多末端供需匹配的数据中心冷源系统参数优化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及数据中心节能技术领域，特别是指一种多末端供需匹配的数据中心冷源系统参数优化方法及装置。一种多末端供需匹配的数据中心冷源系统参数优化方法包括：根据机房实际参数，通过传热机理公式进行计算，得到各机房最优送风温度、各机房最优回风温度和各机房最优送风风量；通过传热机理公式进行计算，得到各机房空调最优送风温度、各机房空调最优回风温度、各机房空调最优风量；构建数学模型，获得冷源系统能耗模型；判断冷源系统模式结果，并根据冷源系统能耗模型进行参数最优值求解；并通过冷源系统进行数据中心最优能耗调控。本发明专利技术是一种适用于数据中心的可实现供需匹配的稳定高效的空调系统参数优化方法。稳定高效的空调系统参数优化方法。稳定高效的空调系统参数优化方法。

【技术实现步骤摘要】
多末端供需匹配的数据中心冷源系统参数优化方法及装置


[0001]本专利技术涉及数据中心节能
，特别是指一种多末端供需匹配的数据中心冷源系统参数优化方法及装置
。

技术介绍

[0002]随着现代信息化技术的发展，数据中心
IDC
（
Internet Data Center
）市场的规模不断扩大，其消耗的能源也在不断扩大，现代大数据社会的数据中心耗电量占比社会所有行业耗电总量的
5%
，同时其中
30%
左右的耗电量由冷却排热系统产生
。
数据中心多采用能耗指标
PUE
（
Power Usage Effectiveness
）来衡量数据机房内
IT
设备电能的利用效率，
PUE
值越接近于1，表示数据中心越节能，目前我国数据机房
PUE
值还偏大，有较大的节能空间
。
[0003]目前，数据中心制冷系统能耗大的原因之一是数据中心排热系统运行调控多依靠人工经验，为满足服务器安全运行需求，未从节能的角度考虑机柜对送风风量和送风温度的实际需求，存在严重的过度供冷问题，冷源系统侧追求低温供水，并未根据末端需求及不同末端间需求的差异进行供水温度调控及水流量优化分配，不仅使得自然冷源未得到有效利用，而且降低了主动式冷源的能效
。
[0004]在现有技术中，缺乏一种适用于数据中心的可实现供需匹配的稳定高效的空调系统参数优化方法<br/>。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种多末端供需匹配的数据中心冷源系统参数优化方法及装置
。
所述技术方案如下：
[0006]一方面，提供了一种多末端供需匹配的数据中心冷源系统参数优化方法，该方法由电子设备实现，该方法包括：
[0007]对数据中心空调系统进行数据采集，获得机房数据
、
芯片运行温度安全阈值
、
各机房机柜实际功率
、
各机柜送风温度和各机柜回风温度；对冷源系统进行数据采集，获得自然冷源出水温度
、
空调末端供水温度和空调末端回水温度；
[0008]根据所述芯片运行温度安全阈值
、
各机房机柜实际功率
、
各机柜送风温度和各机柜回风温度，通过传热机理公式进行计算，得到各机柜单位发热功率对应的换热面积；
[0009]根据所述各机柜单位发热功率对应的换热面积以及预设的机房送风温度范围进行计算，得到各机房最优送风温度
、
各机房最优回风温度和各机房最优送风风量；
[0010]根据所述机房数据
、
所述各机房最优送风温度
、
所述各机房最优回风温度和所述各机房最优送风风量，通过传热机理公式进行计算，得到各机房空调最优送风温度
、
各机房空调最优回风温度以及各机房空调最优送风风量；
[0011]基于传热学换热机理，根据所述各机房空调最优送风温度
、
各机房空调最优回风温度以及各机房空调最优风量，构建数学模型，获得冷源系统能耗模型；
[0012]根据所述自然冷源出水温度
、
空调末端供水温度和空调末端回水温度进行冷源系
统模式判断，获得冷源系统模式结果；
[0013]根据所述冷源系统模式结果以及所述冷源系统能耗模型进行参数最优值求解，获得最优供水温度
、
最优供水流量和各机房最优分配水流量；
[0014]根据所述最优供水温度
、
最优供水流量和各机房最优分配水流量，通过冷源系统进行数据中心最优能耗调控
。
[0015]可选地，所述根据所述各机柜单位发热功率对应的换热面积以及预设的机房送风温度范围进行计算，得到各机房最优送风温度
