CN102224474B

CN102224474B - 用于评估和管理数据中心气流和功率使用的系统和方法

Info

Publication number: CN102224474B
Application number: CN200980147253.9A
Authority: CN
Inventors: 尼尔·罗斯莫森; J·W·范吉尔德; 张轩杭
Original assignee: American Power Conversion Corp
Current assignee: Schneider Electric IT Corp
Priority date: 2008-11-25
Filing date: 2009-11-24
Publication date: 2015-11-25
Anticipated expiration: 2029-11-24
Also published as: EP2350766A1; DK2350766T3; CN102224474A; US20100131109A1; WO2010068434A1; CA2743432A1; US8209056B2; US20130030585A1; AU2009324936B2; AU2009324936A1; US9494985B2; EP2350766B1

Abstract

提供了一种数据中心功率评估和优化的系统和方法，所述数据中心包括至少一个冷却提供装置和至少一个冷却消耗装置，所述至少一个冷却消耗装置具有冷却需求。其中，该方法包括：接收数据，该数据与所述至少一个冷却消耗装置的冷却利用率和功率消耗、所述至少一个冷却提供装置的冷却能力以及所述数据中心中的所述至少一个冷却消耗装置和所述至少一个冷却提供装置之间的物理关系相关；存储上述接收到的数据；确定所述数据中心的所述至少一个冷却消耗装置和所述至少一个冷却提供装置之间的气流分布效能；显示至少一个指示所述数据中心的所述至少一个冷却消耗装置和所述至少一个冷却提供装置之间的气流分布效能的数值。

Description

用于评估和管理数据中心气流和功率使用的系统和方法

技术领域

本发明至少一个实施方案通常涉及数据中心管理评估的系统和方法，更具体地，涉及管理数据中心气流和功率使用的系统和方法。

背景技术

为了适应以信息为基础的经济增长需要，信息技术网络在全球范围内持续快速发展，这种发展的表现之一就是集中化的网络数据中心，一个集中化的网络数据中心典型地包括多种信息技术(IT)设备，其设置于一个结构中以提供网络连接、电源供电和冷却功能。在一个典型的数据中心中，只有大约一半的功率直接消耗在IT负载上，其余部分都消耗在供电和冷却结构上，而冷却设备消耗了其中的一大部分。

不同的处理过程和软件应用已经被提供给数据中心的工作人员以帮助他们设计和维持数据中心配置的效率和有效性，例如WestKingstonRi的美国能量变换公司提供的产品InfrastruXureCentral。这些工具通常在如下活动中引导数据中心的工作人员，例如设计数据中心的结构、在安装前定位数据中心中的各个设备以及在构造和安装结束后重新定位各个设备。这样，传统的工具为数据中心的工作人员提供了一种标准的可进行预先设计的方法。

发明内容

本发明的一个方面涉及的是一种用于在数据中心中提供功率评估和优化的计算机执行方法，所述数据中心包括至少一个冷却提供装置和至少一个冷却消耗装置，所述至少一个冷却消耗装置具有冷却需求。该方法包括接收数据，该数据与所述至少一个冷却消耗装置的冷却利用率和功率消耗、所述至少一个冷却提供装置的冷却能力、数据中心中的所述至少一个冷却消耗装置以及所述至少一个冷却提供装置之间的物理关系相关；存储接收到的数据；确定至少一个反映所述数据中心中所述至少一个冷却消耗装置和所述至少一个冷却提供装置之间的气流分布效能的数值；显示所述至少一个反映所述数据中心中所述至少一个冷却消耗装置和所述至少一个冷却提供装置之间的气流分布效能的数值。

所述方法进一步包括显示用于所述至少一个冷却提供装置的至少一个优化设置，该优化设置使得数据中心的功率使用得到减少且满足所述至少一个冷却消耗装置的冷却需求。所述至少一个优化设置为所述至少一个冷却提供装置的气流设置。所述至少一个优化设置与输入到所述至少一个冷却提供装置的冷却剂的温度相关。所述方法进一步包括调节用于所述至少一个冷却提供装置的所述至少一个优化设置以减少数据中心的功率使用。其中调节所述至少一个优化设置包括调节所述至少一个冷却提供装置的气流设置。调节所述至少一个优化设置包括调节输入到所述至少一个冷却提供装置的冷却剂的温度。调节所述至少一个优化设置包括调节所述至少一个冷却提供装置的气流设置和调节输入到所述至少一个冷却提供装置的冷却剂的温度。所述至少一个冷却消耗设备包括数据中心中的多个设备支架，所述至少一个冷却提供装置包括多个冷却器，所述方法进一步包括创建一个数据中心模型，其中采用一个设备支架来表示所述多个设备支架，并且使用一个冷却器来表示所述多个冷却器，基于所述多个设备支架中的每个的特性来确定所述一个设备支架的集总的冷却利用率和功率消耗，并基于所述多个冷却器的特性来确定所述一个冷却器的集总的冷却能力，其中，所述确定至少一个反映所述气流分布效能的数值包括确定至少一个反映所述一个设备支架和所述一个冷却器之间气流分布效能的数值。所述方法进一步包括在计算机屏幕上提供一个用户接口，其中该用户接口包括用户可选择的元件以调整所述至少一个冷却提供装置的设置，接收用户输入以调整所述至少一个冷却提供装置的设置，提供一个更新数值以实时地反映基于所述接收到的输入所述数据中心中所述至少一个冷却消耗装置和所述至少一个冷却提供装置之间的气流分布效能。所述方法进一步包括确定至少一个优化设置，该优化设置至少部分地基于数据中心中至少一个服务器的风扇速度的提高而导致的功率增加。

本发明的另一个方面涉及的是一种用于表示数据中心的冷却模型的系统，所述数据中心包括至少一个冷却提供装置和至少一个冷却消耗装置，所述至少一个冷却消耗装置具有冷却需求，所述系统包括一个接口；一个控制器，其被配置为接收数据，该数据与所述至少一个冷却消耗装置的冷却利用率和功率消耗、所述至少一个冷却提供装置的冷却能力、数据中心中的所述至少一个冷却消耗装置以及所述至少一个冷却提供装置之间的物理关系相关；存储上述接收到的数据；确定至少一个反映所述数据中心中所述至少一个冷却消耗装置和所述至少一个冷却提供装置之间的气流分布效能的数值；在所述接口上显示所述至少一个反映所述数据中心中所述至少一个冷却消耗装置和所述至少一个冷却提供装置之间的气流分布效能的数值。

