一种设备机柜冷却散热系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种设备机柜冷却散热系统，包括电能监测单元，用于采集设备的实时电能参数；温湿度监测单元，用于采集机房外、冷却散热循环单元各区域和设备区的实时温湿度参数；压力监测单元，用于采集冷却散热循环单元各区域和设备区的实时压力参数；中央控制单元，根据设备的实时电能参数和设备区的实时温湿度，预测设备的发热量，并根据实时温湿度参数和实时压力参数，通过BP神经网络算法，输出控制命令至冷却散热循环单元；冷却散热循环单元，用于执行中央控制单元的控制命令，调节设备区的温湿度。本发明专利技术可对设备区的温湿度进行实时动态调整，到达智能化调节控制、趋势预判、节能管理、降低能耗，减少营运成本等效果。

A Cooling and Heat Dissipating System and Method for Equipment Cabinet

【技术实现步骤摘要】
一种设备机柜冷却散热系统及方法
本专利技术涉及通风散热领域，具体涉及一种设备机柜冷却散热系统及方法。
技术介绍
社会发展信息化程度越来越大，信息化由各种服务器及通讯设备搭建而成，信息设备能耗以电为主，其中信息设备的散热冷却需求所占用的电量占大部分。随着机房运行电力成本的增加，信息网络的扩大，机房电费支出逐渐增大，信息设备的散热冷却电费支出所占比例较大。据统计分析，平均每个信息设备的散热冷却电费支出约占整个机房运行电费支出的54％左右，空调成为机房运行中的主要耗电设备。目前的机房运行均为全封闭机房，机房内的电源设备、服务器设备、传输设备等都是较大的发热体。要保持机房一定的工作环境温湿度(环境标准GB50174-93规定长年温度18℃-28℃，湿度40％-70％)，主要靠空调来实现。一年365天大部分时间空调均处于运行状态(制冷)，即使温度在20℃左右(此温度也满足室内设备工作环境要求)，空调也是开启的。这样，冬、春、秋三季，以及夏早晚时段的室外低温可散热降温的有利条件被忽视，导致电能不必要的浪费，运营成本高居不下。另外，现有的信息设备的冷却散热多数使用的是机房整体通风空调控制，设定全封闭机房在一定温度范围内，但机房内电源设备、服务器设备、传输设备等在不同的运行状态下发热量不一样，需求散热也不同，通风空调系统只执行设定的参数，并不会自动根据发热量和环境变化而改变运行模式，造成不必要的能源浪费。
技术实现思路
针对上述不足，本专利技术的目的在于提供一种设备机柜冷却散热系统及方法，保证数据机房各个机柜内设备对环境需求的状态下控制冷却散热系统能效最大化，降低能耗成本。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种设备机柜冷却散热系统，包括：电能监测单元，用于采集设备的实时电能参数，并上传至中央控制单元；温湿度监测单元，用于采集机房外、冷却散热循环单元各区域和设备区的实时温湿度参数，并上传至中央控制单元；压力监测单元，用于采集冷却散热循环单元各区域和设备区的实时压力参数，并上传至中央控制单元；中央控制单元，根据设备的实时电能参数和设备区的实时温湿度，预测设备的发热量，并根据实时温湿度参数和实时压力参数，通过BP神经网络算法，输出控制命令至冷却散热循环单元；冷却散热循环单元，用于执行中央控制单元的控制命令，调节设备区的温湿度。优选的，所述的电能监测单元包括电流互感器和多功能电量表，所述的设备包括服务器、交换机、存储设备及UPS。优选的，所述的温湿度监测单元包括温湿度传感器，所述的压力监测单元包括压力传感器。优选的，所述的中央控制单元包括运算器、控制器和存储器。优选的，所述的冷却散热循环单元包括送风系统、排风系统和回风系统，通过制冷系统和除湿系统运行相耦合，以调节设备区的温湿度。一种设备机柜冷却散热方法，包括以下步骤：步骤1、采集设备的实时电能参数，并上传至中央控制单元；步骤2、采集机房外、冷却散热循环单元各区域和设备区的实时温湿度参数，并上传至中央控制单元；步骤3、采集冷却散热循环单元各区域和设备区的实时压力参数，并上传至中央控制单元；步骤4、中央控制单元根据设备的实时电能参数和设备区的实时温湿度，预测设备的发热量，并根据实时温湿度参数和实时压力参数，通过BP神经网络算法，输出控制命令至冷却散热循环单元；步骤5、冷却散热循环单元执行所述控制命令，调节设备区的温湿度。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术基于BP神经网络算法，根据设备的实时电能参数和设备区的实时温湿度，预测设备的发热量，并根据机房外、冷却散热循环单元各区域和设备区的实时温湿度参数、以及冷却散热循环单元各区域和设备区的实时压力参数，通过BP神经网络的计算分析，输出控制命令至冷却散热循环单元，对设备区的温湿度进行实时动态调整，到达智能化调节控制、趋势预判、节能管理、降低能耗，减少营运成本等效果。