一种服务器机房智能调温系统及方法与流程

[0001]
本发明涉及机房调温领域，尤其是涉及一种服务器机房智能调温系统及方法。


背景技术：

[0002]
随着现代科学技术的不断发展，人们对于产品的要求也越来越高，温度对服务器的运行有很大的影响，服务器的散热性能一直以来都是各大服务器厂商亟待解决的问题，越来越多的服务器机房引入了各式各样的散热系统，现在运用最多的就是运用空调散热。
[0003]
现阶段，国家大力提倡节能减排，节能减排就是降低能源浪费，节约能源，减少有害物质的排放，节能减排是全社会都需要共同承担的一种责任，所以越来越多的厂家开始研究如何既能保障服务器平稳运行，又能兼顾节能减排。
[0004]
但是现有空调制冷系统只是为了给机房降温，没有根据服务器cpu(中央处理器)运算效率实现机房温度控制，使空调长时间在大功率状态下运行，耗能过大不利于实现能源的利用率，降低空调能耗。


技术实现要素：

[0005]
本发明为了解决现有技术中存在的问题，创新提出了一种服务器机房智能调温系统及方法，有效解决由于空调长时间运行在大功率状态下造成能耗较高的问题，有效的提高了能源的利用率，实现空调节能。
[0006]
本发明第一方面提供了一种服务器机房智能调温系统，包括：机房控制器、空调、排气扇、服务器cpu、第一温度采集模块，所述第一温度采集模块设置于机房内部，用于实时采集机房室内的温度，所述服务器cpu获取服务器cpu的运算效率，并根据cpu的运算效率与服务器温度的对应关系，确定服务器温度范围，其中，服务器温度范围为服务器外部温度范围，将确定的服务器温度范围发送至机房控制器；所述机房控制器接收服务器cpu发送的服务器温度范围，根据服务器温度范围以及第一温度采集模块获取的机房温度信息，通过控制空调以及排气扇工作，使得机房温度与服务器温度范围相对应。
[0007]
可选地，还包括：第二温度采集模块，所述第二温度采集模块设置于服务器内部，实时获取服务器内部的温度信息，并将获取的温度信息发送至服务器cpu。
[0008]
进一步地，还包括：风扇模块，所述风扇模块设置于服务器内部，用于在服务器cpu的控制下，将服务器内部的热空气排出至服务器外部。
[0009]
进一步地，还包括：空气收集模块，所述空气收集模块设置于每台服务器的热空气流出位置，包括：空气收集器以及导热管，所述空气收集器与导热管相连，将收集的服务器产生的热空气导入导热管，所述导热管末端通过排气扇与室外相连，以将导热管导出的热量，直接排出室外。
[0010]
可选地，机房控制器包括空调控制模块、温度分度分析模块、排气扇控制模块，所述空调控制模块用于控制空调的运行功率，所述排气扇控制模块用于控制排气扇的转速，所述温度分析模块用于接收服务器cpu发送的服务器温度范围，并根据服务器cpu发送的服
务器温度范围以及第一温度采集模块采集的机房内部温度信息，分别发送控制指令至空调控制模块以及排气扇控制模块，使得机房温度与服务器发送的服务器温度范围相对应。
[0011]
可选地，cpu的运算效率与服务器温度的对应关系预先保存在服务器cpu中。
[0012]
本发明第二方面提供了一种服务器机房智能调温方法，基于本发明第一方面所述的服务器机房智能调温系统的基础上实现的，包括：
[0013]
服务器cpu获取服务器cpu的运算效率，并根据cpu的运算效率与服务器温度的对应关系，确定服务器温度范围，将确定的服务器温度范围发送至机房控制器；
[0014]
机房控制器接收服务器cpu发送的服务器温度范围，根据机房温度信息，通过控制空调以及排气扇工作，使得机房温度与服务器温度范围相对应。
[0015]
可选地，cpu的运算效率与服务器温度的对应关系具体是：
[0016]
当服务器温度达到最佳温度时，cpu的运算效率为运算效率最大值；当服务器温度逐渐递增到最佳温度时，cpu的运算效率逐渐递增到运算效率最大值；当服务器温度从最佳温度逐渐递增时，cpu的运算效率从运算效率最大值逐渐递减。
[0017]
进一步地，根据cpu的运算效率与服务器温度的对应关系，确定服务器温度范围具体包括：
[0018]
如果cpu的运算效率小于某一数值时，根据cpu的运算效率与服务器温度的对应关系确定服务器第一温度范围。
[0019]
进一步地，还包括：
[0020]
根据机房温度与室外温度的温度差，确定服务器第二温度范围。
[0021]
本发明采用的技术方案包括以下技术效果：
[0022]