所述控制器进一步被配置为在所述接口上显示所述至少一个冷却提供装置的至少一个优化设置，该优化设置使得数据中心的功率使用得到减少且满足所述至少一个冷却消耗装置的冷却需求。所述至少一个优化设置为所述至少一个冷却提供装置的气流设置。所述至少一个优化设置与输入到所述至少一个冷却提供装置的冷却剂的温度相关。所述控制器进一步被配置为调节用于所述至少一个冷却提供装置的所述至少一个优化设置以减少数据中心的功率使用。所述控制器被配置为调节所述至少一个冷却提供装置的气流设置以减少数据中心的功率使用。所述控制器被配置为调节输入到所述至少一个冷却提供装置的冷却剂的温度。所述控制器被配置为调节所述至少一个冷却提供装置的气流设置和调节输入到所述至少一个冷却提供装置的冷却剂的温度。所述至少一个冷却消耗设备包括数据中心中的多个设备支架，所述至少一个冷却提供装置包括多个冷却器，所述控制器进一步被配置为：创建并在所述接口上显示一个数据中心模型，其中采用一个设备支架来表示所述多个设备支架，并且使用一个冷却器来表示所述多个冷却器；基于所述多个设备支架中的每个的特性来确定所述一个设备支架的集总的冷却利用率和功率消耗，并基于所述多个冷却器的特性来确定所述一个冷却器的集总的冷却能力；其中所述控制器被配置为确定至少一个反映所述数据中心中的所述一个设备支架和所述一个冷却器之间气流分布效能的数值。所述控制器进一步被配置为：在用户接口的计算机屏幕上显示图形，其包括用户可选择的元件以调整所述至少一个冷却提供装置的设置；接收用户输入以调整所述至少一个冷却提供装置的设置；提供一个更新数值以实时地反映基于所述接收到的输入所述数据中心中所述至少一个冷却消耗装置和所述至少一个冷却提供装置之间的气流分布效能。所述控制器进一步被配置为确定至少一个优化设置，该优化设置至少部分地基于数据中心中至少一个服务器的风扇速度的提高而导致的功率增加。

本发明的另一个方面涉及的是一种计算机可读介质。所述计算机可读介质具有存储于其上的指令序列，包括将导致以下处理的指令：接收数据，该数据与至少一个冷却消耗装置的冷却利用率和功率消耗、至少一个冷却提供装置的冷却能力、数据中心中的所述至少一个冷却消耗装置以及所述至少一个冷却提供装置之间的物理关系相关；存储上述接收到的数据；确定至少一个反映所述数据中心中所述至少一个冷却消耗装置和所述至少一个冷却提供装置之间的气流分布效能的数值；提供输出以在一个接口上显示所述至少一个反映所述数据中心中所述至少一个冷却消耗装置和所述至少一个冷却提供装置之间的气流分布效能的数值。

所述指令序列包括指令以产生操作以在所述接口上显示用于所述至少一个冷却提供装置的至少一个优化设置，该优化设置使得数据中心的功率使用得到减少且满足所述至少一个冷却消耗装置的冷却需求。所述至少一个优化设置为所述至少一个冷却提供装置的气流设置。所述至少一个优化设置与输入到所述至少一个冷却提供装置的冷却剂的温度相关。所述指令序列包括指令以产生操作以提供一个输出而调节用于所述至少一个冷却提供装置的所述至少一个优化设置以减少数据中心的功率使用。所述指令序列包括指令以产生操作以提供一个输出而调节所述至少一个冷却提供装置的气流设置。所述指令序列包括指令以产生操作以提供一个输出而调节输入到所述至少一个冷却提供装置的冷却剂的温度。所述指令序列包括指令以产生操作以提供一个输出而调节所述至少一个冷却提供装置的气流设置和调节输入到所述至少一个冷却提供装置的冷却剂的温度。所述指令序列包括指令以产生操作：创建并在所述接口上显示一个数据中心模型，其中采用一个设备支架来表示多个设备支架，并且使用一个冷却器来表示多个冷却器；基于所述多个设备支架中的每个的特性来确定所述一个设备支架的集总的冷却利用率和功率消耗，并基于所述多个冷却器的特性来确定所述一个冷却器的集总的冷却能力；确定至少一个反映所述一个设备支架和所述一个冷却器之间气流分布效能的数值。所述指令序列包括指令以产生操作：向所述接口提供数据以显示图形，该图形包括用户可选择的元件以调整所述至少一个冷却提供装置的设置；接收用户输入以调整所述至少一个冷却提供装置的设置；提供一个更新数值以实时地反映基于所述接收到的输入所述数据中心中所述至少一个冷却消耗装置和所述至少一个冷却提供装置之间的气流分布效能。所述指令序列包括指令以产生操作而确定至少一个优化设置，该优化设置至少部分地基于数据中心中至少一个服务器的风扇速度的提高而导致的功率增加。

附图说明

附图并不是按照比例绘制的。在以下附图中，不同附图中的每个相同或相似的组件通过相同的数字表示。为了简明表示，不是每个附图中的每个组件都进行了标注。在所述附图中：

附图1是根据本发明的不同方面展示计算机系统的一个实施例的实施；

附图2阐明的是包含本发明一个实施方案的分布式系统的实施例；

附图3是支架进风口温度上升与空气比例之间对应关系的图表；

附图4是数据中心的基本框图；

附图5展示的是可用于本发明至少一个实施方案的用户接口一部分的气流图表；

附图6是在一个实施方案中用于向软件工具输入设置的图形用户接口；

附图7是根据本发明一个实施方案的用于显示一个或更多处理结果的图形用户接口；

附图8是根据本发明一个实施方案的用于显示一个或更多处理结果的图形用户接口；

附图9是根据本发明一个实施方案的用于显示一个或更多处理结果的图形用户接口；以及

附图10是根据本发明一个实施方案的用于显示一个或更多处理结果的图形用户接口。

具体实施方式

本发明此处公开的内容，在其应用方面并不局限于如下说明书以及附图所示的组件的详细结构和排列。这些方面可联想至其它实施方案并被实际操作或可被以各种方式执行。此处提供的详细的实施的实施例仅是为了说明，而并不应视为限制。尤其是在一个或多个实施方案中所论述的任何动作、元件及特征都未试图从其他实施方案的类似角色中排除。

本发明至少部分实施方案涉及到系统和处理，通过该系统和处理，用户可以评估数据中心中的气流和功率使用，修改数据中心的设备参数以优化气流和功率的使用。正如以上所讨论的，只有大约一半的功率直接消耗在IT负载上，其余部分都消耗在供电和冷却结构上，而冷却设备消耗了其中的一大部分。在所述冷却设备内部，冷却器和计算机机房空调(冷却器)风扇消耗了大多数功率。冷凝器中冷凝水温度的少许增加，或者风扇速度(和气流速率)的少许降低都可以节省大量功率。

对数据中心进行全功率分析通常需要使用计算机流体动力学(CFD)软件，同时需要精确细致地输入该数据中心的特征数据。这样的分析非常昂贵，且需要高度熟练的技术人员，还可能需要数天或数周的时间才能得到高质量的结果。

本发明至少一个实施方案提供了一种用于实时地执行气流和功率使用评估且不需要经过特殊培训的技术人员的方法和系统。本发明实施方案此处所论述的实时地评估和计算可以在几秒钟或几分钟之内完成，或者不会长于复杂的CFD计算时间。作为优化过程的一部分，这种快速且廉价的进行评估的能力在执行多元评估过程中非常有利。

