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专利号: 2020107844054
申请人: 华侨大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 供热;炉灶;通风
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于数据中心冷源系统的智能控制方法,冷源系统包括板式换热器、冷水机组和蓄冷罐;其特征在于:所述控制方法包括如下步骤S1、获取板式换热器的自然制冷工作温度上限NTUB、板式换热器冷却塔冷却风扇的最大工作频率NFUB、冷水机组冷却水循环泵的最大工作频率DFUB和数据中心的温控上限RTUB;

S2、每隔一分钟,分别获取一次数据中心的外部环境温度和数据中心的内部环境温度,每隔一分钟更新一次第一计数变量、第二计数变量、第三计数变量和第四计数变量,用该四个计数变量分别表征数据中心的外部环境温度低于板式换热器的自然制冷工作温度上限NTUB的保持时长、数据中心的外部环境温度高于板式换热器的自然制冷工作温度上限NTUB的保持时长、数据中心的内部环境温度高于数据中心温控上限RTUB的保持时长、数据中心的内部环境温度低于数据中心温控上限RTUB的保持时长;

S3、根据第一计数变量与第一预设时长的大小关系、第二计数变量与第二预设时长的大小关系、板式换热器冷却塔冷却风扇的工作频率与板式换热器冷却塔冷却风扇的最大工作频率NFUB的大小关系、冷水机组冷却水循环泵的工作频率与冷水机组冷却水循环泵的最大工作频率DFUB的大小关系,确定冷源系统的工作模式;并根据第三计数变量与第二预设时长的大小关系以及第四计数变量与第二预设时长的大小关系,确定冷源系统的各个工作模式中,板式换热器、冷水机组和蓄冷罐的工作状态。

2.根据权利要求1所述的用于数据中心冷源系统的智能控制方法,其特征在于:步骤S2中,所述第一计数变量的更新操作为,当数据中心的外部环境温度低于板式换热器的自然制冷工作温度上限NTUB时,第一计数变量加一,当数据中心的外部环境温度高于板式换热器的自然制冷工作温度上限NTUB时,第一计数变量记为零;所述第二计数变量的更新操作为,当数据中心的外部环境温度低于板式换热器的自然制冷工作温度上限NTUB时,第二计数变量记为零,当数据中心的外部环境温度高于板式换热器的自然制冷工作温度上限NTUB时,第二计数变量加一;所述第三计数变量的更新操作为,当数据中心的内部环境温度高于数据中心温控上限RTUB时,第三计数变量加一,当数据中心的内部环境温度低于数据中心温控上限RTUB时,第三计数变量记为零;第四计数变量的更新操作为,当数据中心的内部环境温度低于数据中心温控上限RTUB时,第四计数变量加一,当数据中心的内部环境温度高于数据中心温控上限RTUB时,第四计数变量记为零。

3.根据权利要求2所述的用于数据中心冷源系统的智能控制方法,其特征在于:步骤S3具体包括如下内容

A、若第一计数变量大于第一预设时长且板式换热器冷却塔冷却风扇的工作频率低于板式换热器冷却塔冷却风扇的最大工作频率NFUB,则冷源系统的工作模式设置为“自然制冷”模式;在此模式下,逐步递减冷水机组冷却水循环泵的工作频率直至为零,使冷水机组进入休眠状态,停止冷水机组的电制冷,同时,实时获取数据中心的内部环境温度,当第三计数变量大于第二预设时长,则逐步递增板式换热器冷却塔冷却风扇的工作频率,使用板式换热器为数据中心降温,当第四计数变量大于第二预设时长,则逐步降低板式换热器冷却塔冷却风扇的工作频率,节约电能;

B、若第二计数变量大于第二预设时长且冷水机组冷却水循环泵的工作频率低于冷水机组冷却水循环泵的最大工作频率DFUB,则冷源系统的工作模式设置为“电制冷”模式;在此模式下,实时获取数据中心的内部环境温度,当第三计数变量大于第二预设时长,则逐步递增冷水机组冷却水循环泵的工作频率,为数据中心降温,当第四计数变量大于第二预设时长,则逐步递减冷水机组冷却水循环泵的工作频率,节约电能;

C、若第一计数变量大于第一预设时长且板式换热器冷却塔冷却风扇的工作频率等于板式换热器冷却塔冷却风扇的最大工作频率NFUB,则冷源系统的工作模式设置为“自然制冷+电制冷”模式;在此模式下,实时获取数据中心的内部环境温度,当第三计数变量大于第二预设时长,则逐步递增冷水机组冷却水循环泵的工作频率,为数据中心降温,当第四计数变量大于第二预设时长,则逐步递减冷水机组冷却水循环泵的工作频率,节约电能;当冷水机组冷却水循环泵的工作频率递减至零,则冷水机组进入休眠状态;

