一种数据中心机房环境的综合管理系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种数据中心机房环境的综合管理系统及方法，环境热源采集与分析子系统获取数据中心机房内部全体设备的用电参数以及外部环境数据，得到数据中心机房环境全部热源信息数据；环境综合精准感知子系统获取数据中心机房内部环境数据；制冷控制子系统调节数据中心机房内部环境数据；智能分析决策子系统计算分析得到优化后的制冷控制子系统的控制参数并传递至制冷控制子系统作为进一步调节数据中心机房内部环境数据的依据，优化数据中心制冷效率。本发明专利技术各子系统之间相互作用、彼此影响，对数据中心机房系统环境中与能耗相关的变量进行了全要素分析，从而改进、优化数据中心综合能耗，实现绿色节能的目标。

【技术实现步骤摘要】
一种数据中心机房环境的综合管理系统及方法
本专利技术涉及数据中心机房环境管理
，具体地，涉及一种数据中心机房环境的综合管理系统及方法。
技术介绍
近年来，随着互联网技术与产业的不断升级换代，云计算、虚拟化等服务的快速发展，数据中心行业规模增长迅猛，数据中心机房的数量和面积迅速增长。数据中心运行的IT设备，包括交换机、路由器和服务器等需要全年不间断运行以向互联网用户提供服务，同时需要空调等辅助制冷系统实时供应冷能以维持其可靠运行，因此电能消耗量巨大。有研究表明，数据中心的耗能部分中，制冷系统能耗占比约为数据中心总能耗的40％。因此，降低制冷系统的能耗是目前数据中心节能、提高能源效率的重点关注环节。目前，数据中心机房的制冷技术通常具有如下问题：环境感知不够精确，制冷方案不够精细，没有采用最优化的方案考虑机房环境中热量的产生及消除动态关系。现有数据中心的节能方式多采用固定风道的设计，通过专用的导管不断地向房间输送冷空气，并将热空气从房间排出，保持测温点数值在低位，但是其测温点也仅随机布置在机房局部位置，无法全面了解机房内的温度分布，缺乏对数据中心内微环境尤其是局部热点的数据采集，不能够对精细化的环境数据实时分析从而控制局部环境。综上所述，随着数据中心机房规模不断扩大，IT设备如交换机、路由器、服务器等数量不断增多，数据中心能耗呈现指数级增长，特别是目前的制冷技术及方案多考虑系统环境中的局部变量，没有从整体、全面的视角分析、改进、优化数据中心综合能耗，无法满足数据中心机房环境的绿色节能制冷需求。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种数据中心机房环境的综合管理系统及方法，具有对机房环境的感知、分析、决策及智能控制功能，能够从整体、全局的视角分析、考虑系统环境中与能耗相关的主要变量，进而改进、优化数据中心综合能耗，实现绿色节能的目标。本专利技术是通过以下技术方案实现的。根据本专利技术的一个方面，提供了一种数据中心机房环境的综合管理系统，包括：环境热源采集与分析子系统，所述环境热源采集与分析子系统用于获取数据中心机房内部全体设备的用电参数以及外部环境数据，得到数据中心机房环境全部热源信息数据；环境综合精准感知子系统，所述环境综合精准感知子系统用于获取数据中心机房内部环境数据；制冷控制子系统，所述制冷控制子系统用于调节数据中心机房内部环境数据；智能分析决策子系统，所述智能分析决策子系统根据所述环境热源采集与分析子系统和/或所述环境综合精准感知子系统获取的数据，计算分析得到优化后的制冷控制子系统的控制参数并传递至制冷控制子系统作为进一步调节数据中心机房内部环境数据的依据，优化数据中心制冷效率。优选地，所述数据中心机房内部全体设备的用电参数，包括：IT设备实时电压、电流、功率以及温度参量；空调及制冷设备本身发出的热量；办公设备及其他用电设备产生的热量；所述外部环境数据，包括：机房所在建筑物外部环境温度、湿度参量。根据各用电设备的电源电压U和电流I，以及公式W＝UIT(T代表时间)，可知各用电设备消耗的电能W，该电能W约等于各用电设备产生的热量。根据机房所在建筑物外部环境温度、湿度参量，可获得机房的基础温度及湿度数据。优选地，所述外部环境数据通过敷设于机房所在建筑物外部的传感器采集获取。