本发明实施方案可在一个或更多计算机系统中执行。例如，根据本发明一个实施方案，一种计算机系统被配置用于执行以下功能，包括但不限于：配置、建模、评估和显示有关特定数据中心配置的信息。然而，该系统还能执行其他功能，例如根据工程实践上的最佳操作对数据中心配置提出修改建议，以及对包含一个或多个冷凝器和一个或多个冷却器的冷却系统提供建议并执行修改操作。此外，此处描述的系统可被配置以包括或者排除任何此处讨论的功能。因此，本发明不限于特定功能或功能设置。并且，此处所采用的措辞和术语是以描述为目的，而不应该被视为限制。此处所使用的“包括”、“组成”、“具有”、“包含”以及各种相关词汇的本意是用于包含后面所列条目与等同物以及其他条目。

计算机系统

本发明所描述的诸方面和功能可通过硬件或软件方式在一台或更多计算机系统上实施。当前的实际应用中存在很多种计算机系统实施例，包括网络设备、个人电脑、工作站、主机、网络客户端、服务器，媒体服务器、应用服务器、数据库服务器以及网络服务器等。计算机系统的其他实施例包括移动计算设备，例如手机和个人数字助理，以及网络设备，例如负载均衡器、路由器以及开关。进一步地，本发明的诸方面可由一台计算机系统执行，也可由连接到一个或更多通信网络的多个计算机系统执行。

例如，诸方面和功能可分布在一个或多个计算机系统上，该计算机系统被配置用于向一台或更多客户端计算机提供服务，或用于作为分布式系统的一部分完整地执行一个任务。此外，诸方面可在一个客户端服务器或者多层系统上执行，其包括分布在一个或更多服务器系统且执行不同功能的组件。因此，本发明并不限于在任何特定系统或系统组合上实施。此外，本发明的诸方面可通过使用不同硬件和软件配置以方法、动作、系统、系统元件和组件的方式实施，并且，本发明不限于任何特定的分布式结构、网络或通信协议。

图1示出了一个分布式计算机系统100的框图，本发明的诸方面和功能可借此实施。分布式计算机系统100可包括一个或更多计算机系统。例如，所示的分布式计算机系统100包括计算机系统102、104和106。如图所示，计算机系统102、104和106可通过通信网络108相互连接并交换数据。网络108包括可使计算机系统交换数据的任何通信网络。为了使用网络108交换数据，计算机系统102、104和106以及网络108可采用不同方法、协议和标准，包括令牌网、以太网、无线以太网、蓝牙、TCP/IP、UDP、Http，FTP、SNMP、SMS、MMS、SS7、Json、Soap和Corba。为了确保数据安全传输，计算机系统102、104和106在通过网络108发送数据时可使用不同的安全测试，包括TSL、SSL或者VPN以及其他安全技术。分布式计算机系统100虽然仅示出了3个联网的计算机系统，但是该分布式计算机系统100可包括使用任何媒质和通信协议互联的任意数量的计算机系统和计算设备。

本发明的诸方面和功能可在一个或更多诸如图1所示的计算机系统102的计算机系统上的专用硬件或软件上实施。如图所示，计算机系统102包括处理器110、内存112、总线114、接口116以及存储器118。处理器110可执行一系列指令以处理数据。处理器110为IntelPentium、MotorolaPowerPC、SGIMIPS、SunUltraSPARC或者Hewlett-PackardPA-RISC处理器等商用处理器，也可为其他任何类型的可用处理器或控制器。处理器110通过总线114连接到其他系统组件，包括一个或更多内存112。

内存112用于存储计算机系统102运行过程中的程序和数据。因此，内存112可为性能相对较高的快速随机存取存储器，例如动态随机存取存储器(DRAM)或者静态存储器(SRAM)。然而，内存112也可包括任何存储数据的设备，例如磁盘或其他非快速存储设备。本发明的不同实施方案可将内存112设置为特定和在某种情况下唯一的结构以实施所揭示的诸方面和功能。

计算机系统102的各个组件可通过互联组件例如总线114来连接。总线114可包括一个或更多物理总线，例如集成在同一机器中各个组件之间的总线，也可包括系统组件之间的任何通信连接，包括专用化或标准化的计算总线技术，例如IDE、SCSI、PCI以及InfiniBand。因此，总线114用于实现计算机系统102的系统组件之间的通信功能，例如数据和指令交换。

计算机系统102也可包括一个或更多接口设备116，例如输入设备、输出设备以及输出/输出设备。接口设备可接收输入或提供输出。进一步地，输出设备可传递信息以供外部显示。输入设备可从外部信源接收信息。接口设备例如可包括键盘、鼠标、轨迹球、麦克风、触摸屏、打印设备、显示屏、扬声器、网络接口卡等。接口设备可使计算机系统102能够与用户和其他系统等外部实体交换信息和通信。

存储系统118包括计算机可读写的非易失性存储媒质，其上存储的指令定义了一个由处理器执行的程序。存储系统118也可包括存储于其媒质上的信息，该信息可由所述程序来处理。进一步地，该信息可存储在一个或更多经过特殊配置以保存存储空间或增加数据交换性能的数据结构中。该指令可作为编码信号永久保存并促使处理器执行此处所描述的任何功能。所述媒质可为光盘、磁盘或闪存以及其他形式。在操作中，处理器或其他控制器可触发从非易失性存储媒质向另一个例如内存112的内存中读入数据，处理器在该内存上存取信息的速度要快于在包括存储系统118的存储媒质上的存取速度。该内存可设置于存储系统118或者内存112上，然而，处理器110也可在内存112上处理数据并在处理结束后将数据拷贝到位于存储系统118的媒质上。多种组件可用于管理所述媒质和集成电路存储元件之间的数据移动，本发明不限于此。此外，本发明不限于任何特定的内存或存储系统。

尽管本发明诸方面和功能在所示的计算机系统102这样类型的计算机系统上实施，本发明却不限于在图1所示的计算机系统上实施。本发明诸方面和功能可在不同于图1所示的具有不同结构或组件的一个或更多计算机上实施。例如，计算机系统102可包括专用程序化的用于特定目的的硬件，例如定制为执行此处所揭示的特定操作的专用集成电路(ASIC)。此外，其他实施方案可通过采用数个通用目的计算设备结合MotorolaPowerPC处理器来运行MACOS系统X以执行相同功能，或者通过使用数个专用计算设备运行私有硬件和操作系统来执行相同功能。

计算机系统102可为包含用于管理至少一部分包含在计算机系统102内的硬件元件的操作系统的计算机系统。通常，例如处理器110的处理器或控制器用于运行操作系统，该操作系统可为：MicrosoftCorporation的基于窗口的操作系统，例如WindowsNT、Windows2000(WindowsME)、WindowsXP或者WindowsVista操作系统；AppleComputer的MACOS系统X操作系统；RedHatInc的基于Linux的分布式操作系统之一、SunMicrosystems的Solaris操作系统；或者来自其他地方的UNIX操作系统。可以使用很多其他系统，本发明实施方案不限于任何特定实施方式。

