一种数据中心液冷散热系统的控制方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种数据中心液冷散热系统的控制方法及其系统，方法包括根据接收到的工作信号，启动数据中心液冷散热系统，初始化流量控制阀开度、计算动力单元功率；采集液冷系统动力单元、服务器机柜及液冷服务器流出的液体温度，计算服务器机柜进出口液体温度差值及液冷服务器的进出口液体温度差值，获得服务器机柜进出口液体温度差值组成的集合及液冷服务器进出口液体温度差值组成的集合；判断服务器机柜进出口液体温度差值组成的集合与液冷服务器进出口液体温度差值组成的集合中，是否数值设定范围内；统计服务器机柜进出口液体温度差值组成的集合中超出最大允许值和低于最小允许值的数值个数，对服务器机柜获得的冷却液流量进行调节；判断液冷服务器进出口液体温度差值组成的集合中是否存在温度差值接近于0；根据液冷服务器进出口液体温度差值组成的集合中的数据，对液冷服务器进液口处的流量控制阀进行调节。制阀进行调节。制阀进行调节。

【技术实现步骤摘要】
一种数据中心液冷散热系统的控制方法及其系统


[0001]本专利技术涉及数据中心散热冷却
，尤其涉及一种数据中心液冷散热系统的控制方法及其系统。

技术介绍

[0002]随着5G技术的成熟，智能制造、工程模拟、智慧工厂等海量数据以及高性能计算相关的技术应用开始跨越式发展，已经从实验室研究发展到真正的工业应用领域，进而促使数据中心趋于集群化和高功率密度。目前数据中心机房大多采用精密空调进行风冷散热，散热效果受限于空气的低导热率，难以满足数据中心服务器内核心元件的散热需求。另一方面，空调的不间断运行需要消耗大量的电能。据统计，精密空调的耗电量占到机房总用电量的40％～50％。长此以往，散热问题严重制约了数据中心的发展。
[0003]液体冷却热传导效果是空气冷却的数十倍，能够更快、更好的对服务器进行散热，同时液体冷却能够极大降低数据中心散热系统的能耗，PUE可达1.1以下。因此具有更高散热效率和更低能耗的液体冷却，成为解决数据中心散热问题的理想之选，近年来在数据中心冷却领域得到了长足发展和应用。
[0004]然而，现有的数据中心液冷散热系统中，大多利用一组动力单元同时为多个服务器机柜输送冷却液进行散热，每个机柜及每台服务器液冷散热器分配得到的冷却液流量大致相同。然而，在实际应用中每台服务器的散热量并不相同，所需冷却液的流量也有所差异。当每台服务器以相同流量的冷却液进行散热时，对于运行负载较小的服务器而言，造成了资源的浪费；相应的，功耗较大的服务器则可能会存在工作温度过高，服务器元器件受损的情况。此外，在实际应用中往往为了确保部分甚至个别高功率服务器的运行安全，直接增加整个冷却系统中冷却介质的流量，造成了极大的资源浪费，不符合绿色数据中心的发展要求。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种数据中心液冷散热系统的控制方法及其系统。
[0006]本专利技术的目的通过以下的技术方案来实现：
[0007]一种数据中心液冷散热系统的散热方法，包括：
[0008]步骤10根据接收到的工作信号，启动数据中心液冷散热系统，初始化流量控制阀开度、计算动力单元功率；
[0009]步骤20采集从数据中心液冷系统动力单元、服务器机柜及液冷服务器流出的液体温度，计算服务器机柜进出口液体温度差值及液冷服务器的进出口液体温度差值，获得服务器机柜进出口液体温度差值组成的集合及液冷服务器进出口液体温度差值组成的集合；
[0010]步骤30判断服务器机柜进出口液体温度差值组成的集合与液冷服务器进出口液体温度差值组成的集合中，是否所有数值均在设定范围内，是，执行步骤20；否则进一步判
