隔成湿热空气释放腔和冷干空气抽离腔，隔板上设置有通孔将湿热空气释放腔和冷干空气抽离腔相连通，在湿热空气释放腔内设置有蒸发器，湿热空气释放腔壁上开有空气进风口，在冷干空气抽离腔壁上开有冷气出风口，冷气出风口、空气进风口连接到硬件室底部。制冷除湿装置安装在抽拉式箱体内，实现了抽拉式机组安装方式，便于快捷的检查和维护。另外将冷热空气交换从硬件室内分离出来，专门设置有冷热空气交换室，硬件室与冷热空气交换室给子形成单独密封空间，中间通过出风口相连通，这样使得冷热空气交换在专门的密封空间内进行，保证了硬件室始终处于相对干燥低温的环境，解决了凝露的可能。
[0014]一种节能降耗的大型机房系统控制方法，包括制冷除湿装置的控制步骤，其步骤为:
1)开始工作，启动离心风机间断工作，初始化各参数；
2)检测环境温度Ttl是否大于等于35摄氏度，若是则计算环境温度上升差值Tp=T0-35,进入下步骤；若否则计算环境温度上升差值Tp=O进入下步骤；该启动温度默认值为主制冷设备开启温度值，启动温度默认值设置要大于35摄氏度。
[0015]3)检测单体核心端内温度Ti是否大于启动温度默认值Ts与环境温度上升差值Tp的和，若是则开启压缩机和离心风机，并累计开机时间tm，累计工作时间t，进入下步骤；若否则累计工作时间t，进入下步骤；
4)判断累计工作时间t是否大于单次循环时间ts，若是则计算上次循环内关机时间百分比Ptd，循环次数C加1，清空工作时间t和开机时间tm，进入下步骤；若否则进入步骤6);当工作时间t大于单次循环时间ts，即完成一次循环。单次循环内关机时间百分比Ptd=
(t-ton) /to
[0016]5)判断上次循环内关机时间百分比Ptd是否大于循环时间的30%或Ptd不存在，若否则将Ptd小于循环时间30%的次数Ctd加1，开启过冷器，进入下步骤；若是则进入下步骤；
6)判断循环次数是否大于10次且在10次循环中Ptd小于30%次数百分比PPtd大于30%，若是则发送超负荷工作告警信息给集群监控云端，进入下步骤；若否则进入下步骤；
7)检测单体核心端内温度是否大于41摄氏度，若是开启过冷器，进入下步骤；若否则进入下步骤；
8)判断单体核心端内温度