一种适用于数据中心精密空调风冷型群控控制系统的制作方法

本实用新型涉及精密空调风冷型群控开发技术领域，尤其是一种适用于数据中心精密空调风冷型群控控制系统。

背景技术：

伴随着云计算、物联网产业的布局加速，数据中心的建设超前，各种负载率运行状态下节能降耗问题也进一步凸显，如何实现有效的节能改造，需要从多方面考虑。2017年4月《工信部关于加强“十三五”信息通信业节能减排工作的指导意见》中，到2020年新建大型、超大型数据中心的能耗效率（pue）值达到1.4以下，各大运营商积极对其所属数据中心进行排查整改，解决空调满负荷运行带来的能耗浪费，优化运行pue。

从数据中心的能耗构成来看，空调系统占据数据中心总能耗的三成以上，是一个重要的能耗单元，具有非常强大的pue降低潜力。此外，成本压力及技术进步，伴随而来的是数据中心的功率密度的大幅提高，以及发热量趋于集中化，局部过热现象增多。针对性采用空调系统节能优化、改造技术，一方面可以大幅降低数据中心能耗，取得巨大的节能收益，另一方面也可以提升机房的可靠性。

对于数据中心空调节能，因空调末端有着直面热负荷、易于调整、节能明显的优势，用户的目光多集中于空调末端的控制模式上。由于数据中心大多采用超前建设模式，机房精密空调按照“n+x”冗余配置部署，在低负载率运行状态下，不可避免的存在制冷量浪费、空调竞争运行等现象，不利于节能减排及pue的优化调整，在满负荷机房中，热负荷密度呈非均匀化现象，通常用户以热孤岛区域的温度来制定精密空调的回风温度，这将造成极大的能量浪费。针对上述现象，本实用新型提出一种适用于数据中心精密空调风冷型群控控制系统。

技术实现要素：

根据现有技术中存在的上述不足之处，本实用新型的目的是提供一种适用于数据中心精密空调风冷型群控控制系统。

本实用新型提供的一种适用于数据中心精密空调风冷型群控控制系统，包括群控平台、空调状态采集与控制模块、温度检测模块、智能电表、动力环境监控平台、动力环境监控网络或公共网络，其中：

所述群控平台，部署控制模式包括节能模式、安全模式和轮巡模式；

所述空调状态采集与控制模块，属于遥测和遥调范畴，跟踪采集各精密空调的性能参数并传递至所述群控平台，并利用所述群控平台的各部署控制模式对各精密空调进行行为管理；

所述温度检测模块，由布放在机房冷、热通道内的温度传感器组成，采集特定区域温度，上传至所述群控平台，为所述群控平台的各部署控制模式提供温度数据支撑，其采集的发热源数据须具有代表性、可操作性，能够满足机房制冷需求；

所述智能电表，采集精密空调的上端配电设施的电流与电压值，传递至所述群控平台，为所述群控平台的各部署控制模式提供数据支撑；

进一步地，在节能模式下，设置冷、热通道温度运行参数区间，所述群控平台将所述温度检测模块上传的温度值与热负荷加权计算得出冷、热通道加权平均温度值，所述群控平台在所述冷、热通道加权平均温度值与所述冷、热通道温度运行参数区间之间作对比，所述群控平台根据对比结果，并依据精密空调压缩机运行时长选择特定精密空调执行操作，最终使冷、热通道加权平均温度值达到预设区间；

进一步地，在安全模式下，所述群控平台依据所述智能电表测得的精密空调上端配电设施电流与电压异常情况，分区域、分组延时启动精密空调，使得精密空调启动稳态电流增幅稳定，避免影响后备油机供电质量；当单台精密空调出现故障，或者出现局部区域过热或所述冷通道加权平均温度值超出安全范围，所述群控平台控制冗余精密空调增加制冷功率；

进一步地，在轮巡模式下，通信核心机房及idc机房采用“n+x”精密空调配置，在所述群控平台设置回风温度，依次逐台遥调精密空调，通过所述智能电表采集的精密空调上端配电设施的电流与电压值来验证精密空调工况，检查精密空调状态，轮巡结束回退初始参数以及返回工况信息；

