管理通过自适应通风瓦的气流分布的制作方法
【专利说明】管理通过自适应通风瓦的气流分布
【背景技术】
[0001] 数据中心典型地包括诸如计算机房空气调节(CRAC)单元之类的被布置成向布置 在成排机架中的多个服务器供应冷却气流的多个冷却单元。冷却气流通常通过分布在活动 地板上的多个位置处的通风瓦来供应。更具体地，冷却单元将冷却气流供应到形成在活动 地板下方的压力通风口中并且冷却气流通过通风瓦供应到服务器。
[0002] 冷却单元典型地操作成基本上确保服务器中的温度维持在预确定的温度范围内。 也就是说，为了很大程度上防止服务器达到服务器低效操作或对服务器有害的温度水平， 冷却单元典型地操作成以比将服务器维持在预确定的温度范围内所必要的更低的温度和/ 或更高的体积流率供应冷却气流。冷却资源的这种过度供给是低效的，增加数据中心的操 作成本，并且缩短冷却单元的寿命跨度。
【附图说明】
[0003] 本公开的特征通过示例的方式来说明并且在以下的（多个)附图中不受限制，其中 相同的标号指示相同的元件，其中： 图1图示了根据本公开的示例的区域段(在该实例中，数据中心）的简化框图； 图2示出了根据本公开的示例的用于管理区域中的气流分布和供给的系统的框图； 图3图示了根据本公开的示例的用于管理通过自适应通风瓦的气流分布的方法的流程 图； 图4描绘了根据本公开的示例的实现管理气流供给中的模型的方法的流程图；以及 图5图示了根据本公开的示例的实现图3和4中描绘的方法的计算设备的框图。
【具体实施方式】
[0004] 出于简化和说明的目的，通过主要参考其示例来描述本公开。在以下描述中，阐述 大量特定细节以便提供本公开的透彻理解。然而，将容易清楚的是，可以在没有对这些特定 细节的限制的情况下实践本公开。在其它实例中，尚未详细描述一些方法和结构以免不必 要地使本公开模糊。
[0005] 如本文所使用的，术语"包括"意味着包括但不限于，术语"包含"意味着包含但不 限于。术语"基于"意味着至少部分地基于。此外，变量"Γ、"m"、"η"和V'意图指代等于或大 于1的整数并且可以指代关于彼此不同的值。如本文所使用的自适应通风瓦(或AVT)的术语 "设置布置"关于AVT组的设置，即开口水平。因此，AVT的设置布置标识AVT的分组以及每一 个分组中的AVT的开口水平二者。
[0006] 本文所公开的是用于管理通过多个AVT的气流分布和供给的示例方法和装置。在 一个示例中，气流分布通过导致服从一组约束的大幅优化的度量的区域中的多个AVT的设 置(例如开口水平）的确定来管理。特别地，通过模型的实现，可以（例如通过受约束度量优 化问题的计算)做出关于AVT的哪个设置布置导致如所确定的大幅优化的度量的确定。度量 可以包括可以写作AVT和流体移动设备(FMD)致动的函数的度量，诸如冷却成本、碳排放、可 持续性等中的任一个。作为特定示例，本文所公开的示例方法和装置管理通过AVT的气流分 布以大幅最小化冷却成本。在另一示例中，管理通过AVT的气流分布以大幅最小化碳排放 和/或最大化可持续性。
[0007] 根据示例，将AVT分组成其中第一组中的AVT的开口水平关于彼此基本上是统一 的，第二组中的AVT的开口水平关于彼此基本上是统一的等等的多个组。作为特定示例，根 据其中定位自适应通风瓦的冷通道来将AVT分组在一起。也就是说，将公共冷通道中的AVT 分组在一起。在一方面，通过将特定组中的AVT的开口水平设置成关于彼此基本上相同，导 致大幅优化的度量的AVT的设置布置的确定可以以相比于在不将AVT分组成多个组的情况 下做出该确定而言相对不太计算密集的方式确定。此外，或可替换地，冷通道可以通过使用 诸如帘幕、墙壁、门等之类的屏障基本上与热通道（即不包含AVT的通道)分离，这可以进一 步增强气流分布的管理以大幅优化度量。
[0008] 根据示例，可以以两步优化方式执行气流分布和供给的管理。第一步骤可以包括 AVT的设置布置的确定并且第二步骤可以包括多个FMD的操作设置(例如供应空气温度和气 流的体积流率)的确定。在该示例中，大幅优化度量的FMD的操作设置可以在将AVT维持在第 一步骤中确定的设置布置处的同时确定。此外，相比于流体移动设备的操作设置，可以不太 频繁地确定AVT的设置布置。根据特定示例，可以将FMD的操作设置确定为冷却资源供给的 动态优化的部分，例如作为区域改变中的热学条件。在该示例中，可以将AVT的设置布置确 定为区域改变中的其它条件，诸如当添加新的FMD或者移动或移除现有FMD、安装新的AVT、 添加新的机架或者移动或移除现有机架等时。
[0009] 通过本文所公开的示例方法和装置的实现，可以以大幅优化与将热耗散体维持在 所期望的温度范围内相关联的度量的方式管理气流分布和供给。可替换地，不同度量可以 分别用于确定AVT设置的第一操作和确定FMD设置的第二操作，使得与将热耗散体维持在所 期望的温度范围内相关联的多个度量可以被大幅优化。此外，可以以相对计算高效的方式 管理气流分布和供给，同时仍使得能够实现基本上实时的检测和热学异常或低效气流状态 的处置。
