一种机柜温度控制方法以及控制系统与流程

本发明属于机柜的散热技术领域，更具体地说，是涉及一种机柜温度控制方法以及控制系统。

背景技术：

机柜作为一种常年需要散热的设备，机柜内部温度会随着其内部负载设备的升降而变化。

现有一体化智能机柜内的温控系统均由温度传感器进行检测和反馈，根据实时温度进行控制，温度传感器安装在温控系统的内部，不能直接反馈负载设备的进、出风温度；现有一体化智能机柜内部的温控系统通常是根据其内部温度变化来调整温控系统的制冷量输出，这种温度值不能突变，有严重的滞后效应，当负载设备的功率波动较大时，温控系统不能及时作出反应，造成机柜内部有局部热点。

技术实现要素：

本发明提供一种机柜温度控制方法以及控制系统，以解决现有一体化智能机柜内部的温控系统根据其内部温度变化来调整温控系统的制冷量输出，这种温度值不能突变，有严重的滞后效应，当负载设备的功率波动较大时，温控系统不能及时作出反应，造成机柜内部有局部热点的问题。

一种机柜温度控制方法，包括：

监控系统判断温控系统是否正常；

若所述温控系统正常，则所述监控系统判断电源系统是否正常；

若所述电源系统正常，则所述监控系统采集负载设备的功率以及温控系统的额定制冷量；

所述监控系统根据负载设备的功率计算得到温控系统所需的制冷量；

所述监控系统根据所述温控系统所需的制冷量以及温控系统的额定制冷量计算得到所述温控系统的制冷输出能力值；

所述监控系统向所述温控系统反馈的所述制冷输出能力值，以使所述温控系统根据所述制冷输出能力值来控制制冷设备的制冷输出。

一种机柜温度控制系统，机柜温度控制系统包括温控系统、监控系统、电源系统以及负载设备；

所述监控系统用于判断所述温控系统是否正常；若所述温控系统正常，则判断所述电源系统是否正常；若所述电源系统正常，则采集负载设备的功率以及温控系统的额定制冷量；根据负载设备的功率计算得到温控系统所需的制冷量；根据所述温控系统所需的制冷量以及温控系统的额定制冷量计算得到所述温控系统的制冷输出能力值；

所述温控系统用于接收所述监控系统反馈的所述制冷输出能力值，并根据所述制冷输出能力值来控制制冷设备的制冷输出。

上述机柜温度控制方法以及控制系统，所述机柜温度控制方法包括监控系统判断温控系统是否正常；若所述温控系统正常，则所述监控系统判断电源系统是否正常；若所述电源系统正常，则所述监控系统采集负载设备的功率以及温控系统的额定制冷量；所述监控系统根据负载设备的功率计算得到温控系统所需的制冷量；所述监控系统根据所述温控系统所需的制冷量以及温控系统的额定制冷量计算得到所述温控系统的制冷输出能力值；最后所述监控系统向所述温控系统反馈的所述制冷输出能力值，以使所述温控系统根据所述制冷输出能力值来控制制冷设备的制冷输出。本发明机柜温度控制系统能追踪负载设备的功率实时变化，并及时对温控制冷能力进行调整，避免出现局部热点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例中机柜温度控制方法的一流程图；

图2是本发明一实施例中机柜温度控制方法的另一流程图；

图3是本发明一实施例中机柜温度控制方法的温控系统的制冷输出能力值的运行曲线图；

图4是本发明一实施例中机柜温度控制系统的一原理框图；

图5是本发明一实施例中计算机设备的一示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在一实施例中，如图1所示，提供一种机柜温度控制方法，包括如下步骤：

s10：监控系统判断温控系统是否正常。

s20：若所述温控系统正常，则所述监控系统判断电源系统是否正常。

可理解地，监控系统启动，监控系统判断温控系统的通讯是否正常；若所述温控系统正常，则所述监控系统判断电源系统是否正常；若所述温控系统的通讯不正常，则所述温控系统检测当前回风温度，其中，当前回风温度为在当前时刻下的温控系统的实时温度值，若所述当前回风温度超过预设温度，则所述温控系统利用pid算法根据前回风温度与预设温度计算制冷输出能力值，其中，预设温度是指预先设定的温度，例如，预设温度为36°，当前回风温度为37°，若所述当前回风温度“37°”超过预设温度“36°”，则所述温控系统根据pid算法计算得出制冷输出能力值，并所述温控系统根据所述制冷输出能力值来控制所述制制冷设备的输出。