处理器和操作系统共同定义了一个计算机平台，在该平台上可使用高级语言编写应用程序。这些应用组件可为可执行的或中间程序，例如C-、比特代码或编译代码，其通过通信网络，例如因特网，并使用例如TCP/IP的通信协议进行通信。类似地，本发明诸方面可使用面向对象的编程语言来执行，例如.Net、SmallTalk、Java，C++、Ada或者C#(C-Sharp)。也可使用其他面向对象的编程语言。此外，也可使用功能性、脚本或逻辑编程语言。

此外，本发明的诸方面和功能可通过非程序环境来执行，例如，以HTML、XML或其他格式创建的文件，当通过浏览器窗口查看时，以图形用户接口呈现内容或执行其他功能。进一步地，本发明的各个实施方案可通过程序或非程序组件或其任意组合来实施。例如，网页可通过HTML执行而网页所访问的数据对象可同C++编写。因此，本发明不限于任何一种特定的编程语言，任何适用的编程语言都可被采用。

本发明实施方案所包括的计算机系统也可执行除本发明范围之外的其他功能。例如，可采用现有商业产品来执行所述系统的诸方面，比如来自SeattleWA的Microsoft的SQLServer数据库管理系统、来自RedwoodShores的Oracle的OracleDatabase，来自UppsalaSweden的MySQLAB的MySQL、来自ArmonkNY的IBM等的集成软件。然而，运行例如SQLServer的计算机系统需要能够支持本发明的诸方面，同时能够支持本发明范围之外的各种应用的数据库。

系统结构实施例

图2示出了包括物理元件和逻辑元件的分布式系统200的总结构图。如图所示，分布式系统200根据本发明而被特别配置。图2所示的系统构架和内容仅是用作示范作用，而不是用于将本发明限制到图2的特定结构中。对于本领域技术人员来说，在不偏离本发明范围的情况下构造很多不同系统结构是显而易见的。选用图2所示的特定结构是为了进一步清楚描述。

可采用任何技术来在图2所描述的各个单元、组件和子系统中传递信息。这些技术包括例如借助TCP/IP在网络上传送信息、在存储模块间传送信息以及通过写入文件、数据库或其他非易失性存储设备来传送信息。在不偏离本发明范围的情况下也可采用其他技术和协议。

参考图2，系统200包括用户202、接口204、数据中心设计和管理系统206、通信网络208以及数据中心数据库210。系统200可允许用户202，例如数据中心架构师或其他数据中心员工与接口204进行交互，以此创建或修改一个或更多数据中心配置模型。根据一个实施方案，接口204可包括PCT申请号为PCT/US08/63675、题目为“MethodandSystemforManagingFacilityPowerandCooling(用于管理设施供电和冷却的方法和系统)”、申请日为2008年5月15日的专利文献中披露的层编辑器和支架编辑器。上述文献的整体也被引用到本申请。在其他实施方案中，接口204可通过专用设备来执行，其能够使用户采用拖放的方式来设计模型，该模型包括数据中心或其子设备的物理布局图。该布局图包括数据中心的结构组件以及数据中心设备。接口204的特征将在以下本发明的不同实施方案中进行论述。在至少一个实施方案中，与数据中心相关的信息通过接口输入到系统200中，关于数据中心的评估和建议被提供给用户。进一步地，在至少一个实施方案中，可执行优化处理以优化数据中心的冷却性能和功率使用。

如图2所示，数据中心设计和管理系统206将设计接口204呈现给用户202。根据一个实施方案，数据中心设计和管理系统206可包括PCT/US08/63675所披露的数据中心设计和管理系统。在该实施方案中，设计接口204可综合记载在PCT/US08/63675中的输入模块、显示模块以及构造模块的功能，并且可使用数据库模块存储和检索数据。

如图所示，数据中心设计和管理系统206可通过网络208与数据中心数据库210交换信息，该信息可包括支持数据中心设计和管理系统206的特性和功能的任何所需信息。例如，在一个实施方案中，数据中心数据库210可包括存储于PCT/US08/63675所描述的数据中心设备数据库中的至少部分数据。在另一个实施方案中，该信息可包括支持接口204的任何信息，例如一个或更多数据中心模型配置的物理布局、模型配置中的冷却消耗设备的消耗特性、以及用于确定由冷却提供设备所生成的并在被冷却消耗设备消耗前所损失的冷却空气量的一个或更多冷却度量。

在一个实施方案中，数据中心数据库210可存储冷却提供设备的类型、每种冷却提供设备提供的冷却空气量以及冷却提供设备所提供的冷却空气的温度。这样，数据中心数据库210可记录例如一种特定类型的冷却设备，其提供的气流速度可达5600立方英尺/分，温度为68华氏度。此外，数据中心数据库210可存储一个或多个冷却度量，例如冷却器进风口和出风口的温度以及一个或多个设备支架的进风口和出风口温度。可周期性的测量该温度并输入到系统中，或者在其他实施方案中通过连接到系统200的设备连续地检测该温度。

数据中心数据库210可采用能够在计算机可读介质上存储信息的任何逻辑结构的各种形式，例如普通文件、索引文件、层次结构数据库、关系数据库或者面向对象数据库。数据可使用唯一约束、外键约束关系和索引来建模。所述的唯一约束、外键约束关系和索引可在不同区域和表格之间建立以确保数据的完整性以及数据交换性能。

图2所示的包括数据中心设计和管理系统206、网络208以及数据中心设备数据库219的计算机系统，其每个组件可包括一个或更多计算机系统。如图1所论述的，计算机系统可包括一个或更多处理器或控制器、存储器以及接口设备。图2所示的系统200的特定配置只是用于说明目的，本发明实施方案可采用其他设置。因此，本发明实施方案不局限于特定数目的用户或系统。

数据中心评估和优化实施方案

在至少一个实施方案中，也就是现在将要描述的实施方案中，基于一种称之为气流分布效能(ADE)的新的数据中心性能特征来评估数据中心的气流和功率，其涉及到基于所使用的冷却结构类型所决定的设备支架进风口温度和冷却器气流速度之间的关系(例如，行列、上升层，顶部供应等)。在其他实施方案中，将采用除ADE之外的其他气流度量(airflowmetrics)。ADE的特点在于向IT设备支架传送冷却气流时的设备的效能，在至少一个实施方案中，设备的ADE通过简单的温度测量同时估计总的IT负载来计算，以下将更加详细地进行描述。ADE可被表示为一个从0％(指示不良性能)到100％(指示符合要求的性能)的数字。在本发明的实施方案中，利用已知的ADE，可在维持设备支架进风口温度可接受的情况下调节冷凝水温度和和冷却器气流，以此最大限度的节省功率。