D、若第二计数变量大于第二预设时长,逐步递减板式换热器冷却塔冷却风扇的工作频率直至为零,使板式换热器进入休眠状态,停止板式换热器的自然制冷;

E、若第二计数变量大于第二预设时长且冷水机组冷却水循环泵的工作频率等于冷水机组冷却水循环泵的最大工作频率DFUB,则冷源系统的工作模式设置为“电制冷+应急制冷”模式;在此模式下,实时获取数据中心的内部环境温度,当第三计数变量大于第二预设时长,则启动蓄冷罐进行应急制冷,同时向数据中心的运维人员发送制冷能力不足的警告信息;当第四计数变量大于第二预设时长,则关闭蓄冷罐停止应急制冷;

F、若第一计数变量大于第一预设时长、板式换热器冷却塔冷却风扇的工作频率等于板式换热器冷却塔冷却风扇的最大工作频率NFUB且冷水机组冷却水循环泵的工作频率等于冷水机组冷却水循环泵的最大工作频率DFUB,则冷源系统的工作模式设置为“自然制冷+电制冷+应急制冷”模式;在此模式下,实时获取数据中心的内部环境温度,当第三计数变量大于第二预设时长,则启动蓄冷罐进行应急制冷,同时向数据中心的运维人员发送制冷能力不足的警告信息;当第四计数变量大于第二预设时长,则关闭蓄冷罐停止应急制冷。

4.根据权利要求3所述的用于数据中心冷源系统的智能控制方法,其特征在于:当冷源系统的工作模式为“电制冷”或“自然制冷+电制冷”模式时,实时获取数据中心的内部环境温度,当冷水机组冷却水循环泵的工作频率等于冷水机组冷却水循环泵的最大工作频率DFUB仍无法降低数据中心的内部环境温度时,则启动蓄冷罐进行应急制冷,为数据中心降温。

5.一种用于数据中心冷源系统的智能控制系统,所述控制系统用于实现上述权利要求

1至4任一所述的控制方法,其特征在于:所述控制系统包括,外部环境温度测量子系统;用于获取数据中心的外部环境温度;所述外部环境温度测量子系统包括至少四个第一温度传感器,各所述第一温度传感器分别悬挂安装在数据中心外侧顶部的四角;

内部环境温度测量子系统;用于获取数据中心的内部环境温度;所述内部环境温度测量子系统包括多个第二温度传感器,数据中心的每个机柜内至少安装有一个第二温度传感器;

智能主控子系统;包括温度监测单元和微处理单元,所述温度监测单元用于对数据中心的外部环境温度和所述中心的内部环境温度的保持时长分别进行统计;所述微处理单元用于根据外部环境温度测量子系统、内部环境温度测量子系统以及温度检测单元反馈的数据,设置冷源系统的工作模式,并根据相应的工作模式调节冷水机组冷却水循环泵的工作频率、板式换热器冷却塔冷却风扇的工作频率以及蓄冷罐的启停;

冷源控制子系统;用于根据智能控制子系统发出的指令,分别控制板式换热器、冷水机组和蓄冷罐的工作状态;

数据中转子系统;包括第一数据中转设备和第二数据中转设备,第一数据中转设备有线连接各个第一温度传感器,并将获取的各个第一温度传感器的读数无线传输给智能主控子系统;第二数据中转设备无线连接各个第二温度传感器,并将获取的各个第二温度传感器的读数无线传输给智能主控子系统。

6.根据权利要求5所述的用于数据中心冷源系统的智能控制系统,其特征在于:所述数据中心的外部环境温度为所有第一温度传感器读数的平均值;若某个第一温度传感器与其他任意一个第一温度传感器之间的差值大于0.5,且除该第一温度传感器之外,其他任意两个第一温度传感器读数之差都小于或等于0.5,则剔除该第一温度传感器的读数,并向数据中心的运维人员发出该第一温度传感器故障的告警信息。

7.根据权利要求5所述的用于数据中心冷源系统的智能控制系统,其特征在于:所述数据中心的内部环境温度为所有第二温度传感器读数的平均值;若某个第二温度传感器与其他任意一个第二温度传感器之间的差值大于1,且除该第二温度传感器之外,其他任意两个第二温度传感器读数之差都小于或等于1,则剔除该第二温度传感器的读数,并向数据中心的运维人员发出该第二温度传感器故障的告警信息。