1、本发明根据cpu的运算效率与服务器温度的对应关系，确定服务器温度范围，使得服务器在不同的工作状态下可以对应不同的温度，无需空调制冷系统持续制冷工作，无需实时将室内温度保持在服务器cpu运算效率最高时的温度，有效解决由于空调长时间运行在大功率状态下造成能耗较高的问题，有效的提高了能源的利用率，实现空调节能。
[0023]
2、本发明技术方案中的第二温度采集模块以及风扇模块，便于服务器cpu根据服务器内部温度信息，控制风扇模块转速，将服务器内部的热空气排出至服务器外部，防止服务器内部温度过高。
[0024]
3、本发明技术方案中的空气收集模块设置于每台服务器的热空气流出位置，将收集的服务器产生的热空气通过导热管以及排气扇排出室外，便于保持机房温度稳定性。
[0025]
4、本发明技术方案中cpu的运算效率与服务器温度的对应关系预先保存在服务器cpu中，便于服务器cpu能够及时根据获得的运算效率确定对应的服务器温度范围，使得在机房控制器的控制下，保持机房温度与服务器温度范围相对应。
[0026]
应当理解的是以上的一般描述以及后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
[0027]
为了更清楚说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见的，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]
图1为本发明方案中实施例一系统的结构示意图；
[0029]
图2为本发明方案中实施例一中空气收集模块的机构示意图；
[0030]
图3为本发明方案中实施例一中cpu运算效率与温度关系曲线图；
[0031]
图4为本发明方案中实施例二方法的流程示意图；
[0032]
图5为本发明方案中实施例二方法中步骤s1的一流程示意图；
[0033]
图6为本发明方案中实施例二方法中步骤s1的另一流程示意图。
具体实施方式
[0034]
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
[0035]
实施例一
[0036]
如图1所示，本发明提供了一种服务器机房智能调温系统，包括：机房控制器1、空调2、排气扇3、服务器cpu4、第一温度采集模块5，第一温度采集模块1设置于机房内部，用于实时采集机房室内的温度，服务器cpu4获取服务器cpu4的运算效率(即运算速度或运行效率，可以通过命令读取)，并根据cpu4的运算效率与服务器温度(服务器外部温度)的对应关系，确定服务器温度范围，其中，服务器温度范围为服务器外部温度范围，将确定的服务器温度范围发送至机房控制器1；机房控制器1接收服务器cpu4发送的服务器温度范围，根据服务器温度范围以及第一温度采集模块5获取的机房温度信息，通过控制空调2以及排气扇3工作，使得机房温度与服务器温度范围信息相对应。
[0037]
进一步地，还包括：第二温度采集模块6，第二温度采集模块6设置于服务器内部，实时获取服务器内部的温度信息，并将获取的温度信息发送至服务器cpu4。
[0038]
服务器内部的第二温度采集模块6可以为温度传感器，实时监测服务器内的温度数据。
[0039]
进一步地，还包括：风扇模块7，风扇模块7设置于服务器内部，用于在服务器cpu4的控制下，将服务器内部的热空气排出至服务器外部。
[0040]
风扇模块7包括无级变速风扇，自带小型压缩机，服务器cpu4中集成风扇控制单元，可以根据服务器温度的变化自动调节无级变速风扇的转速，使无级变速风扇进行无级变速，将服务器中的热量输送出去，输出的空气进入空气采集模块，使热空气排出室外。
[0041]
进一步地，还包括：空气收集模块8，空气收集模块8设置于每台服务器的热空气流出位置，包括：空气收集器81以及导热管82，空气收集器81与导热管82相连，将收集的服务器产生的热空气导入导热管81，导热管82末端通过排气扇3与室外相连，以将导热管82导出的热量，直接排出室外。
[0042]
具体地，如图2所示，在每台服务器的机箱后窗(热空气流出位置方向)放置一个空气收集器81，用以收集机箱内传出的热空气，空器收集器81与导热管82相连，将服务器产生的热量收集并直接进入导热管82，尽可能的减少热量散发到室内环境，可以降低室内空调
的耗能，此导热管82末端有排气扇3与室外相连，可以将导热管82导出的热量，直接排出室外，同时也避免室外的热量通过导热管82通道进入室内。空气收集器81可以为半开口箱体，上下长度略大于机箱后窗高度，半开口箱体底部开圆孔，用以连接导热管82。