、
各机房最优回风温度和各机房最优送风风量，包括：
[0016]根据所述各机柜单位发热功率对应的换热面积以及预设的机房送风温度范围进行计算，得到各机柜回风温度和各机柜送风风量；
[0017]根据所述各机柜回风温度以及所述各机柜送风风量进行计算，得到各机房回风温度；
[0018]根据预设的机房回风温度标准，对所述各机房回风温度进行筛选，获得符合标注的机房回风温度；
[0019]根据所述符合标注的机房回风温度，获得对应的机房送风温度；在所述对应的机房送风温度中选择最大值，获得各机房最优送风温度；
[0020]根据所述各机房最优送风温度进行计算，得到各机房最优回风温度以及各机房最优送风风量
。
[0021]可选地，所述基于传热学换热机理，根据所述各机房空调最优送风温度
、
各机房空调最优回风温度以及各机房空调最优风量，构建数学模型，获得冷源系统能耗模型，包括：
[0022]根据所述各机房空调最优送风温度
、
各机房空调最优回风温度
、
各机房空调最优风量进行数学模型构建，获得冷源系统回水温度模型以及冷源系统水流量模型；
[0023]基于冷源系统设备分类，根据所述冷源系统回水温度模型以及冷源系统水流量模型进行数学模型构建，获得自然冷源风机能耗模型
、
机组压缩机能耗模型和冷冻水泵能耗模型；
[0024]根据所述自然冷源风机能耗模型
、
机组压缩机能耗模型和冷冻水泵能耗模型，获得冷源系统能耗模型
。
[0025]可选地，所述根据所述自然冷源出水温度
、
空调末端供水温度和空调末端回水温度进行冷源系统模式判断，获得冷源系统模式结果，包括：
[0026]当所述自然冷源出水温度低于空调末端供水温度时，采用自然冷源模式；
[0027]当所述自然冷源出水温度高于或等于空调末端供水温度，且自然冷源出水温度低于空调末端回水温度，采用混合冷源模式；
[0028]当所述自然冷源出水温度高于或等于空调末端回水温度，采用主动冷源模式；
[0029]根据所述自然冷源模式
、
所述混合冷源模式或所述主动冷源模式，获得冷源系统模式结果
。
[0030]可选地，所述根据所述冷源系统模式结果以及所述冷源系统能耗模型进行参数最优值求解，获得最优供水温度
、
最优供水流量和各机房最优分配水流量，包括：
[0031]根据所述冷源系统模式结果对所述冷源系统能耗模型进行优化，获得优化能耗模型；
[0032]当冷源系统能耗最小时，根据所述优化能耗模型进行最优值求解，获得最优供水温度以及最优供水流量；
[0033]根据所述最优供水流量进行计算，得到各机房最优分配水流量
。
[0034]另一方面，提供了一种多末端供需匹配的数据中心冷源系统参数优化装置，该装置应用于一种多末端供需匹配本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种多末端供需匹配的数据中心冷源系统参数优化方法，其特征在于，所述方法包括：对数据中心空调系统进行数据采集，获得机房数据
、
芯片运行温度安全阈值
、
各机房机柜实际功率
、
各机柜送风温度和各机柜回风温度；对冷源系统进行数据采集，获得自然冷源出水温度
、
空调末端供水温度和空调末端回水温度；根据所述芯片运行温度安全阈值
、
各机房机柜实际功率
、
各机柜送风温度和各机柜回风温度，通过传热机理公式进行计算，得到各机柜单位发热功率对应的换热面积；根据所述各机柜单位发热功率对应的换热面积以及预设的机房送风温度范围进行计算，得到各机房最优送风温度
、
各机房最优回风温度和各机房最优送风风量；根据所述机房数据
、
所述各机房最优送风温度
、
所述各机房最优回风温度和所述各机房最优送风风量，通过传热机理公式进行计算，得到各机房空调最优送风温度
、
各机房空调最优回风温度以及各机房空调最优送风风量；基于传热学换热机理，根据所述各机房空调最优送风温度
、
各机房空调最优回风温度以及各机房空调最优风量，构建数学模型，获得冷源系统能耗模型；根据所述自然冷源出水温度
、
空调末端供水温度和空调末端回水温度进行冷源系统模式判断，获得冷源系统模式结果；根据所述冷源系统模式结果以及所述冷源系统能耗模型进行参数最优值求解，获得最优供水温度
、
最优供水流量和各机房最优分配水流量；根据所述最优供水温度
、
最优供水流量和各机房最优分配水流量，通过冷源系统进行数据中心最优能耗调控
。2.
