[发明专利]自适应自动计算机机房空调CRAC主控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及机械冷却系统的优化控制和能量效率。

背景技术

在美国，数据中心是最大和增长最快的电力消耗者之一。2013年，美国数据中心消耗了估计910亿千瓦时的电力，这些电力足足是向纽约市所有家庭供应的电力的两倍多，并且有望在2020年达到1400亿千瓦时。为了确保数据中心的安全操作，其冷却系统通常尺寸过大或过度操作以保持其尽可能地冷却。然而这牺牲了冷却效率，并且冷却能耗因此迅猛增加。期望有一种智能冷却系统的控制逻辑，其能够驱动冷却系统提供适当级别的冷却，使得可以确保安全并且具有最小的冷却能耗。

有一些公司提出开发用于解决上述问题的控制逻辑(control logic)。它们中的一些调整在其控制逻辑中的若干内在冲突的指标，导致效率变低的控制效果。一些使用单个HVAC单元来解决热点问题，导致不令人满意的热工况。一些特定于某种类型的服务器、机架或冷却系统。还有一些需要人工干预并且不够自动化。

发明内容

依照本发明，提供了一种智能自适应冷却系统控制算法。该算法使用机架冷却超温指数(rack cooling index over temperature，RCIHI)来确定热点的存在并将RCIHI维持在期望水平。当热点出现或持续存在时，该逻辑生成向其它计算机机房空调(CRAC)发出的冷却请求。目的是试图从其它CRAC获取额外的冷却。在热点不存在时，冷却请求被逐渐撤回。在不存在冷却请求时，该CRAC调整其控制目标以将RCIHI维持在期望水平。每个CRAC独立地运行控制算法。

在一些实施例中，所描述的系统提供一种动态自适应算法以优化控制该冷却系统的每个组件，包含但不限于HVAC单元的开/关状态、回风温度(return air temperature)、送风风扇速度和冷却阀。

在一些实施例中，提供了一种采用特殊指数来确定数据中心的热健康状态并且用于控制逻辑的逻辑。在一些实施例中，该特殊指数用于控制计算机机房空调系统。在一些实施例中，提供了一种将所有可用HVAC单元连网以便帮助消除热点的算法。在一些实施例中，提供了一种能够适用于任何数据中心，独立于服务器、机架和冷却设备的类型的通用控制逻辑。在一些实施例中，提供了一种能够最小化冷却能耗并且确保数据中心的正常操作的控制逻辑。在一些实施例中，提供了一种不需要人工干预的全自动控制逻辑。

附图说明

参考附图并结合随后的详细描述考虑时，可以获得对本发明的完整理解，在附图中：

图1是根据本发明的数据中心的平面图；

图2是图1中所示的计算机机房空调单元的正视图；以及

图3是自适应控制过程的流程图。

为了清楚和简洁的目的，所有附图中相同的元件和组件将采用相同的标记和编号。

具体实施方式

图1是数据中心1的平面图。该数据中心1包括一个或多个机架(机架2)和多个CRAC单元(CRAC单元3)。机架2由一个或多个计算机装备组成。例如，图1中有25个CRAC和10列机架，每列具有15个机架。该方法能够用于带有任意数量CRAC单元的房间。

图2是图1中所示CRAC单元3的正视图。来自数据中心1的内部空间的回风4被送风风扇6通过该单元的顶部抽取。在通过冷却盘管(cooling coil)5后，其被冷却并变为冷却的送风8。该冷却盘管5内部流动着冷冻水(chilled water)、制冷剂或其它冷却介质，它们的流动通过冷却阀7调节。回风4的温度(RAT)通常是CRAC单元3的控制目标。送风风扇6的速度或冷却阀7或另外装置被调节以改变CRAC单元3的冷却输出并将控制目标维持在期望的水平，在这里该控制目标为RAT。