断是否存在服务器机柜进出口液体温度差值组成的集合未在设定范围内，是，执行步骤40；否则，执行步骤50；
[0011]步骤40统计服务器机柜进出口液体温度差值组成的集合中超出最大允许值和低于最小允许值的数值个数，并对服务器机柜获得的冷却液流量进行调节；
[0012]步骤50判断液冷服务器进出口液体温度差值组成的集合中是否存在温度差值接近于0，若是，完全关闭相应服务器进液口处的流量控制阀，并调整动力单元功率；否则，由控制单元发出调控指令继续执行步骤60；
[0013]步骤60根据液冷服务器进出口液体温度差值组成的集合中的数据，对液冷服务器进液口处的流量控制阀进行调节。
[0014]一种数据中心液冷散热系统，包括：
[0015]控制单元、动力单元、温度传感器、流量控制阀、服务器机柜及液冷服务器；
[0016]控制单元，用于接收来自温度传感器的温度信号并进行处理，根据温度信号处理结果对动力单元、流量控制阀进行调控；
[0017]温度传感器，用于监测从数据中心液冷系统动力单元、流入服务器机柜的液体温度、流出服务器机柜的液体温度以及液冷服务器流出的液体温度；
[0018]流量控制阀，用于接受来自控制单元的控制指令，根据调节指令分别控制调节流入服务器机柜及液冷服务器的冷却液流量。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的一个或多个实施例可以具有如下优点：
[0020]1)本专利技术同时兼顾数据中心的整体和服务器个体，将数据中心内冷却液供应异常的机柜数量设置不同的等级，根据数量等级进行最优的调控，并在此基础上对每一台服务器所获得的冷却液流量进行调节，实现数据中心液冷散热系统中冷却液的合理分配。
[0021]2)实现定向调节流入特定机柜或液冷服务器的冷却液流量，避免通过直接增加整个冷却系统冷却液的流量才能满足部分高功率服务器的散热需求，节约了电力资源；同时为各服务器合理分配冷却液流量，避免或因冷却液供应不足导致服务器工作温度过高致使元器件受损、或因冷却液输送过多造成浪费。
[0022]3)可满足同一机房内、同一机柜内放置功率各不相同服务器的数据中心的散热需求。
附图说明
[0023]图1是数据中心液冷散热系统原理图；
[0024]图2是数据中心液冷散热系统控制方法的流程图；
[0025]图3是是数据中心液冷散热系统控制方法具体实施流程图；
[0026]图4是机柜调控的流程图。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述。
[0028]如图1所示，为数据中心液冷散热系统，包括控制单元1、动力单元2、主流温度传感器3、一级流量控制阀4、支流一级温度传感器5、支流二级温度传感器6、二级流量控制阀7、
服务器机柜8以及液冷服务器9。
[0029]所述主流温度传感器3、支流一级温度传感器5、支流二级温度传感器6分别用于监测流入服务器机柜8的液体温度、流出服务器机柜8的液体温度以及液冷服务器9出口的液体温度。
[0030]所述一级流量控制阀4、二级流量控制阀7接受来自控制单元1的控制指令，调节流入服务器机柜8及液冷服务器9的冷却液流量。
[0031]所述控制单元与所述温度传感器、动力单元、流量控制阀电性连接，接收来自所述温度传感器的温度信号并进行处理，根据温度信号处理结果对所述动力单元、流量控制阀进行调控。
[0032]如图2所示，为数据中心液冷散热系统控制方法的控制流程，包括：
[0033]步骤10根据接收到的工作信号，启动数据中心液冷散热系统，初始化流量控制阀开度、计算动力单元功率；
[0034]步骤20采集从数据中心液冷系统动力单元、服务器机柜及液冷服务器流出的液体温度，计算服务器机柜进出口液体温度差值及液冷服务器的进出口液体温度差值，获得服务器机柜进出口液体温度差值组成的集合及液冷服务器进出口液体温度差值组成的集合；