可理解地，若所述温控系统的通讯正常，则监控系统判断电源系统的通讯是否正常；若所述电源系统的通讯正常，则所述监控系统采集负载设备的功率以及温控系统的额定制冷量；若所述电源系统的通讯不正常，则所述监控系统判断负载设备是否正常，若所述负载设备正常，则所述监控系统采用如下制冷量公式得到所述温控系统所需的制冷量；qt＝q1＝kq2；其中，qt为温控系统所需的制冷量，q1为电源系统的功率，k为预设增加系数，q2为负载设备的功率；所述监控系统采用如下回风温度影响程度值公式得到回风温度影响程度值；m＝(t2-t1)/t；其中，m为回风温度变化对温控系统的制冷能力的影响程度值，t1为第一回风温度，t2为第二回风温度，t为预设参考温度；采用制冷输出能力值公式，得到所述温控系统的制冷输出能力值；n＝(1+m)qt/qn；其中，n为温控系统的制冷输出能力值，1为温控系统为满负荷运行的系数值，qn为温控系统的额定制冷量。

若所述电源系统的通讯不正常，则所述温控系统利用pid算法根据前回风温度与预设温度计算制冷输出能力值。

s30：若所述电源系统正常，则所述监控系统采集负载设备的功率以及温控系统的额定制冷量。

可理解地，监控系统可以对以下数据进行采集：温控系统的额定制冷输出能力、温控系统的额定制冷量、温控系统的制冷输出百分比、电源系统的总容量、电源系统的功率、电源系统的电压、电源系统的电流、负载设备的工作电压、负载设备的工作电流等。可以根据负载设备的工作电压以及负载设备的工作电流得到负载设备的功率。

s40：所述监控系统根据负载设备的功率计算得到温控系统所需的制冷量。

在一实施例中，步骤s40中，也即所述监控系统根据负载设备的功率计算得到温控系统所需的制冷量，具体包括如下步骤：

s41：所述监控系统采集电源系统的功率。

s42：所述监控系统根据机柜的除负载设备之外的额外耗电设备的功率设置预设增加系数。

s43：所述监控系统采用如下制冷量公式得到所述温控系统所需的制冷量；

qt＝q1＝kq2；

其中，qt为温控系统所需的制冷量，q1为电源系统的功率，k为预设增加系数，q2为负载设备的功率。

可理解地，机柜主要的热量来源有：负载设备负荷、机柜环境热辐射、机柜环境的外界负荷，而机柜采用全封闭式结构设计，机柜的侧板及柜门使用了隔热处理，在计算时不考虑机柜环境热辐射、机柜环境的外界负荷，因而机柜内的控温系统所需的制冷量即为设备负荷。然而机柜内不仅仅只有负载设备，还包含有额外耗电设备，额外耗电设备可以为监控设备、照明设备等的辅助设备，因而预设增加系数为1.05～1.1。

在本实施例中，根据负载设备的功率以及预设增加系数计算得到温控系统所需的制冷量，本方案考虑到监控设备、照明设备等额外的耗电设备，根据额外耗电设备得到预设增加系数，并能够实时追踪负载设备的功率实时变化，计算得到温控系统所需的制冷量，提高了温控系统所需的制冷量计算的准确度。

s50：所述监控系统根据所述温控系统所需的制冷量以及温控系统的额定制冷量计算得到所述温控系统的制冷输出能力值。

在一实施例中，步骤s50中，也即所述监控系统根据所述温控系统所需的制冷量以及温控系统的额定制冷量计算得到所述温控系统的制冷输出能力值，具体包括如下步骤：

s51：所述监控系统采用如下制冷输出能力值公式得到所述制冷输出能力值；

n＝qt/qn；

其中，n为温控系统的制冷输出能力值，qn为温控系统的额定制冷量。

可理解地，n为温控系统的制冷输出能力值，最大为1，当n为1时温控系统的制冷输出能力最大，也即满负荷运行；考虑到，温控系统的制冷设备的最低运行转速为n＝0.2，当计算结果n小于0.2时，则仍以0.2倍额定制冷输出。