在现在将详细描述的一个实施方案中，数据中心设计和管理系统200被配置用于执行处理以确定一个设备的ADE，并且提供图形用户接口工具以允许用户优化设备中有关IT设备的功率节约。在该实施方案中，执行数据中心的计算首先要建立包括一个冷却器和一个IT设备支架的模型。一团冷却气流以及供应和返回温度分别等于实际的冷却气流以及平均的供应和返回温度。类似地，一团支架气流以及进风口和排气口温度分别等于实际总的支架气流以及平均的进风口和排气口温度。如下将更加详细的论述，将包括测量温度、与所述设备的冷凝器、冷却器以及IT设备支架相关的参数输入到所述工具。所述工具确定一个“r”因子(如下所述)，基于该r因子以及其它参数计算所述设备的优化空气比值(AR)，该比值定义为总的冷却气流与总的IT负载气流的比例。所述“r”因子是一个由经验确定的因子，其涉及到设备中存在的从设备的冷却器的输出气流以及设备的IT设备支架的输入气流之间的耦合。

在一个数据中心中，本领域技术人员易于理解，IT设备支架的进风口侧的温度T_i与冷却器的供应温度T_S相关，其被定义为ΔT_IT＝T_i-T_S，该温度可随着基于耦合因子r的空气比例(AR)的改变而缓慢或急速地改变。图3示出了在不同r值下设备支架的进风口温度如何随着空气比例的变化而改变。对一个气流被充分混合的设备(例如，具备上升流或者顶部混合的冷却单元)，r值较低且温度上升实质上与空气比例(AR)呈反比(r＝1)。对于一个设计较好的高架肋板设施，已发现r值可大至5，这样所述关系就为1/AR⁵。

上文涉及的气流分布效能(ADE或者ε)可通过如下公式(1)来计算：

ϵ = e^{\frac{- Δ T_{IT} {AR}^{r}}{Δ T_{L}}}

公式(1)

其中，ΔT_L＝T_e-T_i为IT支架上的(气流加权)平均温度上升，T_e为空气流出支架时的温度，T_i为空气进入支架时的温度。通过求解公式(1)可得出如下的公式(2)：

Δ T_{IT} = \frac{- \ln ϵΔ T_{L}}{{AR}^{r}}

公式(2)

图3的图标示出了基于公式2在ε＝0.7、ΔT_L＝20℉的情况下多个不同取值r所对应的设备支架进风口温度上升的关系。

从公式(1)可以看出，当AR非常大(例如接近无穷大)时，所述气流分布效能ε趋于0，即当空气比例越大时冷却分布效能开始降低。进一步地，当ΔT_IT趋于0时，所述气流分布效能ε趋于1，即当ΔT_IT接近0时，气流分布越有效。最后，当ΔT_L取值越大时，气流分布效能ε趋于1，其意味着，当AR和ΔT_IT取值固定时，IT负载越大，冷却结构的效能越好。

基于前述内容，本领域技术人员易于理解，对于一个给定的数据中心集合(r值固定)，气流分布效能是一个介于0和1之间的数值(或者是介于0％和100％之间的百分数)，其独立于IT负载和空气比例，并被用于评估所述设备向IT设备传送冷却气流的能力。因此，对比相同结构的设置之间的气流分布效能是有意义的，而对比分别使用行列式冷却的ADE与使用上升气流式冷却的ADE是没有意义的。除了作为一个设施的有用的评估度量之外，ADE的概念还提供了一种介于IT负载进风口温度和AR(公式2)之间的关联，其在本发明实施方案中当重新选择支架进风口温度限制时对优化AR及冷凝水温度设置非常有用，而无需借助复杂的CFD计算。

在本发明实施方案中，除了气流分布效能之外，还采用了其他度量来分析设施的冷却效能。这些度量包括旁路比例和再循环比例。所述旁路比例和再循环比例通过以下的公式(3)和(4)确定：

公式(3)

公式(4)

与气流分布效能不同，BR和RR随着空气比例而变化。更详细地，所述旁路和再循环气流量随着冷却气流的改变而改变。

如前所述，本发明实施方案的方法和系统可用于通过提高冷凝水温度以及减少冷却气流来节省设备功率，同时满足IT设备维持冷却的需求。正如N.Pavey等于2003年5月在NoteBG所论述的“CoolingSolutionsforIT：AGuidetoPlanning，DesignandOperation，BSRIAGuidance”，冷凝水温度每增加1摄氏度，可节省大约3.5％的冷凝器功率。上述语句可通过以下华氏温度的无量纲的公式(5)来表示：

\frac{P_{c 1} - P_{c 2}}{P_{c 1}} = 0.39 \frac{T_{c 2} - T_{c 1}}{Δ T_{ref}}

公式(5)

其中，ΔT_ref＝20℉＝11.1℃

在公式(5)中，Pc为冷凝器功率，Tc为冷凝水温度，下标“1”和“2”分别表示当前和另一个操作点。

可知的是，在一个典型的冷却器中，风扇功率随着气流速率的立方而增加，因而，降低风扇速率可节省总的风扇功率，这可使用如下公式(6)表述：

\frac{P_{f 1} - P_{f 2}}{P_{f 1}} = 1 - {(\frac{{AR}_{2}}{{AR}_{1}})}^{3}

公式(6)

在公式(6)中，P_F为风扇功率，下标“1”和“2”分别表示当前和另一个操作点。本发明实施方案的设备总节省功率(TFPS)可由公式(7)确定，公式(7)由公式(5)和(6)推导得出。

TFPS = (0.39 \frac{T_{c 2} - T_{c 1}}{Δ T_{ref}}) (\frac{P_{c 1}}{P_{c 1} + P_{f 1}}) + {1 - {(\frac{{AR}_{2}}{{AR}_{1}})}^{3}} (\frac{P_{f 1}}{P_{c 1} + P_{f 1}})

公式(7)

在至少一部分实施方案中，从功率的角度来看，在某些限制和假定下求取公式(7)的最大值即可确定优化的操作点。在一个简单的实施方案中，假设冷却器供应和冷凝水之间的温度差值保持恒定而冷凝水的温度变化(T_c-T_s＝常数)。在其他实施方案中，使用公知的例如对数平均温差(LMTD)或ε-NTU算法来更加精确地计算冷却器供应温度。这样，从冷凝器流出的冷凝水温度的变化将导致冷却器输出的气流温度的变化。同样，假定供应温度被限定在一个最大可允许的支架进风口温度。可根据以上公式(2)得到如下公式(8)，以此来确定该供应温度：

T_{s 2} \leq T_{\max} + \frac{\ln ϵΔ T_{L}}{{AR}_{2}^{r}}

公式(8)

在公式(8)中，T_max为IT设备支架的最大可允许输入温度，在至少一个实施方案中其由用户设置，T_s2为冷却器供应的气流的优化温度。在一些执行以上所述优化处理的实施方案的系统和工具中，用户可强加一些附加限制值。例如，用户可根据经验考虑而对AR₂和T_C2强加附加的上限和下限。例如，数据中心可作为校园冷却系统而不适合改变T_C。进一步地，在至少一个实施方案中，用户无权将冷却器返回温度设置为高于设备支架排气口温度。