[0010] 首先参考图1，示出区域段(在该实例中，数据中心1〇〇)的简化透视图，其中可以实 现根据示例的用于管理气流分布和供给的方法和装置。尽管已经将该区域描绘为包括单个 房间数据中心100,但是应当清楚理解的是，区域可以包括其它环境，诸如建筑物中的多个 房间、单个非数据中心房间、多个建筑物等。此外，尽管在本文中对到多个机架和电子设备 的气流分布和供给做出特定参考，但是应当理解的是，气流可以分布和供给到其它类型的 热耗散体，诸如人员、未容纳在机架中的电子装备、电视等。
[0011] 将数据中心1〇〇描绘为具有多个机架102a-102n、多个流体移动设备(FMD)114a-114b(数据中心100可以包括任何数目的FMD 114a-1141)和多个传感器120a-120o。将机架 102a-102n描绘为定位在活动地板110上并且描绘为容纳电子设备116。电子设备116包括例 如计算机、服务器、刀片式服务器、盘驱动器、显示器等。如图1中所示，诸如冷却气流之类的 气流通过地板110中的AVT 118a-118m传递到机架102a-102n。尽管未示出，但是非自适应通 风瓦也可以定位在地板110中。FMD 114a-l 141-般操作成将气流供应到活动地板110下方 的空间112中并且冷却返回到FMD 114a-l 141中的经加热的气流（由箭头124指示），使得气 流在数据中心100内循环。在其它示例中，FMD 114a-1141可以将气流供应到形成在房间的 墙壁和/或天花板中的空间并且AVT 118a-118m可以定位在墙壁和/或天花板上。
[0012] 在任何方面，FMD 114a-1141可以包括例如具有用于控制由FMD 114-1141供应的 经冷却气流的温度(例如冷水阀）和体积流率(例如变频驱动器(VFD))的致动器的空气调节 (AC)单元。在其它示例中，FMD 114a-1141包括具有控制由FMD 114a-1141供应的经加热的 气流的温度和体积流率的致动器的加热器。
[0013] AVT 118a-118m包括可以单独可调但是出于如本文更加详细讨论的操作策略目的 而可以成组调节的自动可调通风瓦。可替换地，在图1中所示的AVT 118a-118m中的至少一 个可以替代性地包括手动可调通风瓦，例如非自适应通风瓦。在任何方面，AVT 118a-l 18m 可以调节成使通过AVT 118a-118m供应的气流（由箭头125指代）的体积流率变化。当AVT 118a-118m包括自动可调通风瓦时，提供致动器(例如马达、风扇等）以使AVT 118a-118m的 操作设置变化。此外，AVT 118a-118m中的每一个还可以包括AVT 118a-118m通过其可以从 控制器130接收指令信号的接口。AVT 118a-118m的操作设置可以包括可以用于使气流的体 积流率变化的AVT 118a-l 18m的开口水平，并且在一些实例中，局部风扇的速度水平被用于 使通过AVT 118a-118m的气流的流率变化。AVT 118a-118m可以具有许多不同的合适配置并 且因此不受限于任何特定类型的自适应通风瓦。
[0014] 如同样在图1中所示，将AVT 118a-118m描绘为布置在由成排机架102a-102n形成 的一些通道中，同时其它通道不包含任何AVT 118a-118m。在本公开中，将包含AVT 118a-118m的通道126定义为冷通道并且将来自电子设备116的经加热的气流流动到其中的通道 128定义为热通道。还可以以各种方式定义通道126,128。例如，可以将冷通道126或热通道 128定义为在诸如走道之类的间隙之间、在机架102a-102n的相邻排之间延伸的通道。在该 示例中，冷通道126和热通道128可以形成在通过走道分离的机架102a-102n的排之间。作为 另一示例，可以将冷通道126或热通道128定义为在数据中心100中的一对相对墙壁之间延 伸的通道，而不管定位在机架102a-102n的排之间的任何走道，以及通道在其间的任何长 度。尽管未示出，冷通道126可以通过使用诸如帘幕、门、墙壁等之类、例如定位成邻近于机 架102a-102n的排的端部和/或在通道上方的屏障进一步从热通道128分离。根据示例，屏障 可以用于相应包含的环境，其中冷通道126除了通过机架102a-102n之外基本上与热通道 128分离。
[0015] 根据示例，将AVT 118a-118m布置成多个组，其中特定组中的AVT 118a-118m中的 每一个具有相同设置。也就是说，将一个组中的全部AVT 118a-l 18m设置成具有基本上相同 的开口水平。作为特定示例，特定组中的AVT 118a-118m之中的开口水平可以以小于大约土 2 %不同于彼此。AVT 118a-l 18m可以以任