在本实施例中，采用制冷输出能力值公式根据温控系统所需的制冷量以及温控系统的额定制冷量计算得出温控系统的制冷输出能力值，以使得计算得出的温控系统的制冷输出能力值更加准确，以便于后续根据制冷输出能力值来控制制冷设备的制冷输出。

s60：所述监控系统向所述温控系统反馈的所述制冷输出能力值，以使所述温控系统根据所述制冷输出能力值来控制制冷设备的制冷输出。

可理解地，在本发明的机柜温度控制方法中，只有在所述监控系统检测到温控系统通讯正常、电源系统通讯正常的情况下才能启动该机柜温度控制方法；而在温控系统通讯正常、电源系统通讯不正常，但是负载设备通讯正常的情况下也能启用该机柜温度控制方法；假如，所述监控系统检测到温控系统与监控系统通讯不正常时，此时温控系统不能接收到监控系统发出的命令，也不能将自身的数据传递给监控系统。因此，当所述监控系统检测到温控系统和监控系统不正常时，所述温控系统将利用pid算法根据前回风温度与预设温度计算制冷输出能力值，温控系统再根据该制冷输出能力值控制制冷设备的制冷输出。

可理解地，在本发明的机柜温度控制方法中，当n＝0.2时，所述监控系统向所述温控系统反馈的所述制冷输出能力值为0.2，以使所述温控系统根据所述制冷输出能力值0.2来控制制冷设备的制冷输出；其中，制冷输出能力值0.2，也即制冷设备满负荷运行状态下的20％。

在图1对应的实施例中，所述机柜温度控制方法包括监控系统判断温控系统是否正常；若所述温控系统正常，则所述监控系统判断电源系统是否正常；若所述电源系统正常，则所述监控系统采集负载设备的功率以及温控系统的额定制冷量；所述监控系统根据负载设备的功率计算得到温控系统所需的制冷量；所述监控系统根据所述温控系统所需的制冷量以及温控系统的额定制冷量计算得到所述温控系统的制冷输出能力值；所述监控系统向所述温控系统反馈的所述制冷输出能力值，以使所述温控系统根据所述制冷输出能力值来控制制冷设备的制冷输出。本发明机柜温度控制系统能追踪负载设备的功率实时变化，并及时对温控制冷能力进行调整，避免出现局部热点。

在一实施例中，如图2所示，步骤s50之前，也即所述监控系统根据所述温控系统所需的制冷量以及温控系统的额定制冷量计算得到所述温控系统的制冷输出能力值之前，所述方法具体还包括如下步骤：

s70：所述监控系统采集温控系统的第一回风温度以及第二回风温度，其中，第一回风温度是指某一时刻下的实时温度值，第二回风温度是指在该时刻经过预设时间段后的实时温度值。

s80：所述监控系统根据所述第一回风温度以及第二回风温度计算得到回风温度影响程度值，其中，回风温度影响程度值是指回风温度变化对温控系统的制冷能力的影响程度值。

在一实施例中，步骤s80中，也即所述根据所述第一回风温度以及第二回风温度计算得到回风温度影响程度值，具体包括如下步骤：

s81：所述监控系统采用如下回风温度影响程度值公式得到回风温度影响程度值；

m＝(t2-t1)/t；

其中，m为回风温度变化对温控系统的制冷能力的影响程度值，t1为第一回风温度，t2为第二回风温度，t为预设参考温度。

可理解地，t1为某一时刻下温控系统的实时温度值，例如，12：00的实时温度为26°；t2为在该时刻经过预设时间段后的实时温度值，例如预设时间段为30分钟，在12:00经过30分钟后的实时温度值为29°；t为预设参考温度，预设参考温度为预先设定的参考的温度值，预设参考温度可以为35°～40°之间。

可理解地，当t2大于t1时，则说明t2-t1为正数，表明温度增加，因而可适当增加温控系统的制冷输出能力，反之减少制冷输出能力；当t2大于t1时，t2-t1的差值越大，增加温控系统的制冷输出能力越大，反之差值越小，增加的温控系统的制冷输出能力越小。

