一种数据中心制冷系统及其风水耦合节能控制方法与流程

1.本发明涉及数据机房优化控制技术领域，具体来说是一种数据中心制冷系统及其风水耦合节能控制方法。


背景技术：

2.随着人工智能、5g、大数据等产业的发展，数据机房未来会呈现快速增长的态势。而数据中心能耗中大约40%为空调能耗，降低空调运行能耗是减低数据中心的能耗的有效手段。目前国内数据机房大多难以实现满负载运行，由于缺乏合理控制策略，大多选择过功率运行，总制冷量高于实际需要，造成了很多不必要的能耗。此外，低负载率机房容易出现局部温度过高，超出机房温度控制标准而必须提高冷量以消除局部热点，进一步提高了能耗。国内部分数据机房负载率较低且多变，在实际运行中全功率运行，会导致冷量浪费，机房温度控制迟缓，难以达到最优控制效果，且能耗较大，无法快速优化系统运行参数，从而影响数据机房控制系统的运行。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种数据中心制冷系统及其风水耦合节能控制方法。
4.为了实现上述目的，设计一种数据中心制冷系统，包括水阀开度设置模块、空调启停设置模块、送风温度设置模块、局部热点控制模块、送风温度调节模块、风量调节模块、机房环境要求判断模块和计算负载率模块，其特征在于：所述的水阀开度设置模块输入端与计算负载率模块输出端连接，水阀开度设置模块输出端与所述空调启停设置模块输入端连接；所述空调启停设置模块输出端与所述送风温度设置模块输入端连接；所述送风温度设置模块输出端与所述局部热点控制模块输入端连接；所述局部热点控制模块输出端与所述送风温度调节模块输入端连接；所述送风温度调节模块输出端与风量调节模块输入端连接；所述风量调节模块输出端与所述机房环境要求判断模块输入端连接；所述机房环境要求判断模块设有两个输出端，符合要求输出端与最佳运行状态连接，不符合要求输出端与送风温度调节模块另一输入端连接。
5.上述数据中心制冷系统的风水耦合节能控制方法，其特征在于所述的方法步骤如下：s1.当机房整体负载率低于15%时，计算负载率模块计算机房负载率；s2.水阀开度模块根据负载率确定水阀开度，水阀开度相较于负载率增大3%
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5%；s3.空调启停设置模块根据负载率计算系统冷量需求，根据单台空调制冷量计算需要开启的空调数，开启相应数量的空调；s4.送风温度设置模块设置空调的初始送风温度及初始风机转速；送风温度设置模块，初始设置为送风温度调节下限，风机转速调节至最大。
6.s5.局部热点控制模块对机房局部位置进行温度测点，判断是否出现局部热点，若
出现局部热点，对超过局部热点区域进行降温；s6.根据各局部位置的测点温度与标准温度进行对比，若各测点温度均低于标准温度超过2℃以上，送风温度调节模块上调送风温度；若上调送风温度后出现测点温度高于标准温度，则恢复调节前状态；根据各局部位置的测点温度与标准温度进行对比，若各测点温度均低于标准温度，风量调节模块下调风量；若下调风量后出现测点温度高于标准温度，则恢复调节前状态；s7.机房环境要求判断模块判断机房环境是够达到设定的标准，符合则输出最佳运行状态，不符合则退回步骤s6重新调节温度与风量。
7.本发明同现有技术相比，其优点在于：1.通过对不同参数进行设置和调节，优化调整数据中心机房各参数，保证在满足温度控制要求条件下实现不同负载率条件下的运行状态优化；2.通过对不同参数进行设置和调节，寻找合适运行参数，改善目标系统运行能耗状态，减小数据机房系统运行能耗，提高系统经济效益。
附图说明
8.图1是本发明系统图；图2是本发明流程图。
具体实施方式
9.下面结合附图对本发明作进一步说明，本发明的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
10.本发明提供了如图1所示的一种数据中心制冷系统包括水阀开度设置模块、空调启停设置模块、送风温度设置模块、局部热点控制模块、送风温度调节模块、风量调节模块、机房环境要求判断模块，所述的水阀开度设置模块的信号输入端与计算负载率模块的信号输出端连接，信号输出端与所述空调启停设置模块输入端连接；所述空调启停设置模块输出端与所述送风温度设置模块输入端连接；所述送风温度设置模块输出端与所述局部热点控制模块输入端连接；所述局部热点控制模块输出端与所述送风温度调节模块输入端连接；所述送风温度调节模块的输出端与风量调节模块的输入端连接；所述的风量调节模块的信号输出端与所述机房环境要求判断模块连接；所述机房环境要求判断模块有两个输出，符合标准输出端与最佳运行状态连接，不符合标准输出端与送风温度调节模块另一输入端连接。
11.参见图2，本发明根据上述数据中心制冷系统的风水耦合节能控制方法，其原理步骤如下：当机房整体负载率低于15%时，系统运行首先计算机房的负载率。水阀开度控制模块根据计算所得负载率，确定水阀开度，水阀开度等于负载率增大3
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5%，增大比例根据实际运用情况调整。空调启停设置模块根据负载率计算系统冷量需求，根据单台空调制冷量计算需要开启的空调台数，根据设定的档位优先开启负载率较高通道对应的精密空调，档位
划分根据实际运行情况中的负载率进行调整。当机房负载升高/降低时，对应空调台数按档位配置进行加/减机，并进行相应的运行调整。
12.送风温度设置模块，初始设置为送风温度调节下限，风机转速调节至最大，将送风温度设定22℃，回风温度设定33℃，本例中设定的温度初始值可以根据实际运行情况进行更改。之后局部热点判别模块根据对不同温度测点的监控确定运行状态，判断是否出现局部热点，本例中认为温度高于26℃则出现局部热点，即热点温度为26℃。若某通道出现温度高于控制标准的温度热点，则开启该冷通道对应空调。
13.送风温度调节模块通过对比测点温度与温度控制标准调节送风温度，若各温度测点温度均低于温度控制标准超过2℃以上，则适当上调送风温度；若上调送风温度后出现温度测点温度高于温度控制标准，则恢复调节前状态。风量调节模块通过对比测点温度与温度控制标准调节送风风量，若各温度测点温度均低于温度控制标准，则可适当下调风量；若下调风量后出现温度测点温度高于温度控制标准，则恢复调节前状态。若回风温度持续低于30℃，降低对应通道精密空调风机转速。
14.送风温度调节模块调节完毕后，机房环境要求判断模块判断机房环境是否达到设定的标准，机房环境达标则输出至最佳运行状态，机房空调系统在此状态下运行，不达标则输出至送风温度调节模块，进行送风温度调节与送风风量调节。