[0035]步骤30判断服务器机柜进出口液体温度差值组成的集合与液冷服务器进出口液体温度差值组成的集合中，是否所有数值均在设定范围内，是，执行步骤20；否则进一步判断是否存在服务器机柜进出口液体温度差值组成的集合未在设定范围内，是，执本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数据中心液冷散热系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤10根据接收到的工作信号，启动数据中心液冷散热系统，初始化流量控制阀开度、计算动力单元功率；步骤20采集从数据中心液冷系统动力单元、服务器机柜及液冷服务器流出的液体温度，计算服务器机柜进出口液体温度差值及液冷服务器的进出口液体温度差值，获得服务器机柜进出口液体温度差值组成的集合及液冷服务器进出口液体温度差值组成的集合；步骤30判断服务器机柜进出口液体温度差值组成的集合与液冷服务器进出口液体温度差值组成的集合中，是否所有数值均在设定范围内，是，执行步骤20；否则进一步判断是否存在服务器机柜进出口液体温度差值组成的集合未在设定范围内，是，执行步骤40；否则，执行步骤50；步骤40统计服务器机柜进出口液体温度差值组成的集合中超出最大允许值和低于最小允许值的数值个数，并对服务器机柜获得的冷却液流量进行调节；步骤50判断液冷服务器进出口液体温度差值组成的集合中是否存在温度差值接近于0，若是，完全关闭相应服务器进液口处的流量控制阀，并调整动力单元功率；否则，由控制单元发出调控指令继续执行步骤60；步骤60根据液冷服务器进出口液体温度差值组成的集合中的数据，对液冷服务器进液口处的流量控制阀进行调节。2.如权利要求1所述的数据中心液冷散热系统的控制方法，其特征在于，所述步骤10中动力单元功率的计算为：其中P
w
表示数据中心液冷散热系统动力单元的目标功率，P为数据中心内所有服务器按额定功率运行时所对应的动力单元功率，N
sum
表示服务器的总数量，N表示当前接收到服务器工作信号的数量。3.如权利要求1所述的数据中心液冷散热系统的控制方法，其特征在于，所述步骤20具体包括：控制单元通过温度传感器采集从数据中心液冷系统动力单元流出的液体温度T1、第i台服务器机柜流出的液体温度T
2i
以及第i台机柜中第j台液冷服务器流出的液体温度T
3ij
，计算服务器机柜进出口液体温度差值ΔT
2i
‑1及液冷服务器的进出口液体温度差值ΔT
3ij
‑1，获得服务器机柜进出口液体温度差值组成的集合[ΔT
2i
‑1，i＝1、2、3
…
]、液冷服务器进出口液体温度差值组成的集合[ΔT
3ij
‑1，j＝1、2、3
…
，i＝1、2、3
…
]，其中，ΔT
2i
‑1＝T
2i
‑
T1、ΔT
3ij
‑1＝T
3ij
‑
T1。4.如权利要求1所述的数据中心液冷散热系统的控制方法，其特征在于，所述步骤40具体包括：设置机柜进出口液体温度差值的最大允许值T
max1
和最小允许值T
min1
、服务器进出口液体温度差值的最大允许值T
max2
和最小允许值T
min2
；设置两个区间，分别为(0，0.1a)和[0.1a，a]，分别衡量服务器机柜进出口液体温度差值组成的集合[ΔT
2i
‑1，i＝1、2、3
…
]中存在较少数值低于最小允许值或超出最大允许值、存在较多数值低于最小允许值或超出最大允许值，其中a表示数据中心内机柜的数量；若集合[ΔT
2i
‑1，i＝1、2、3
…
]中，超出最大允许值的数值个数为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈阳，潘敏强，邱贵乾，李超，陈坚泽，
申请(专利权)人：佛山市液冷时代科技有限公司，
类型：发明
国别省市：