在一个实施方案中，通过借助ExcelSlover来由一个软件确定最优T_C2和AR₂；然而，在其它实施方案中，可采用其他技术，包括非线性方法，例如“最陡下降法”或者“牛顿方向法”。在其它实施方案中，可将可能的空气比例和冷却剂温度的组合汇编为一个表格，然后根据设计目标，例如最小化功率消耗，通过搜索表格上的数值来查找最佳可行组合，以此得到近似结果。

结合图4-7进一步详细描述本发明实施方案。图4示出了一个数据中心400的基本框图。该数据中心包括控制器402、设备或IT支架404，冷却器406以及冷凝器408。控制器402连接到冷却器406和冷凝器408以监视和控制其参数。控制器同样连接到设备支架404，更常见的是，其可耦合到设备支架内部和/或外部的传感器以测量空气温度并监控设备支架404的功率。控制器和其他设备之间的连接可通过使用一个或更多以上论述的计算机网络来实现，也可使用附加控制器。冷凝器通过输入和返回冷却剂管道410和412来连接到冷却器406。众所周知，冷凝器可设置在数据中心的外部。如上所述，在图4的模型中，冷却器406和设备支架404可表示数据中心中包含的多个冷却器和设备支架，所述控制器可连接到所述多个冷却器和设备支架以监控每个冷却器和设备支架的性能。在一个实施方案中，所述控制器402可为数据中心设计和管理系统，例如图2所示的系统206，的一部分，所述系统可被编程以提供一个由用户操作的软件工具，以使用以上描述和以下将进一步描述的原理来优化冷却水温度和冷却器气流。

图5给出了一个实施方案中的软件工具所使用的气流图表以向用户显示数据中心400并向用户提供一个数据输入单元以供用户向该工具输入数据。如上所述，所述气流图表502可通过将多个支架进行集总以在该图表中只显示一个支架的形式来表示数据中心中的多个设备支架和冷却器，并且将冷却器进行集总进而只显示一个冷却器。所述气流图表可作为图形用户接口的一部分显示给用户。所述气流图表包括设备支架504、冷却器506以及冷凝器508。在所述气流图表502中示出了数据中心中冷凝水(或者其他冷却剂)和空气的流动。在所述气流图表中同样示出了两个空气混合模块510和512。混合模块510用于表示冷却器旁路空气与负载返回空气的不合要求的混合，混合模块512用于表示来自负载的再循环空气与来自冷却器的空气的不合要求的混合。

气流图表502包括三个空气温度输入框514a、514b以及514c，其分别表示冷却器输出、负载输入以及冷却器输入的空气温度。在一个实施方案中，用户向每个框中输入测量得到的数据中心的冷却器温度和设备支架的平均温度值。在其他实施方案中，控制器402可自动采集设置在数据中心的各个传感器所测量的温度值并将接收的数值进行平均。在本实施方案中，采用平均温度作为负载输入温度，因而该温度实质上为冷却器可发生的不可超过的最大进风口温度。在其他实施方案中，特别是当设备支架进风口空气温度测量值变化很大时，需要在框514b中输入最大测量值来代替平均值。也可向用户提供一个最佳实施类型建议，进而在数据中心中执行以将最大支架进风口温度迫近平均数值。在其它实施方案中，除平均方式之外的其他技术也可用于集总参数。

所述气流图表还包括输入框516，用户向其输入所述设施冷凝器的冷却剂温度。所述图表还包括输入框518，可向其输入性能系数(COP)，该性能系数定义为冷凝器的热量移除量与功率输入的比值。所述气流图表还包括用于输入所述设备支架的特征的框体522和524。在框体522中输入总的负载功率，在框体524中用户只是设备支架的密度为低、中或高密度支架，借此来评估支架气流。在另一个实施方案中，用户可输入不同IT设备类型的相对部分(例如1U服务器、blade服务器等)。数值框528用于提供设备支架气流输出的温度。基于平均输入温度、总负载和设备支架的总气流速率来计算框体528上的数值。所述气流图表还包括冷却器506上的输入框530，该输入框530用于输入所述冷却器的总的输出kW。

在向所述气流图表输入完信息后，用户可点击设置框526以向所述工具输入其它信息。设置按钮的激活产生了图6显示的设置屏幕。与上述气流图表类似，所述设置屏幕可作为图形用户接口的一部分显示给用户。所述设置屏幕包括三个数据输入区域，包括r计算输入区域602、空气比例基础输入区域604以及最大进风口温度区域606。区域602用于确定所述r值以供作数工具执行优化计算。此前已经详细描述了因子r。在显示的实施方案中，用户基于数据中心的特征和数据中心中可能发生的空气混合量来确定滑动标尺上按钮608的位置，进而确定r在介于1.0和6.0范围内的取值。在其他实施方案中，替代所述按钮和滑动标尺，向用户呈现一组有关该数据中心的问题，所述工具基于用户提供的答案来生成所述r值。

显示屏幕600的输入区域604用于选择所述工具计算空气比例的基础。所述空气比例可基于输入温度或冷却器参数计算。如果选择以冷却器参数为基础，则可使用冷却器名称或者规定的总冷却气流。当选择“名称”选项时，根据假定的冷却器每单位功率的气流(例如cfm/kW)和总的冷却器容量(例如kW)来计算总的冷却器气流。如果所述空气比例以“温度输入”为基础，则该空气比例被计算为AR＝(T_i-T_c)/(T_r-T_s)。计算空气比例的不同选项可用于在输入数据时提供“核对”功能；无论采取何种计算方法，当前的空气比例都应大致相等。输入区域606用于输入数据中心的设备支架进风口温度的最大允许值。一旦输入该数据，用户就可点击按钮610“OK”，这样所述工具就可处理信息并讲结果显示在屏幕700(附图7)和800(附图8)上。在不同的实施方案中，屏幕700和800的结果可合并在图形用户接口的一个屏幕上显示或单独显示。

结果屏幕700提供了气流管理分析并包括两个扇形图702和704，其分别显示冷却气流和负载气流。冷却器气流图702指示从冷却器输入到负载的气流与负载旁路的比例。负载气流图704指示直接从冷却器提供给负载的气流与从负载排气口再循环给负载的气流的比例。在结果屏幕700的框体706上，以百分数的形式显示气流分布效能，在所提供的实施例中，该ADE为92％。所述结果屏幕700还可包括一个显示框体708以指示可改进的机率以及一个显示框体710以提供建议。框体708和710所显示的信息基于所计算的ADE。表1提供了一个实施方案中基于计算的ADE而在框体708和710上显示的信息，其采用了0至1的数值而未采用百分数。在其他实施方案中，可使用不同的ADE阈值来显示其它信息。