附图说明图1是本专利技术的设备机柜冷却散热系统的控制原理图；图2是本专利技术的设备机柜冷却散热系统的结构示意图，其中，中央控制单元未示出；图3是本专利技术的BP神经网络算法示意图；附图标记说明：1-新风管道；2-新风风阀；3-初效过滤器；4-新风进口风机；5-新风旁路管道；6-新风除湿进口风阀；7-除湿转轮；8-新风旁路风阀；9-新风除湿出口风阀；10-中效过滤器；11-送风风机；12-蒸发器；13-进风管道；14-设备机柜；15-设备区进风风阀；16-设备区加压风机；17-设备区出风风阀；18-出风管道；19-压缩机；20-膨胀阀；21-铜管；22-排风风机；23-排风内风阀；24-回风风阀；25-回风管道；26-冷凝器；27-电加热器；28-排风隔离网；29-排风外风阀；30-排风管道；31-除湿外风机；32-除湿外隔离网；33-除湿外引风风阀；34-除湿外引管道；101-户外温湿度传感器；102-进风压力传感器；103-除湿后压力传感器；104-送风管温湿度传感器；105-送风管压力传感器；106-设备区温湿度传感器；107-设备区压力传感器；108-出风管压力传感器；109-出风管温湿度传感器；110-回风管压力传感器。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。如图1至图3所示，本专利技术的一种设备机柜冷却散热系统，包括中央控制单元及分别与之相连并通信的电能监测单元、温湿度监测单元、压力监测单元和冷却散热循环单元。电能监测单元，主要包括电流互感器、多功能电量表等，串联于设备的电源线上，实时获取设备的电能参数，并上传至中央控制单元。电能参数包括但不限于电流、电压、功率等信息，用于设备发热量的预测。设备主要是指信息设备，包括但不限于服务器、交换机、存储设备、UPS等用电设备。温湿度监测单元，包括布置在机房外、冷却散热循环单元各区域、设备区的温湿度传感器，具体位置和数量在下面的冷却散热循环单元的具体构造中进行详细描述，实时获取机房外、冷却散热循环单元各区域和设备区的实时温湿度参数，并上传至中央控制单元。压力监测单元，包括布置在冷却散热循环单元各区域、设备区的压力传感器，具体位置和数量在下面的冷却散热循环单元的具体构造中进行详细描述，实时获取冷却散热循环单元各区域和设备区的实时压力参数，并上传至中央控制单元。中央控制单元，主要由运算器、控制器与存储器组等硬件组成，通过建立BP神经网络算法，将电能监测、温湿度监测、压力监测、冷却散热循环控制等相耦合，根据设备的实时电能参数和设备区的实时温湿度，预测设备的发热量，并根据机房外、冷却散热循环单元各区域和设备区的实时温湿度参数、以及冷却散热循环单元各区域和设备区的实时压力参数，通过BP神经网络的计算分析，输出控制命令至冷却散热循环单元。本申请将设备的电能参数作为BP神经网络算法的输入神经元，使之可以根据设备发热量的变化趋势，动态调节设备区的温湿度，同时，将对机房的整体控制分解为对多个独立的设备区的单独控制，从而达到降低能耗，减少营运成本等效果冷却散热循环单元，冷却散热循环单元包括送风系统、排风系统和回风系统，通过制冷系统和除湿系统相耦合，以调节设备区的温湿度，具体如图2所示。新风管道1、新风旁路管道5、进风管道13、出风管道18、回风管道25、排风管道30和除湿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备机柜冷却散热系统，其特征在于：包括电能监测单元，用于采集设备的实时电能参数，并上传至中央控制单元；温湿度监测单元，用于采集机房外、冷却散热循环单元各区域和设备区的实时温湿度参数，并上传至中央控制单元；压力监测单元，用于采集冷却散热循环单元各区域和设备区的实时压力参数，并上传至中央控制单元；中央控制单元，根据设备的实时电能参数和设备区的实时温湿度，预测设备的发热量，并根据实时温湿度参数和实时压力参数，通过BP神经网络算法，输出控制命令至冷却散热循环单元；冷却散热循环单元，用于执行中央控制单元的控制命令，调节设备区的温湿度。

【技术特征摘要】
1.一种设备机柜冷却散热系统，其特征在于：包括电能监测单元，用于采集设备的实时电能参数，并上传至中央控制单元；温湿度监测单元，用于采集机房外、冷却散热循环单元各区域和设备区的实时温湿度参数，并上传至中央控制单元；压力监测单元，用于采集冷却散热循环单元各区域和设备区的实时压力参数，并上传至中央控制单元；中央控制单元，根据设备的实时电能参数和设备区的实时温湿度，预测设备的发热量，并根据实时温湿度参数和实时压力参数，通过BP神经网络算法，输出控制命令至冷却散热循环单元；冷却散热循环单元，用于执行中央控制单元的控制命令，调节设备区的温湿度。2.根据权利要求1所述的一种设备机柜冷却散热系统，其特征在于：所述的电能监测单元包括电流互感器和多功能电量表，所述的设备包括服务器、交换机、存储设备及UPS。3.根据权利要求1所述的一种设备机柜冷却散热系统，其特征在于：所述的温湿度监测单元包括温湿度传感器，所述的压力监测单...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹华，易林姿，李家杰，郭华芳，刘敏茹，唐志华，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44