可选地，整个系统组网模式有两种，一种是所述群控平台、所述空调状态采集与控制模块和所述温度检测模块通过所述公共网络，实现精密空调群控控制模式；另一种是已处于动力环境监控系统网络的精密空调，数据通信口被占用，且要求不得拆除原有通信线路，不得影响动力环境监控系统运行，则所述群控平台、所述空调状态采集与控制模块和所述温度检测模块内嵌于动力环境监控系统中，实现精密空调群控控制模式。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型提供的一种适用于数据中心精密空调风冷型群控控制系统，能够依照热负荷波动曲线调整精密空调运行参数，针对不同季节，自适应到节能制冷方式；

2.本实用新型提供的一种适用于数据中心精密空调风冷型群控控制系统，对由数据中心发电油机测试时电油机切换操作引起的精密空调再开机带来的迎峰启动问题，提供了解决办法；

3.本实用新型提供的一种适用于数据中心精密空调风冷型群控控制系统，对于局部区域精密空调故障，可调用冗余精密空调增加制冷量，提高安全保障系数；

4.本实用新型提供的一种适用于数据中心精密空调风冷型群控控制系统，可内嵌于动力环境监控系统，无需占用多余数据接口，便可实施，提高了数据中心动力环境监控系统的网络安全与保密性，同时即使精密空调数据接口有限也可实现本技术方案。

附图说明

图1是本系统独立实施的实施方法示意图；

图2是本系统内嵌于动力环境监控系统的实施方法示意图；

图3以冷通道加权平均温度值为指标的精密空调调整流程图；

图4以热通道加权平均温度值为指标的精密空调调整流程图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本实用新型的目的、特征和优点更加明显易懂。显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，本实用新型能够以很多不同于此描述的其它方式来实现，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

实施例一：请参见图1，本实用新型提供的一种适用于数据中心精密空调风冷型群控控制系统，包括群控平台101、公共网络102、精密空调103、空调状态采集与控制模块104、温度检测模块105和智能电表106，通过所述公共网络102，所述空调状态采集与控制模块104和所述温度检测模块105与所述群控平台101建立网络连接，所述空调状态采集与控制模块104将采集到的所述精密空调103数据信息发送至所述群控平台101；

可以理解，所述空调状态采集与控制模块104采集的所述精密空调103的状态量包括所述精密空调103的运行编号、开关机状态、温度设置值、回风温度、温度高状态信息、单元风机运行状态、单元压缩机运行状态、压缩机运行时长等，所述精密空调103的状态量还包括其他，如单元压缩机告警状态、单元风机运告警状态等，具体的，可根据实际需求进行选择；

可以理解，所述空调状态采集与控制模块104，跟踪采集各所述精密空调103的状态量然后传递至所述群控平台101，并依照所述群控平台的各部署控制模式对各精密空调进行行为管理；

可以理解，所述智能电表106检测所述精密空调103的上端配电设施的电流与电压值；

可以理解，所述精密空调103以风为媒介做冷热交换，其冷源可以采用氟利昂、冷冻水等；

可以理解，所述温度检测模块105，由布放在机房冷、热通道内的温度传感器构成测温场，为使所述测温场采集的发热源数据具有代表性、可操作性，温度传感器需在冷通道和热通道均匀布放，冷通道和热通道测得的多个温度值上传至所述群控平台101，所述群控平台101根据接收到的温度值及其所在通道的机柜热负荷值，以加权计算方式得出冷、热通道加权平均温度值；

可以理解，所述群控平台101可实现的部署控制模式包括节能模式、安全模式和轮巡模式。

进一步地，所述节能模式，由所述温度检测模块105将温度值上传至所述群控平台101，所述群控平台101计算得出冷、热通道加权平均温度值进而给所述空调状态采集与控制模块104下发执行命令。

其控制流程如下：

1.在所述群控平台101，设置冷、热通道温度运行参数区间，冷通道安全温度范围1（coldhigh1，coldlow1），范围2（coldhigh2，coldlow2），范围3（coldhigh3，coldlow3），热通道安全温度范围1（hothigh1，hotlow1），范围2（hothigh2，hotlow2），范围3（hothigh3，hotlow3），冷温度调整步长1、2、3（coldtempstep1、coldtempstep2、coldtempstep3）、热温度调整步长1、2、3（hottempstep1、hottempstep2、hottempstep3）；其中，coldhigh1＞coldhigh2＞coldhigh3＞coldlow3＞coldlow2＞coldlow1；hothigh1＞hothigh2＞hothigh3＞hotlow3＞hotlow2＞hotlow1；coldtempstep1＞coldtempstep2＞coldtempstep3，hottempstep1>hottempstep2>hottempstep3。以上参数由技术人员根据需求自行设置即可。