表1基于气流分布效能的评估

气流分布效能	改进机率	建议
			0.7≤ADE≤1	很小	按如下建议优化冷凝器和冷却器设置
0.5≤ADE＜0.7	部分	参考最优操作并在需要时重复分析
			0≤ADE＜0.5	很大	执行最优操作并进行重复分析

结果屏幕800(图8)指示如果将冷凝水温度和空气比例调整到最优数值后可达到的潜在的功率节省。屏幕800上的802部分提供了冷凝水温度和空气比例的操作范围。在一个实施方案中，用户可通过在所显示的框体上插入数值来调整所述范围。点击优化按钮808来执行如上所述的程序以寻找优化的数据中心空气比例和冷凝水数值。基于用户在屏幕800的框体806的选择，所述工具可使用所述优化数值替代所述气流图表屏幕400(图4)上当前用户数值。屏幕800也可包括图形804以指示如果在数据中心使用了所述优化数值，其可达到的总的功率节省的百分数。所述图形包括数值点810和812。数值点810指示当前的空气比例温度以及冷凝水温度，而数值点812是通过该工具计算后得到的空气比例和冷凝水的优化设置。正如该图形所指示的，如果将当前设置修改为优化后的设置，则可节省38％的功率。

在以上实施方案中描述了一些用于优化数据中心设计的工具的显示屏幕。在一个实施方案中，所述屏幕500、600、700和800可合并在一个图形用户接口中。

在另一个实施方案中，所述工具可显示除屏幕500、600、700和800之外的屏幕900和100(附图9和10)，也可替代一个或多个屏幕500、600、700和800。屏幕900与上述屏幕500类似，在屏幕500上相同的元件以数字5起始而在屏幕900上以数字9起始。屏幕900与屏幕500的区别在于，每个输入或输出框体514a、514b、514c以及516和数值框体528被替换为包含两个数值的框体914a、914b、914c以及916和928以指示当前数值和利用该工具计算的优化后的数值。与屏幕500类似，屏幕900包括显示设备支架904、冷却器906、冷凝器908、两个混合模块910和912以及设置按钮926.

屏幕1000(附图10)包括扇形图1002和1004，其与上述扇形图702和704类似，扇形图1002和1004分别显示旁路负载的冷却器气流比例(旁路比例)和再循环的IT负载空气比例(再循环比例)。屏幕1000也包括图形1006、两个滑动栏1008和1010、一个重置按钮1012以及一个显示总节省功率比例的框体1014。用户可调整滑动栏1008以测试改变冷凝器当前的冷却剂温度后的功率节省效果，也可调整滑动栏1010以测试改变当前的空气比例后的功率节省效果。重置按钮1012用于将冷却剂温度和空气比例重置到当前数值。

图形1006示出了作为空气比例的函数的总的功率节省比例。所述节省来自调整当前的冷凝器的冷却剂温度和空气比例数值。在图形1006上，数值点1016显示了通过滑动栏1008和1010设置的功率节省和空气比例数值。当冷凝器冷却剂温度固定时，数值1014可随着滑动栏1010的调整而沿曲线1018实时地变化。曲线1018由下部限制栏1020和上部限制栏1022所限定。在图10的实施例中，所示的冷却剂温度为45.4度，如果将AR调整低于下部限制栏1020，则设备支架的进风口温度将超过用户设置的最大温度限制。如果所述AR调整超过上部限制栏1022，则这将使得AR上升超过当前设置的数值且从功率节省角度看是没有意义的，除非所述冷凝器冷却剂的温度也升高。

在屏幕1000上，当AR固定时，移动所述冷却剂温度滑动栏1008将导致下部限制栏1020和上部限制栏1022的移动，所述曲线1018也会在显示屏上实时地调整。当调整滑动栏1010时，扇形图1002和1004也会被更新。在一个实施方案中，屏幕900和1000可同步显示，两个屏幕上的数值也可随着滑动栏的调整而实时地更新。在使用屏幕1000的实施方案中，用户可实时地观测调整所述冷却剂温度和气流后的效果，而在上述论述的其他实施方案中，可直接计算并显示优化数值。

如上所述，在本发明实施方案中，控制器可被用于测量温度并将其作为所述工具的输入，例如附图4中的控制器402。在至少一个实施方案中，所述控制器也可被配置以控制所述冷凝器的冷却剂温度和/或来自一个或更多冷却器的气流，进而能够实时地进行优化功率。在该实施方案中，控制器可监视所述设备温度的变化，进而确保设备支架进风口温度不超过最大水平。

在以上所论述的工具和方法中，数据中心的冷却剂温度和冷却器气流被调整以最大限度的节省功率。在数据中心的设备支架所使用的某些服务器中，当服务器进风口温度超过一个关键温度(例如华氏77度)时，该服务器可增加内部风扇的速率，进而增加流过服务器的气流速度。风扇速率的增加导致功率消耗也增加，进而可部分抵消通过增加冷却剂温度和降低冷却器气流所达到的功率节省。在现在将描述的实施方案中，所达到的总的功率节省比例抵消了服务器气流增加所带来的功率增加。在一个典型的服务器中，风扇速度的增加与气流的增加直接成比例，风扇增速比例x＝RPM₂/RPM₁，其中RPM₁为初始风扇速度，RPM₂为第二或调整后的风扇速度。在一个特定配置中，数值x可基于特定设备类型而由用户输入，或者x可由所述工具基于所输入到设备支架的温度而计算得到。

风扇功率通常随着气流速率的立方而增加，可由公式(9)表示风扇速率增加导致的总的服务器风扇功率的增加比例：

％服务器风扇功率增加＝x³-1公式(9)

假定在正常情况下(低进风口温度)所述服务器风扇功率占据总的IT负载的一个固定部分。在一个实施方案中，所述固定部分y被设置为10％，而当进风口温度超过所述关键温度时风扇速度可增加30％。可利用所述服务器用户手册上的信息来确定不同情况下x和y的取值。因服务器风扇功率增加所导致的所述总功率增加比例(TFPI)可通过公式(10)确定：

公式(10)

在公式(10)中，P_c和P_f分别为初始的冷凝器功率和冷却器风扇功率。在本发明至少一些工具和方法中，当计算可达到的总功率节省比例(TFPS)时，上述TFPI被从通过降低冷却器风扇功率和增加冷凝器冷却剂温度而获得的功率节省中减去。公式(11)基于TFPI来计算TFPS：

公式(11)

在至少一个实施方案中，使用以上描述的技术的工具和方法可提供输出以将数据中心的参数优化到公式(11)的最大值。

在以上描述的实施方案中，所描述的工具用于评估包括冷却器和设备支架的数据中心。本领域技术人员易于理解，在其它实施方案中，可使用除所描述的冷却器之外的其他冷却提供设备以及出所述设备支架之外的其他冷却消耗设备。