优选地，所述环境综合精准感知子系统包括多路分布式光纤温度传感器和风场及湿度传感设备；其中：所述分布式光纤温度传感器用于探测数据中心机房内部设定范围内的机柜、机房电源电缆、制冷系统及控制系统的环境区域温度；所述风场及湿度传感设备分布于数据中心机房内的多个空间，用于监测传感设备附近的风向风速及湿度大小；所述环境区域温度、风向风速及湿度大小形成数据中心机房内部环境数据。优选地，所述制冷控制子系统，包括空调设备和风道控制设备；其中：所述空调设备设有多个可活动调节的出风口，所述出风口均位于机柜正前方的地面上；所述风道控制设备包括可控制开闭的通风地板以及可调节转速的鼓风机，所述鼓风机布置在通风地板附近，所述通风地板布置在出风口的末端。优选地，所述通风地板整体铺设于地面上，包括地板本体以及与地板本体驱动连接的转轴组件。优选地，所述地板本体包括由若干格栅组成的内槽板；所述转轴组件包括电机、转轴、第一齿轮、第二齿轮、齿条以及格栅阀叶，其中：所述电机与所述第一齿轮相连，所述第一齿轮与所述齿条相连，所述齿条与所述第二齿轮相连，所述第二齿轮与所述转轴相连，所述转轴与所述格栅阀叶相连，所述格栅阀叶与所述内槽板连接，驱动内槽板翻转。优选地，所述智能分析决策子系统包括数据处理模块、机器学习模块及专家决策模块；其中：所述数据处理模块，根据所述环境热源采集与分析子系统和/或所述环境综合精准感知子系统获取的数据，计算、分析制冷控制子系统各项工作参数(包括空调设备的出风温度、回风温度、总制冷量、通风地板的开闭状态以及鼓风机的转速)，并对各项工作参数进行优化，得到制冷控制子系统执行效率结果；所述机器学习模块，根据所述环境热源采集与分析子系统和/或所述环境综合精准感知子系统不断获取的数据，更新所述数据处理模块得到的制冷控制子系统执行效率结果，进而得到制冷控制子系统执行效率的最优化结果；所述专家决策模块，根据所述数据处理模块得到的优化后的工作参数以及机器学习模块得到的制冷控制子系统执行效率的最优化结果，输出控制参数至制冷控制子系统。优选地，所述环境热源采集与分析子系统、环境综合精准感知子系统、制冷控制子系统以及智能分析决策子系统中的任意三个子系统相互作用、相互影响、互相关联并且均能够构成一个微系统；其中：所述智能分析决策子系统获取环境热源采集与分析子系统采集的数据中心机房环境全部热源信息以及环境综合精准感知子系统获取的数据中心机房内部环境数据，构成微系统I；所述智能分析决策子系统对制冷控制子系统各项工作参数进行分析、计算，并将优化后的控制参数输出给制冷控制子系统，同时，所述制冷控制子系统对智能分析决策子系统的控制做出响应，所述环境综合精准感知子系统不断获取调节后的数据中心机房内部环境数据并反馈至智能分析决策子系统，构成微系统II；所述环境综合精准感知子系统探测环境热源采集与分析子系统的各项参数，为制冷控制子系统提供实时、全面的环境参数用于迅速反馈及评估制冷效果，以实现热量的产生与消除这一热力学动态平衡过程，保证数据中心正常运行，构成微系统III；所述智能分析决策子系统分析环境热源采集与分析子系统实时及历史热量数据以及制冷控制子系统的实时及历史制冷量数据，评估制冷系统的工作效率PUE，通过不断积累运行数据，预测数据中心机房内不同区域热源设备在不同时间段热量数据，控制制冷控制子系统的开启和关闭，构成微系统IV。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种数据中心机房环境的综合管理方法，包括：获取数据中心机房内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数据中心机房环境的综合管理系统，其特征在于，包括：/n环境热源采集与分析子系统(1)，所述环境热源采集与分析子系统(1)用于获取数据中心机房内部全体设备的用电参数以及外部环境数据，得到数据中心机房环境全部热源信息数据；/n环境综合精准感知子系统(2)，所述环境综合精准感知子系统(2)用于获取数据中心机房内部环境数据；/n制冷控制子系统(3)，所述制冷控制子系统(3)用于调节数据中心机房内部环境数据；/n智能分析决策子系统(4)，所述智能分析决策子系统(4)根据所述环境热源采集与分析子系统(1)和/或所述环境综合精准感知子系统(2)获取的数据，计算分析得到优化后的制冷控制子系统(3)的控制参数并传递至制冷控制子系统(3)作为进一步调节数据中心机房内部环境数据的依据，优化数据中心制冷效率。/n