2.通过所述冷、热通道加权平均温度值与所述精密空调103回风温度参数区间作比较，参照压缩机运行时长，所述群控平台101向所述空调状态采集与控制模块104发送命令，按照一定步长调整特定精密空调的回风温度，直至达到节能模式下的稳定状态。其逻辑判断原则如下：

⑴首先以冷通道加权平均温度值作为判定条件，流程如附图3所示，以压缩机运行时长的长短来判定特定精密空调动作；

⑵当冷通道加权平均温度值调整至范围3（coldhigh3，coldlow3）时，所述群控平台101执行热通道加权平均温度值判定，如附图4所示，以压缩机运行时长的长短来判定特定精密空调动作，最终使热通道加权平均温度值达到热通道安全温度范围（hothigh1，hotlow3）；

⑶若执行所述节能模式期间，所述冷通道加权平均温度值超过安全温度，则转为执行安全模式。

进一步地，所述安全模式，在数据中心发电油机测试时设备供电由市电转向发电油机，或者市电闪断，由所述智能电表106检测所述精密空调103的上端配电设施电流降至零且电压处于正常区间，所述空调状态采集与控制模块104采集所述精密空调103的单元压缩机运行状态为关机，所述群控平台101分区域、分组延时启动所述精密空调103，延时时间由用户配置，控制所述精密空调103达到断电前的所述空调状态采集与控制模块104下发的运行状态指令。

进一步地，所述安全模式，预先设置单点温度最高限值和冷通道加权平均温度最高限值。当单点温度超过单点温度最高限值或冷通道加权平均温度值超过冷通道加权平均温度最高限值时，所述群控平台101控制冗余精密空调增加制冷功率，依照附图3所示流程执行调整操作；单台精密空调出现故障时，所述群控平台101控制冗余精密空调增加制冷功率，依照附图3所示流程执行调整操作。

进一步地，所述轮巡模式，对通信核心机房及idc机房采用“n+x”配置的精密空调，遍历该机房精密空调的压缩机，对压缩机不工作或者工作时长较短的精密空调，调低回风温度，控制精密空调压缩机全部运行，所述空调状态采集与控制模块104采集精密空调告警信息，返回压缩机启动时长及制冷性能工况，恢复初始参数，显示轮巡结果。

本实施例中，所述空调状态采集与控制模块104占用所述精密空调103物理数据端口，适用于小型规模数据中心，机房面积小，机房配置精密空调少，无需大规模布线的情形，便于降低施工难度与控制成本。

实施例二：请参见图2，本实用新型提供的一种适用于数据中心精密空调风冷型群控控制系统，包括群控平台201、动力环境监控网络202、精密空调203、空调状态采集与控制模块204、温度检测模块205、动力环境监控平台206和智能电表207。通过所述动力环境监控网络202，所述空调状态采集与控制模块204、所述温度检测模块205和所述智能电表207与所述动力环境监控平台206建立数据连接，所述空调状态采集与控制模块204采集所述精密空调203的状态量上传至所述动力环境监控平台206。

可以理解，所述精密空调203的状态量由所述动力环境监控平台206共享给所述群控平台201。所述智能电表207检测所述精密空调203的上端配电设施的电流与电压值；

可以理解，所述温度检测模块205，由布放在机房冷、热通道内的温度传感器构成测温场，为使所述测温场采集的发热源数据具有代表性、可操作性，温度传感器需在冷通道和热通道均匀布放，冷通道和热通道测得的多个温度值通过所述动力环境监控网络202上传至所述动力环境监控平台206。所述群控平台201根据所述动力环境监控平台206共享的温度值及其所在通道的热负荷值，以加权计算方式得出冷、热通道加权平均温度值；

可以理解，通过动力环境监控网络202，所述群控平台201将控制信息下发至所述空调状态采集与控制模块204，由所述空调状态采集与控制模块204对所述精密空调203运行情况进行调整；

所述空调状态采集与控制模块204可对所述精密空调203做回风温度控制，所述动力环境监控平台206采集所述精密空调203的状态量包括运行编号、开关机状态温度设置值、回风温度、温度高状态信息、单元风机运行状态、单元压缩机运行状态、压缩机运行时长等，还包括其他状态量，如单元压缩机告警状态、单元风机运告警状态等，具体的，可根据实际需求进行选择；

