基于再循环指数的CRAC单元控制制造技术

一种空气调节单元（２２８），可以根据设计成量化再循环级别的性能指数对其进行控制。对于空气调节单元控制而言，确定（７０４，８０４）性能指数设定值，并且测量（７０６，８０６）一次迭代的性能指数。此外，确定测得的一次迭代性能指数等于还是超过性能指数设定值（７０８，８０８）。而且，响应于测得的一次迭代的性能指数等于或者超过性能指数设定值（７１０，８１０）来提高空气调节单元（２２８）的供应空气温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请是2003年5月29日提交的，名称为“Air Re-CirculationIndex(空气再循环指数)”的第10/446854号美国专利申请的继续申请。该申请中公开的内容在本文中全部引入作为参考，并且本申请要求享有该申请的申请日。
技术介绍
数据中心可以定义为容纳了设置在多个机架中的计算机系统的场所，例如一个房间。标准机架，例如电子机柜定义为78英寸(2米)长、24英寸(0.61米)宽并且30英寸(0.76米)深的电子工业协会(EIA)外壳。这些机架配置为容纳多个计算机系统，大约为40个，机架的未来配置设计成容纳200个或更多个系统。该计算机系统通常包括多个组件，例如一个或多个印刷电路板(PCB)、大容量存储设备、电源、处理器、微控制器、半导体设备等等，这些组件会在各个组件工作过程中散发较大量的热。例如，包含多个微处理器的典型计算机系统会散发大约250W的功率。因此，包含40个这种计算机系统的机架会散发大约10KW的功率。将机架中各个组件散发的热传递到数据中心中包含的冷却空气所需的功率通常等于操纵这些组件所需的功率的约10％。然而，去除数据中心中多个机架散发的热所需的功率通常等于操纵机架中各个组件所需功率的约50％。机架与数据中心之间消除各种热负荷所需功率量的不一致性源于例如数据中心中为了冷却空气所需的附加热力学工作。其一，通常利用风扇来冷却机架，风扇用于使冷却流体、如空气、调节空气等在散热组件上移动；然而，数据中心通常实施逆功率循环来冷却热回流空气。除了涉及在数据中心和冷凝器中移动冷却流体的工作之外，实现降温所需的其他工作通常总计达功率要求的50％。因此，除了冷却机架出现的问题之外，冷却数据中心存在诸多问题。常规的数据中心通常通过一个或多个空气调节单元工作来进行冷却。例如，空气调节单元的压缩机通常需要所需工作能量的大约至少30％以充分冷却数据中心。其他组件、例如冷凝器、空气推进器(风扇或者吹风机)通常消耗总工作能量的另外20％。例如，具有100个机架的高密度数据中心，每个机架具有10KW的最大功耗，该数据中心通常需要1MW的冷却能力。具有1MW除热能力的空气调节单元除了驱动空气移动设备、如风扇和吹风机所需的功率之外，通常需要至少300KW的输入压缩机功率。常规的数据中心空气调节单元不会根据数据中心的分布需要而改变其冷却流体输出。取而代之的是，这些空气调节单元通常以最大压缩机功率或者接近最大压缩机功率工作，即使在该数据中心内的热负荷降低时也是如此。空气调节单元基本上连续的工作通常设计成根据最差情况工作。例如，通常将空气调节系统设计为最大能力附近，并且利用冗余使得数据中心可以基本上连续地保持联机。然而，数据中心中的计算机系统通常利用最大冷却能力的约30-50％。在这方面，常规的冷却系统通常试图冷却未以可能造成其温度超过预定温度范围的级别工作的组件。因此，常规的冷却系统通常导致比充分冷却数据中心机架中包含的发热组件所必须的多得多的工作成本。另一个影响冷却系统效率的因素是数据中心中发生的空气再循环的水平。也就是说，常规的冷却系统未设计成减少冷却流体与热空气的混和。因此，输送到机架的冷却流体通常与组件生成的热空气混和，由此降低从各个组件到冷却流体的热传递效率。此外，热空气与冷却流体混和，由此降低返回到空气调节单元的空气的温度并且因而降低空气调节单元处热传递的效率。
技术实现思路