【技术特征摘要】
1.一种数据中心机房环境的综合管理系统，其特征在于，包括：
环境热源采集与分析子系统(1)，所述环境热源采集与分析子系统(1)用于获取数据中心机房内部全体设备的用电参数以及外部环境数据，得到数据中心机房环境全部热源信息数据；
环境综合精准感知子系统(2)，所述环境综合精准感知子系统(2)用于获取数据中心机房内部环境数据；
制冷控制子系统(3)，所述制冷控制子系统(3)用于调节数据中心机房内部环境数据；
智能分析决策子系统(4)，所述智能分析决策子系统(4)根据所述环境热源采集与分析子系统(1)和/或所述环境综合精准感知子系统(2)获取的数据，计算分析得到优化后的制冷控制子系统(3)的控制参数并传递至制冷控制子系统(3)作为进一步调节数据中心机房内部环境数据的依据，优化数据中心制冷效率。


2.根据权利要求1所述的数据中心机房环境的综合管理系统，其特征在于，所述数据中心机房内部全体设备的用电参数，包括：
IT设备实时电压、电流、功率以及温度参量；
空调及制冷设备本身发出的热量；
办公设备及其他用电设备产生的热量；
所述外部环境数据，包括：
机房所在建筑物外部环境温度和湿度参量。


3.根据权利要求2所述的数据中心机房环境的综合管理系统，其特征在于，所述外部环境数据通过敷设于机房所在建筑物外部的传感器采集获取。


4.根据权利要求1所述的数据中心机房环境的综合管理系统，其特征在于，所述环境综合精准感知子系统(2)包括多路分布式光纤温度传感器和风场及湿度传感设备；其中：
所述分布式光纤温度传感器用于探测数据中心机房内部设定范围内的机柜、机房电源电缆、制冷系统及控制系统的环境区域温度；
所述风场及湿度传感设备分布于数据中心机房内的多个空间，用于监测传感设备附近的风向风速及湿度大小；
所述环境区域温度、风向风速及湿度大小形成数据中心机房内部环境数据。


5.根据权利要求1所述的数据中心机房环境的综合管理系统，其特征在于，所述制冷控制子系统(3)，包括空调设备和风道控制设备；其中：
所述空调设备设有多个可活动调节的出风口，所述出风口均位于机柜正前方的地面上；
所述风道控制设备包括可控制开闭的通风地板以及可调节转速的鼓风机，所述鼓风机布置在通风地板附近，所述通风地板布置在出风口的末端；
所述通风地板整体铺设于地面上，包括地板本体以及与地板本体驱动连接的转轴组件。


6.根据权利要求5所述的数据中心机房环境的综合管理系统，其特征在于，所述地板本体包括由若干格栅组成的内槽板；所述转轴组件包括电机、转轴、第一齿轮、第二齿轮、齿条以及格栅阀叶，其中：
所述电机与所述第一齿轮相连，所述第一齿轮与所述齿条相连，所述齿条与所述第二齿轮相连，所述第二齿轮与所述转轴相连，所述转轴与所述格栅阀叶相连，所述格栅阀叶与所述内槽板连接，驱动内槽板翻转。


7.根据权利要求1所述的数据中心机房环境的综合管理系统，其特征在于，所述智能分析决策子系统(...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐晓东，刘坚，
申请(专利权)人：上海御威通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31