[0043]
第一温度采集模块5可以为热敏电阻式温度传感器，用于实时采集室内温度数据，并将采集到的温度数据同步反馈给机房控制器1，热敏电阻式温度传感器的特点是测量精度高，性能稳定。
[0044]
具体地，机房控制器1包括空调控制模块11、温度分度分析模块12、排气扇控制模块13，空调控制模块11用于控制空调2的运行功率，排气扇控制模块13用于控制排气扇3的转速，温度分析模块12用于接收服务器cpu4发送的服务器温度范围，并根据服务器温度范围以及第一温度采集模块5采集的机房内部温度信息，分别发送控制指令至空调控制模块11以及排气扇控制模块13，使得机房温度与服务器温度范围信息相对应。
[0045]
机房温度与服务器温度范围信息相对应具体是：使室内环境温度处于服务器温度范围内，当服务器温度达到最佳温度时，cpu的运算效率为运算效率最大值；当服务器温度逐渐递增到最佳温度时，cpu的运算效率逐渐递增到运算效率最大值；当服务器温度从最佳温度逐渐递增时，cpu的运算效率从运算效率最大值逐渐递减。当服务器对cpu运算效率需求高时，通过增大空调运行功率以及提高排气扇转速，使得室内温度处于cpu运算效率需求高对应的温度范围；当服务器对cpu运算效率需求不高时，此时服务器cpu对温度的要求不高，此时以节能为主，使空调处于低功耗(或关闭)状态，避免了空调在持续大功率状态下运行，降低排气扇转速，起到了节能减排的作用。
[0046]
服务器内的温度传感器将温度数据传给服务器cpu4，cpu4根据服务器内部温度t1的变化，自动的调节服务器风扇模块7的转速n，两者的关系为n1＝kt1(k为常数)，当服务器内部温度t1升高时，服务器风扇转速n1相应增大，使机箱内的热空气迅速排出，排出的热空气进入空气收集模块8，机房中有第二温度采集模块6，实时监测机房中温度t2的变化，并将机房温度数据t2传递给机房内控制器1，机房控制器1根据机房温度t2的变化，自动调节排气扇3的转速n2，温度t2与排气扇转速n2的关系为n2＝kt2(k为常数)，机房温度t2升高时，排气扇转速n2相应增大，使导热管82中的热空气迅速排出室外。
[0047]
如图3所示，cpu4根据t1温度的变化自动监测服务器cpu运算效率；现定义服务器的cpu运算效率为x1＝60％，x2＝80％,x3＝95％(服务器在不同的工作状态下所需求的运算效率也是不一样的，当服务器在进行高速运算时，需求的运算效率高，不在进行高速运算时，需求的运算效率就相对比较低)，服务器外部环境温度为t2。当服务器外部环境温度范围为t21-t22时，cpu运算效率低于x1；当服务器外部环境温度范围为t22-t23时，服务器的cpu运算效率为x1-x2，当温度范围为t23-t24时，服务器的cpu运算效率为x2-x3，当温度范围为t24时，服务器的cpu运算效率为x3(最大值)，当温度范围为t24-t25时，服务器的cpu运算效率为x2-x3，当温度范围为t25-t26时，服务器的cpu运算效率为x1-x2，当温度范围为t26-t27时，服务器的cpu运算效率为低于x1，其中，t21、t22、t23、t24、t25、t26、t27温度数值大小依次增加。例如：假设温度在10℃时，服务器cpu的运算效率为60％，随着温度的升高，服务器cpu的运算效率增大，温度在15℃时，服务器cpu的运算效率为80％，温度上升到20℃时，服务器cpu运算效率达到95％，超过此温度后，服务器cpu的运算效率开始降低，当温度上升为25℃时，服务器运算效率为80％，当温度上升为30℃时，服务器运算效率为
60％。此时服务器cpu就根据温度与cpu的运算效率关系得出一个曲线，从而得出20℃为其最佳运行温度。若当服务器cpu需要在80％以上效率运行时，服务器cpu将温度数据反馈给机房控制器，告知机房控制器调节空调功率，此时机房控制器就发出控制指令，根据此时室内的温度调节空调的运行功率，使服务器外部温度保持在15℃-25℃之间；当服务器cpu需要在60％-80％运算效率下工作时，此时温度要求为10℃-15℃或25℃-30℃(第一温度范围，10℃-15℃或25℃-30℃两个温度数值范围均可)，进一步地，根据机房温度与室外温度的温度差，如果机房温度与室外温度的温度差大于预设阈值时，可以进一步选择温度要求(第二温度范围)，即如果在北方秋冬季节(机房温度与室外温度的温度差大于预设阈值)，可以选择与室外温度的温度差小的温度范围(10℃-15℃，第二温度范围)，以减小空调功率，降低空调功耗。为了进一步降低空调功耗，也可以将室外冷空气引入室内，此机房温度范围比较符合自然环境温度，此时，空调就不需要进行工作，从而降低了空调功耗。