可以理解，所述精密空调203以风为媒介做冷热交换，其冷源可以采用氟利昂、冷冻水等；

可以理解，所述群控平台201可实现的部署控制模式，包括节能模式、安全模式、轮巡模式。

进一步地，所述节能模式，由所述温度检测模块205将温度值上传至所述动力环境监控平台206，所述群控平台201根据所述动力环境监控平台206共享的温度值以加权计算方式得出的冷、热通道加权平均温度值进而给所述空调状态采集与控制模块204下发执行命令。

其控制流程如下：

1.在所述群控平台201，设置冷、热通道温度运行参数区间，冷通道安全温度范围1（coldhigh1，coldlow1），范围2（coldhigh2，coldlow2），范围3（coldhigh3，coldlow3），热通道安全温度范围1（hothigh1，hotlow1），范围2（hothigh2，hotlow2），范围3（hothigh3，hotlow3），冷温度调整步长1、2、3（coldtempstep1、coldtempstep2、coldtempstep3）、热温度调整步长1、2、3（hottempstep1、hottempstep2、hottempstep3)。其中，coldhigh1＞coldhigh2＞coldhigh3＞coldlow3＞coldlow2＞coldlow1；hothigh1＞hothigh2＞hothigh3＞hotlow3＞hotlow2＞hotlow1；coldtempstep1＞coldtempstep2＞coldtempstep3；hottempstep1＞hottempstep2＞hottempstep3。以上数据由技术人员根据需求自行设置即可。

2.通过冷、热通道加权平均温度值与所述精密空调203回风温度温度参数区间作比较，参照压缩机运行时长，所述群控平台201通过所述动力环境监控平台206向所述空调状态采集与控制模块204发送命令，按照一定步长调整特定精密空调的回风温度，直至达到节能模式下的稳定状态。其逻辑判断原则如下：

⑴首先以冷通道加权平均温度值作为判定条件，流程如附图3所示，以压缩机运行时长的长短来判定特定精密空调动作；

⑵当冷通道加权平均温度值处于范围3（coldhigh3，coldlow3）时，所述群控平台201执行热通道加权平均温度值判定，如附图4所示，以压缩机运行时长的长短来判定特定精密空调动作，最终使热通道加权平均温度值达到热通道安全温度范围（hothigh1，hotlow3）；

⑶若执行所述节能模式期间，所述冷通道加权平均温度值超过安全温度，则转为执行安全模式。

进一步地，所述安全模式，在数据中心发电油机测试时设备供电由市电转向发电油机，或者市电闪断，由所述智能电表207采集所述精密空调203的上端配电设施电流和电压值，所述空调状态采集与控制模块204采集所述精密空调203的单元压缩机运行状态，所述群控平台201判断所述精密空调203的上端配电设施电流降至零且电压处于正常区间且所述精密空调203的单元压缩机运行状态为关机，所述群控平台201通过所述动力环境监控平台206向所述空调状态采集与控制模块204控制所述精密空调203分区域、分组延时启动，延时时间由用户配置，控制所述精密空调203达到断电前的所述空调状态采集与控制模块204下发的运行状态指令。

进一步地，所述安全模式，预先设置单点温度最高限值和冷通道加权平均温度最高限值当单点温度超过单点温度最高限值或冷通道加权平均温度值超过冷通道加权平均温度最高限值时，所述群控平台201通过所述动力环境监控平台206向所述空调状态采集与控制模块204控制冗余精密空调增加制冷功率，依照附图3所示流程执行调整操作；单台精密空调出现故障时，所述群控平台201通过所述动力环境监控平台206向所述空调状态采集与控制模块204控制冗余精密空调增加制冷功率，依照附图3所示流程执行调整操作。

进一步地，所述轮巡模式，对通信核心机房及idc机房采用“n+x”配置的精密空调，遍历该机房精密空调的压缩机，对压缩机不工作或者工作时长较短的精密空调，调低回风温度，控制精密空调压缩机全部运行，所述空调状态采集与控制模块204采集精密空调告警信息，返回压缩机启动时长及制冷性能工况。恢复初始参数，显示轮巡结果，对制冷效果差的精密空调查找原因。

本实施例中，所述空调状态采集与控制模块204内嵌于动力环境监控系统中，无需多占用所述精密空调203物理数据端口，适用于大型数据中心。

至此，已结合说明书附图描述了本实用新型提供的一种适用于数据中心精密空调风冷型群控控制系统。本领域普通技术人员可以理解选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，进而设计适用技术人员理解的相关特征，在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员作出的更改或更换，仍在本实用新型保护范围内。