在本实施例中，采用回风温度影响程度值公式，根据第一回风温度、第二回风温度以及预设参考温度计算得到的回风温度变化对温控系统的制冷能力的影响程度值，以使得计算出的影响程度值更加准确，以便于后续根据影响程度值来计算温控系统的制冷输出能力值。

步骤s60中，所述监控系统根据所述温控系统所需的制冷量以及温控系统的额定制冷量计算得到所述温控系统的制冷输出能力值，所述方法具体包括如下步骤：

s90：所述监控系统根据所述温控系统所需的制冷量、回风温度影响程度值以及所述额定制冷量计算得到所述制冷输出能力值。

在一实施例中，步骤s90中，也即所述监控系统根据所述温控系统所需的制冷量、回风温度影响程度值以及所述额定制冷量计算得到所述制冷输出能力值，具体包括如下步骤：

所述监控系统采用制冷输出能力值公式，得到所述温控系统的制冷输出能力值；

n＝(1+m)qt/qn；

其中，n为温控系统的制冷输出能力值，1为温控系统为满负荷运行的系数值，qn为温控系统的额定制冷量。

可理解地，请参阅图3，m为回风温度变化对温控系统的制冷能力的影响程度值，采用制冷输出能力值公式n＝(1+m)qt/qn，考虑回风温度变化对温控系统的制冷能力的影响程度，将回风温度变化对温控系统的制冷能力的影响程度值作为温控系统的制冷输出能力值的参考因素，此外，qt的计算方式详见步骤s41～s43，此处不做累述，m的计算方式详见步骤s81，此处不做累述；最后所述监控系统向所述温控系统反馈的该制冷输出能力值，以使所述温控系统根据所述制冷输出能力值来控制制冷设备的制冷输出。

在本实施例中，所述监控系统采用制冷输出能力值公式，所述监控系统根据温控系统所需的制冷量、温控系统的额定制冷量以及影响程度值，计算得出温控系统的制冷输出能力值，本方案考虑到回风温度变化对温控系统的制冷能力的影响程度值作为辅助判断条件，以及将温控系统所需的制冷量作为主要判断条件，进行温控系统的制冷能力的调整，以提高温控系统根据所述制冷输出能力值来控制制冷设备的制冷输出的准确度。

在图2对应的实施例中，所述监控系统根据所述第一回风温度以及第二回风温度计算得到回风温度影响程度值，本方案考虑到回风温度变化对温控系统的制冷能力的影响程度值，将回风温度作为辅助判断条件，进行进行温控系统的制冷能力小范围调整，根据所述温控系统所需的制冷量、回风温度影响程度值以及所述额定制冷量计算得到所述制冷输出能力值，以提高温控系统的制冷输出能力值的准确度。

在一实施例中，所述机柜部署有所述的机柜温度控制方法，所述机柜温度控制方法应用于机柜温度控制系统中，所述机柜温度控制系统，包括温控系统、监控系统、电源系统以及负载设备；

所述监控系统用于判断所述温控系统是否正常；若所述温控系统正常，则判断所述电源系统是否正常；若所述电源系统正常，则采集负载设备的功率以及温控系统的额定制冷量；根据负载设备的功率计算得到温控系统所需的制冷量；根据所述温控系统所需的制冷量以及温控系统的额定制冷量计算得到所述温控系统的制冷输出能力值；

所述温控系统用于接收所述监控系统反馈的所述制冷输出能力值，并根据所述制冷输出能力值来控制制冷设备的制冷输出。

可理解地，机柜温度控制系统还包括电源系统、备电系统和承载装置；所述电源系统根据输入输出可以分为ups及开关电源，用于将输入电源进行滤波整流，输出无高频谐波的高质量电源，同时为备电系统提供充电、放电接口。

所述备电系统为铅酸电池、铁锂电池等，当市电停电时，能为机柜内设备提供后备电源，保证重要设备一段时间内持续运行，直至电量耗尽或市电恢复。

承载装置可以为柜体、托盘、导轨等结构件，用于为各系统、设备提供安装环境，构成一个相对密闭的空间，减小对外部环境的影响。

温控系统可以是一种机架式空调或侧出风的列间空调，为机柜内环境降温，保证各设备运行时处于合适的温度，避免温度过热导致设备工作效率降低甚至宕机。

监控系统可以对各系统、设备进行监控和管理，实时采集数据并分析，并能将数据上传至上端管理平台，通过监控系统，可以将温控系统、电源系统、负载设备整合起来，形成一个系统级的闭环温控逻辑。