根据一个实施例，本专利技术涉及一种用于根据设计成量化再循环水平的性能指数来控制空气调节单元的方法。在本方法中，确定性能指数设定值，并且测量一次迭代的性能指数。此外，确定测得的一次迭代性能指数等于还是超过性能指数设定值。本方法还包括响应于测得的一次迭代性能指数等于还是超过性能指数设定值来提高空气调节单元的供应空气温度。附图说明本领域技术人员根据以下参照附图的说明，可以理解本专利技术的特征，在附图中图1A表示了根据本专利技术实施例的数据中心的简化透视图； 图1B表示了根据本专利技术实施例的图1A所示数据中心侧视图的简化表示；图1C为根据本专利技术实施例的数据中心上部的横截面图；图1D为根据本专利技术实施例的具有降低顶板的数据中心的简化示意表示；图2为根据本专利技术实施例的冷却系统的框图；图3表示了根据本专利技术实施例的计算机系统；图4A和4B一起图示了根据本专利技术实施例的冷却系统工作模式的流程图；图4C和4D分别表示了根据本专利技术可选实施例的图4A和4B分别所示的工作模式的可选步骤；图5表示了根据本专利技术另一个实施例的冷却系统工作模式的示例性流程图；图6表示了根据本专利技术实施例的设计和部署数据中心布局的工作模式的示例性流程图；图7表示了根据本专利技术实施例的基本上基于RHI值的冷却系统工作模式的流程图；图8A和8B一起图示了根据本专利技术另一实施例的基本上基于RHI值的冷却系统工作模式的流程图。具体实施例方式为了简化和说明起见，主要参照本专利技术的示例性实施例来描述本专利技术。在以下的说明中，所阐述的各种具体细节是为了提供对本专利技术的全面理解。然而，本领域技术人员可以理解，本专利技术的实现不限于这些具体细节。在其他情况下，没有具体描述公知方法和结构为的是不必要地模糊了本专利技术。在本说明书自始至终，提到了“冷却流体”和“热冷却流体”。为了简单起见，“冷却流体”总体上可以定义为已经被冷却设备、例如计算机房空气调节(CRAC)单元冷却的空气。此外，“热冷却流体”总体上可以定义为例如通过接收来自发热/散热组件的热而加热的冷却流体。然而，应当容易理解，术语“冷却流体”无意表示仅包含冷却空气的空气，“热冷却流体”无意表示仅包含已经加热的空气。取而代之的是，本专利技术的实施例可以利用包含热冷却流体和冷却流体的混合物的空气工作。此外，冷却流体和热冷却流体可以表示不同于空气的气体，例如本领域技术人员已知的用于数据中心的冷却剂和其他类型的气体。可以根据数据中心内的各种环境条件来计算无量纲且可缩放的参数。可以实现这些参数来控制传送到数据中心各个位置的一种或多种冷却流体、热冷却流体去除以及工作负荷安排，从而提供对数据中心中的组件的高效冷却。一方面，可以通过减少数据中心中空气再循环的量来提高冷却效率。也就是说，通过减少热冷却流体与冷却流体的再循环(反之亦然)，可以提高冷却流体冷却数据中心中各组件的潜力，优于已知的冷却系统。通过本专利技术实施例的工作可以获得的效率提高的一个结果是可以减少操作冷却系统所需能量的量，从而减少相关的工作成本。无量纲参数可以用于为数据中心冷却系统确定可缩放的“性能指数”。此外，该性能指数可以量化在该数据中心各个位置发生的再循环量。在这方面，本说明书自始至终公开的参数是供热指数(SHI)和返回热指数(RHI)。SHI和RHI可以用作一个或多个组件、机架、机架群或者数据中心总体上的热量管理和能量效率的指标。根据整个数据中心各个位置处测得的温度来计算SHI和RHI。例如，可以实现CRAC单元提供的冷却流体的温度来确定SHI和RHI。可以将CRAC单元提供的冷却流体的温度视为基准温度，原因在于此时的冷却流体的温度基本上是可以控制的。此外，这些指数可以基于各个进口和出口处的温度。例如，可以在供风孔的进口、机架进口、机架出口、返回风孔的入口等处测量温度。如下文中更详细描述的，这些不同位置处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于根据设计成量化再循环级别的性能指数来控制空气调节单元（２２８）的方法（７００，８００），所述方法（７００，８００）包括：确定（７０４，８０４）性能指数设定值；测量（７０６，８０６）一次迭代的性能指数；确定（７ ０８，８０８）测得的一次迭代的性能指数等于还是超过性能指数设定值；以及响应于测得的一次迭代的性能指数等于或超过性能指数设定值来提高（７１０，８１０）空气调节单元（２２８）的供应空气温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R夏马，CE巴什，CD帕特尔，
申请(专利权)人：惠普开发有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]