[0048]
优选地，cpu的运算效率与服务器温度的对应关系预先保存在服务器cpu中。
[0049]
本发明根据cpu的运算效率与服务器温度的对应关系，确定服务器的温度范围，使得服务器在不同的工作状态下可以对应不同的温度，无需空调制冷系统持续制冷工作，无需实时将室内温度保持在服务器cpu运算效率最高时的温度，有效解决由于空调长时间运行在大功率状态下造成能耗较高的问题，有效的提高了能源的利用率，实现空调节能。
[0050]
本发明技术方案中的第二温度采集模块以及风扇模块，便于服务器cpu根据服务器内部温度信息，控制风扇模块转速，将服务器内部的热空气排出至服务器外部，防止服务器内部温度过高。
[0051]
本发明技术方案中的空气收集模块设置于每台服务器的热空气流出位置，将收集的服务器产生的热空气通过导热管以及排气扇排出室外，便于保持机房温度稳定性。
[0052]
本发明技术方案中cpu的运算效率与服务器温度的对应关系预先保存在服务器cpu中，便于服务器cpu能够及时根据获得的运算效率确定对应的服务器温度范围，使得在机房控制器的控制下，保持机房温度与服务器温度范围相对应。
[0053]
实施例二
[0054]
如图4所示，本发明技术方案还提供了一种服务器机房智能调温方法，基于实施例一的基础上实现的，包括：
[0055]
s1，服务器cpu获取服务器cpu的运算效率，并根据cpu的运算效率与服务器温度的对应关系，确定服务器温度范围，将确定的服务器温度范围发送至机房控制器；
[0056]
s2，机房控制器接收服务器cpu发送的服务器温度范围，根据服务器温度范围以及机房温度信息，通过控制空调以及排气扇工作，使得机房温度与服务器温度范围信息相对应。
[0057]
其中，步骤s1中，如图3所示，cpu的运算效率与服务器温度的对应关系具体是：
[0058]
当服务器温度达到最佳温度时，cpu的运算效率为运算效率最大值；当服务器温度逐渐递增到最佳温度时，cpu的运算效率逐渐递增到运算效率最大值；当服务器温度从最佳温度逐渐递增时，cpu的运算效率从运算效率最大值逐渐递减。
[0059]
如图5所示，步骤s1中，根据cpu的运算效率与服务器温度的对应关系，确定服务器温度范围具体包括：
[0060]
s11，如果cpu的运算效率小于某一数值时，根据cpu的运算效率与服务器温度的对
应关系确定服务器第一温度范围。
[0061]
如图6所示，步骤s1中，根据cpu的运算效率与服务器温度的对应关系，确定服务器的温度范围具体还包括：
[0062]
s12，根据机房温度与室外温度的温度差，确定服务器第二温度范围。
[0063]
在步骤s11中，如图3所示，若当服务器cpu需要在80％以上效率运行时，服务器cpu将温度数据反馈给机房控制器，告知机房控制器调节空调功率，此时机房调控制器就发出控制指令，根据此时室内的温度调节空调的运行功率，使服务器外部温度保持在15℃-25℃之间；当服务器cpu需要在60％-80％运算效率下工作时，此时温度要求为10℃-15℃或25℃-30℃(第一温度范围，10℃-15℃或25℃-30℃两个温度数值范围均可)。
[0064]
在步骤s12中，如图3所示，进一步地，根据机房温度与室外温度的温度差，如果机房温度与室外温度的温度差大于预设阈值时，可以进一步选择温度要求(第二温度范围)，即如果在北方秋冬季节(机房温度与室外温度的温度差大于预设阈值)，可以选择与室外温度的温度差小的温度范围(10℃-15℃)，以减小空调功率，降低空调功耗。为了进一步降低空调功耗，也可以将室外冷空气引入室内，此机房温度范围比较符合自然环境温度，此时，空调就不需要进行工作，从而降低了空调功耗。
[0065]
本发明根据cpu的运算效率与服务器温度的对应关系，确定服务器的温度范围，使得服务器在不同的工作状态下可以对应不同的温度，无需空调制冷系统持续制冷工作，无需实时将室内温度保持在服务器cpu运算效率最高时的温度，有效解决由于空调长时间运行在大功率状态下造成能耗较高的问题，有效的提高了能源的利用率，实现空调节能。
[0066]
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。