在一实施例中，所述监控系统还用于采集温控系统的第一回风温度以及第二回风温度，其中，第一回风温度是指某一时刻下的实时温度值，第二回风温度是指在该时刻经过预设时间段后的实时温度值；

所述监控系统还用于根据所述第一回风温度以及第二回风温度计算得到回风温度影响程度值，其中回风温度影响程度值是指回风温度变化对温控系统的制冷能力的影响程度值；根据所述温控系统所需的制冷量、回风温度影响程度值以及所述额定制冷量计算得到所述制冷输出能力值。

在一实施例中，所述监控系统还用于采集电源系统的功率；根据机柜的除负载设备之外的额外耗电设备的功率设置预设增加系数；

采用如下制冷量公式得到所述温控系统所需的制冷量；

qt＝q1＝kq2；

其中，qt为温控系统所需的制冷量，q1为电源系统的功率，k为预设增加系数，q2为负载设备的功率；

采用如下制冷输出能力值公式得到所述制冷输出能力值；

n＝qt/qn；

其中，n为温控系统的制冷输出能力值，qn为温控系统的额定制冷量。

在一实施例中，所述监控系统还用于采用如下回风温度影响程度值公式得到回风温度影响程度值；

m＝(t2-t1)/t

其中，m为回风温度变化对温控系统的制冷能力的影响程度值，t1为第一回风温度，t2为第二回风温度，t为预设参考温度；

采用制冷输出能力值公式，得到所述温控系统的制冷输出能力值；

n＝(1+m)qt/qn；

其中，n为温控系统的制冷输出能力值，1为温控系统为满负荷运行的系数值，qn为温控系统的额定制冷量。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明的实施过程构成任何限定。

在一实施例中，提供一种机柜温度控制系统，该机柜温度控制系统与上述实施例中机柜温度控制方法一一对应。如图4所示，该机柜温度控制系统包括第一判断模块10、第二判断模块20、采集模块30、第一计算模块40、第二计算模块50和反馈模块60。各功能模块详细说明如下：

第一判断模块10，用于监控系统判断温控系统是否正常；

第二判断模块20，用于若所述温控系统正常，则所述监控系统判断电源系统是否正常；

采集模块30，用于若所述电源系统正常，则所述监控系统采集负载设备的功率以及温控系统的额定制冷量；

第一计算模块40，用于所述监控系统根据负载设备的功率计算得到温控系统所需的制冷量；

第二计算模块50，用于所述监控系统根据所述温控系统所需的制冷量以及温控系统的额定制冷量计算得到所述温控系统的制冷输出能力值；

反馈模块60，用于所述监控系统向所述温控系统反馈的所述制冷输出能力值，以使所述温控系统根据所述制冷输出能力值来控制制冷设备的制冷输出。

关于机柜温度控制系统的具体限定可以参见上文中对于机柜温度控制方法的限定，在此不再赘述。上述机柜温度控制系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，如图5所示，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

监控系统判断温控系统是否正常；

若所述温控系统正常，则所述监控系统判断电源系统是否正常；

若所述电源系统正常，则所述监控系统采集负载设备的功率以及温控系统的额定制冷量；

根据所述监控系统负载设备的功率计算得到温控系统所需的制冷量；

根据所述监控系统所述温控系统所需的制冷量以及温控系统的额定制冷量计算得到所述温控系统的制冷输出能力值；

所述监控系统向所述温控系统反馈的所述制冷输出能力值，以使所述温控系统根据所述制冷输出能力值来控制制冷设备的制冷输出。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

监控系统判断温控系统是否正常；

若所述温控系统正常，则所述监控系统判断电源系统是否正常；

若所述电源系统正常，则所述监控系统采集负载设备的功率以及温控系统的额定制冷量；

所述监控系统根据负载设备的功率计算得到温控系统所需的制冷量；

所述监控系统根据所述温控系统所需的制冷量以及温控系统的额定制冷量计算得到所述温控系统的制冷输出能力值；

所述监控系统向所述温控系统反馈的所述制冷输出能力值，以使所述温控系统根据所述制冷输出能力值来控制制冷设备的制冷输出。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述系统的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。