根据权利要求1所述的一种多末端供需匹配的数据中心冷源系统参数优化方法，其特征在于，所述根据所述各机柜单位发热功率对应的换热面积以及预设的机房送风温度范围进行计算，得到各机房最优送风温度
、
各机房最优回风温度和各机房最优送风风量，包括：根据所述各机柜单位发热功率对应的换热面积以及预设的机房送风温度范围进行计算，得到各机柜回风温度和各机柜送风风量；根据所述各机柜回风温度以及所述各机柜送风风量进行计算，得到各机房回风温度；根据预设的机房回风温度标准，对所述各机房回风温度进行筛选，获得符合标注的机房回风温度；根据所述符合标注的机房回风温度，获得对应的机房送风温度；在所述对应的机房送风温度中选择最大值，获得各机房最优送风温度；根据所述各机房最优送风温度进行计算，得到各机房最优回风温度以及各机房最优送风风量
。3.
根据权利要求1所述的一种多末端供需匹配的数据中心冷源系统参数优化方法，其特征在于，所述基于传热学换热机理，根据所述各机房空调最优送风温度
、
各机房空调最优回风温度以及各机房空调最优风量，构建数学模型，获得冷源系统能耗模型，包括：根据所述各机房空调最优送风温度
、
各机房空调最优回风温度
、
各机房空调最优风量进行数学模型构建，获得冷源系统回水温度模型以及冷源系统水流量模型；基于冷源系统设备分类，根据所述冷源系统回水温度模型以及冷源系统水流量模型进
行数学模型构建，获得自然冷源风机能耗模型
、
机组压缩机能耗模型和冷冻水泵能耗模型；根据所述自然冷源风机能耗模型
、
机组压缩机能耗模型和冷冻水泵能耗模型，获得冷源系统能耗模型
。4.
根据权利要求1所述的一种多末端供需匹配的数据中心冷源系统参数优化方法，其特征在于，所述根据所述自然冷源出水温度
、
空调末端供水温度和空调末端回水温度进行冷源系统模式判断，获得冷源系统模式结果，包括：当所述自然冷源出水温度低于空调末端供水温度时，采用自然冷源模式；当所述自然冷源出水温度高于或等于空调末端供水温度，且自然冷源出水温度低于空调末端回水温度，采用混合冷源模式；当所述自然冷源出水温度高于或等于空调末端回水温度，采用主动冷源模式；根据所述自然冷源模式
、
所述混合冷源模式或所述主动冷源模式，获得冷源系统模式结果
。5.
根据权利要求1所述的一种多末端供需匹配的数据中心冷源系统参数优化方法，其特征在于，所述根据所述冷源系统模式结果以及所述冷源系统能耗模型进行参数最优值求解，获得最优供水温度
、
最优供水流量和各机房最优分配水流量，包括：根据所述冷源系统模式结果对所述冷源系统能耗模型进行优化，获得优化能耗模型；当冷源系统能耗...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂壤，葛羽瑶，陈贤忠，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：