技术特征：
1.一种数据中心制冷系统，包括水阀开度设置模块、空调启停设置模块、送风温度设置模块、局部热点控制模块、送风温度调节模块、风量调节模块、机房环境要求判断模块和计算负载率模块，其特征在于：所述的水阀开度设置模块输入端与计算负载率模块输出端连接，水阀开度设置模块输出端与所述空调启停设置模块输入端连接；所述空调启停设置模块输出端与所述送风温度设置模块输入端连接；所述送风温度设置模块输出端与所述局部热点控制模块输入端连接；所述局部热点控制模块输出端与所述送风温度调节模块输入端连接；所述送风温度调节模块输出端与风量调节模块输入端连接；所述风量调节模块输出端与所述机房环境要求判断模块输入端连接；所述机房环境要求判断模块设有两个输出端，符合要求输出端与最佳运行状态连接，不符合要求输出端与送风温度调节模块另一输入端连接。2.一种采用如权利要求1所述的数据中心制冷系统的风水耦合节能控制方法，其特征在于所述的方法步骤如下：s1.当机房整体负载率低于15%时，计算负载率模块计算机房负载率；s2.水阀开度模块根据负载率确定水阀开度，水阀开度相较于负载率增大3%
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5%；s3.空调启停设置模块根据负载率计算系统冷量需求，根据单台空调制冷量计算需要开启的空调数，开启相应数量的空调；s4.送风温度设置模块设置空调的初始送风温度及初始风机转速；s5.局部热点控制模块对机房局部位置进行温度测点，判断是否出现局部热点，若出现局部热点，对超过局部热点区域进行降温；s6.根据各局部位置的测点温度与标准温度进行对比，若各测点温度均低于标准温度超过2℃以上，送风温度调节模块上调送风温度；若上调送风温度后出现测点温度高于标准温度，则恢复调节前状态；根据各局部位置的测点温度与标准温度进行对比，若各测点温度均低于标准温度，风量调节模块下调风量；若下调风量后出现测点温度高于标准温度，则恢复调节前状态；s7.机房环境要求判断模块判断机房环境是够达到设定的标准，符合则输出最佳运行状态，不符合则退回步骤s6重新调节温度与风量。3.如权利要求2所述的一种数据中心制冷系统的风水耦合节能控制方法，其特征在于：所述送风温度设置模块，初始设置为送风温度调节下限，风机转速调节至最大。

技术总结
本发明涉及数据机房优化控制技术领域，具体来说是一种数据中心制冷系统及其风水耦合节能控制方法，包括水阀开度设置模块、空调启停设置模块、送风温度设置模块、局部热点控制模块、送风温度调节模块、风量调节模块、机房环境要求判断模块和计算负载率模块，其优点在于：通过对不同参数进行设置和调节，优化调整数据中心机房各参数，保证在满足温度控制要求条件下实现不同负载率条件下的运行状态优化；通过对不同参数进行设置和调节，寻找合适运行参数，改善目标系统运行能耗状态，减小数据机房系统运行能耗，提高系统经济效益。提高系统经济效益。提高系统经济效益。


技术研发人员：卜东洁 夏佰林 周嘉伟 陈德华
受保护的技术使用者：上海上证数据服务有限责任公司
技术研发日：2021.08.19
技术公布日：2021/11/5