在此处所描述的实施方案中，术语冷却剂和冷凝水用于描述冷凝器和冷却器中使用的冷却流体。本领域技术人员易于理解，冷凝水是冷却剂的一种类型，本发明实施方案也可使用其他类型的冷却剂。进一步地，在至少一个实施方案中，数据中心可使用多个冷凝器，而在本发明的建模和工具中，可在优化处理过程中将多个冷凝器集总显示为一个冷凝器。

这样，根据本发明至少一个实施方案所描述的诸方面，本领域技术人员可容易的联想到各种改变、修正和改进。这样的改变、修正和改进属于所披露的一部分，其都符合本发明的主旨并在本发明的范围内。相应地，正面的说明只是举例说明而非限制。

Claims

1.一种用于在数据中心中提供功率评估和优化的计算机执行方法，所述数据中心包括至少一个冷却提供装置和至少一个冷却消耗装置，所述至少一个冷却消耗装置具有冷却需求，该方法包括：

接收数据，该数据与所述至少一个冷却消耗装置的冷却利用率和功率消耗、所述至少一个冷却提供装置的冷却能力以及从所述至少一个冷却提供装置输出的气流和输入到所述至少一个冷却消耗装置的气流之间的耦合相关；

存储上述接收到的数据；

根据从所述至少一个冷却提供装置输出的气流和输入到所述至少一个冷却消耗装置的气流之间的所述耦合确定第一耦合因子的数值；

根据所述第一耦合因子、所述数据中心中的至少一个空气温度以及所述至少一个冷却提供装置的气流与所述至少一个冷却消耗装置的气流的比例确定至少一个反映所述数据中心中所述至少一个冷却消耗装置和所述至少一个冷却提供装置之间的气流分布效能的数值；

接收第二耦合因子的数值，所述第二耦合因子的数值不同于所述第一耦合因子的数值；

根据所述第二耦合因子的数值确定至少一个反映所述气流分布效能的数值；并且

向外部实体显示以下中的至少一项：所述第一耦合因子的数值、所述第二耦合因子的数值和所述至少一个反映气流分布效能的数值。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括显示用于所述至少一个冷却提供装置的至少一个优化设置，该优化设置使得数据中心的功率使用得到减少且满足所述至少一个冷却消耗装置的冷却需求。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述至少一个优化设置为所述至少一个冷却提供装置的气流设置。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述至少一个优化设置与输入到所述至少一个冷却提供装置的冷却剂的温度相关。

5.根据权利要求2所述的方法，进一步包括调节用于所述至少一个冷却提供装置的所述至少一个优化设置以减少数据中心的功率使用。

6.根据权利要求5所述的方法，其中调节所述至少一个优化设置包括调节所述至少一个冷却提供装置的气流设置。

7.根据权利要求5所述的方法，其中调节所述至少一个优化设置包括调节输入到所述至少一个冷却提供装置的冷却剂的温度。

8.根据权利要求5所述的方法，其中调节所述至少一个优化设置包括调节所述至少一个冷却提供装置的气流设置和调节输入到所述至少一个冷却提供装置的冷却剂的温度。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个冷却消耗装置包括数据中心中的多个设备支架，所述至少一个冷却提供装置包括多个冷却器，所述方法进一步包括：

创建所述数据中心的模型，其中采用一个设备支架来表示所述多个设备支架，并且使用一个冷却器来表示所述多个冷却器；以及

基于所述多个设备支架中的每个的特性来确定所述一个设备支架的集总的冷却利用率和功率消耗，并基于所述多个冷却器的特性来确定所述一个冷却器的集总的冷却能力；

其中，确定至少一个反映所述气流分布效能的数值包括确定至少一个反映所述一个设备支架和所述一个冷却器之间气流分布效能的数值。

10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在计算机屏幕上提供一个用户接口，其中该用户接口包括用户可选择的元件以调整所述至少一个冷却提供装置的设置；

接收用户输入以调整所述至少一个冷却提供装置的设置；以及

提供一个更新数值以实时地反映基于所接收到的输入后所述数据中心中所述至少一个冷却消耗装置和所述至少一个冷却提供装置之间的气流分布效能。

11.根据权利要求2所述的方法，进一步包括至少部分地基于数据中心中至少一个服务器的风扇速度的提高而导致的功率增加来确定所述至少一个优化设置。

12.一种用于呈现数据中心的冷却模型的系统，所述数据中心包括至少一个冷却提供装置和至少一个冷却消耗装置，所述至少一个冷却消耗装置具有冷却需求，所述系统包括：

一个接口；以及

控制器，其被配置为：

存储上述接收到的数据；

根据所述第一耦合因子、所述数据中心中的至少一个空气温度以及所述至少一个冷却提供装置的气流与所述至少一个冷却消耗装置的气流的比例确定至少一个反映气流分布效能的数值；

根据所述第二耦合因子确定所述至少一个反应气流分布效能的数值；并且

在所述接口上向外部实体显示以下中的至少一项：所述第一耦合因子的数值、所述第二耦合因子的数值和所述至少一个反映气流分布效能的数值。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述控制器进一步被配置为在所述接口上显示所述至少一个冷却提供装置的至少一个优化设置，该优化设置使得数据中心的功率使用得到减少且满足所述至少一个冷却消耗装置的冷却需求。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述至少一个优化设置为所述至少一个冷却提供装置的气流设置。

15.根据权利要求13所述的系统，其中所述至少一个优化设置与输入到所述至少一个冷却提供装置的冷却剂的温度相关。

16.根据权利要求13所述的系统，其中所述控制器进一步被配置为调节用于所述至少一个冷却提供装置的所述至少一个优化设置以减少数据中心的功率使用。

17.根据权利要求16所述的系统，其中所述控制器被配置为调节所述至少一个冷却提供装置的气流设置以减少数据中心的功率使用。

18.根据权利要求16所述的系统，其中所述控制器被配置为调节输入到所述至少一个冷却提供装置的冷却剂的温度。

19.根据权利要求16所述的系统，其中所述控制器被配置为调节所述至少一个冷却提供装置的气流设置和调节输入到所述至少一个冷却提供装置的冷却剂的温度。

20.根据权利要求12所述的系统，其中所述至少一个冷却消耗装置包括数据中心中的多个设备支架，所述至少一个冷却提供装置包括多个冷却器，所述控制器进一步被配置为：

创建并在所述接口上显示所述数据中心的模型，其中采用一个设备支架来表示所述多个设备支架，并且使用一个冷却器来表示所述多个冷却器；以及

其中所述控制器被配置为确定至少一个反映所述数据中心中的所述一个设备支架和所述一个冷却器之间气流分布效能的数值。

21.根据权利要求12所述的系统，其中所述控制器进一步被配置为：

在所述接口的计算机屏幕上显示图形，其包括用户可选择的元件以调整所述至少一个冷却提供装置的设置；

22.根据权利要求13所述的系统，其中所述控制器进一步被配置为至少部分地基于数据中心中至少一个服务器的风扇速度的提高而导致的功率增加来确定所述至少一个优化设置。