CN102466297A - 一种机房、基站实时动态温度控制的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明目的在于提供机房、基站实时动态温度控制的方法以及装置，改进温度控制方式，提高节能设备的节能效果。该方法借助新风系统，并以空调为辅助，利用室内外气温差异，控制机房、基站室温，达到既延保障网络设备运行的稳定性与使用寿命，又提升节能空间的目的。
Description
技术领域
本发明涉及对室内温度进行控制的技术，尤其涉及一种机房、基站实时动态温度控制的方法及装置。
背景技术
目前我国通信机房普遍采用静态提高设备工作环境温度的方法，减少空调运行时间以实现节能。但是，静态提高设备工作环境温度的方法存在诸多问题。如果要在保证通信设备寿命、保障设备与网络正常运行的前提下提升机房温度，那么其提升幅度有限，节能空间很小；如果大幅度提高机房温度，使设备长期工作在高温环境中，通信设备的使用寿命有可能会缩短、设备运行的稳定性会下降。
以通信机房内设备为例，电容器件工作的稳定性和老化速度与环境温度有很大的关系，主要是膨胀系数不同的多种材料相互联系的热循环会引起非常显著的应力，甚至有可能会导致瞬间断裂，使元件失效。电容器件的使用寿命与环境温度是相对关系，其使用寿命在不同工作温度条件下差异很大，如额定最高温度为85℃的电解电容器在40℃的环境温度条件下寿命为80000小时；而环境温度升高到60℃时，则寿命缩短到10000小时；当环境温度升高到85℃时，寿命仅为1000小时。
既要节能又不能以牺牲设备使用寿命和网络安全为代价，为此，人们总结并应用了一些新的方法。
例如授权公告号CN1716140B的中国专利温度控制方法及其装置，该方法通过测定室内温度Tj，并与限定的最大温度Tmax和最小温度Tmin比较，分别形成三个控制段：Tj＜＝Tmin空调和换气风扇停机，Tmin＜Tj＜＝Tmax换气风扇工作，Tj＞Tmax换气风扇停机，空调工作。该方案总体来说依然属于静态控温方式，通过设定临界温度调整换气风扇和空调的工作，比之前恒温空调控制室温更节能，但是控制方式单一，还存在进一步提升节能的空间。
又如公开号为CN101576306A的中国专利申请公开文件，公开了网络通讯机房智能温控节能方法，披露了利用室内外热交换实现控温的方案，但是该方案存在缺陷，一是启动系统的逻辑起点是室外温度，室外温度和设定温度比较，从而判断选择启动换气机系统或启动空调机系统，对于控制室温的系统而言采用该逻辑起点显然是存在缺陷的；另一点，该方案中没有考虑换气系统和空调系统的能效比，所以也存在进一步提升节约能效的空间。
发明内容
本发明目的在于提供机房、基站实时动态温度控制的方法，克服前述方案中的存在的问题，改进温度控制方式并提高节能设备的节能效果。该方法借助新风系统，以空调为辅助，利用室外内气温差异，控制机房、基站的室温，达到既保障网络设备运行的稳定性与使用寿命，又提升了节能空间目的。
为实现上述目的，本发明提供一种机房、基站实时动态温度控制的方法，借助新风系统，以空调为辅助，利用室外内气温差异，控制机房、基站的室温，包括步骤如下：
(1)设定初始状态，新风系统关闭阀值温度T1、新风系统开启阀值温度T2、空调关闭阀值温度T3以及空调开启阀值温度T4；
(2)测定室内温度T5、室外温度T6；
(3)室内温度T5与步骤(1)设定的阀值温度比较的结果，结合室内温度T5与室外温度T6比较形成的温差控制值ΔT，组成逻辑条件；
(4)依据所述步骤(3)形成的逻辑条件，控制新风系统、空调的工作，令机房、基站的室内温度T5与室外温度T6实现动态实时的平衡。
步骤(3)中的温差控制值ΔT，是室内温度T5与室外温度T6的差值，当ΔT大于等于一个数值时，新风系统的能效大于空调的能效。
步骤(3)中的温差控制值ΔT为3℃。
步骤(3)中包含了升温控制步骤(3_1)和降温控制步骤(3_2)。
升温控制步骤(3_1)包括子步骤如下：
(3_1_1)室内温度T5小于等于新风系统关闭阀值温度T1或温差控制值ΔT小于2℃时，新风系统停机不工作；
(3_1_2)室内温度T5大于等于新风系统开启阀值温度T2且温差控制值ΔT大于等于3℃时，新风系统开始工作；
(3_1_3)室内温度T5大于等于空调开启阀值温度T4且温差控制值ΔT小于2℃时，空调开始工作，新风系统停机。
降温控制步骤(3_1)包括子步骤如下：
(3_2_1)室内温度T5小于等于空调关闭阀值温度T3时，空调停止工作；
(3_2_2)如果温差控制值ΔT大于等于3℃时，新风系统开始工作，继续降温；
(3_2_3)室内温度T5小于等于新风系统关闭阀值温度T1或温差控制值ΔT小于2℃时，新风系统停机不工作。
相应的，本发明提出了一种机房、基站实时动态温度控制的装置，借助新风系统，以空调为辅助，利用室内外气温差异，控制机房、基站的室温，包括：温度阀值存储单元，用于存储预先设定的阀值温度；温度测量单元，用于对室外、室内温度进行测量；还包括逻辑处理单元以及温控设备控制单元，逻辑处理单元与温度阀值存储单元、测量单元以及温控设备单元连接，将温度阀值存储单元里取到的温度阀值数值与温度测量单元里取到的室内温度比较，再结合室内温度与室外温度比较的结果，共同形成逻辑条件；温控设备单元连接新风系统以及空调，依据逻辑处理单元产生的逻辑条件形成状态信号，控制新风系统以及空调的运转和停止。
该装置还进一步包括有按键输入单元，显示输出单元以及通信控制单元；按键输入单元，包含有输入的键盘，键盘输入温度阀值存储于温度阀值存储单元中；显示输出单元，包含显示设备，用于显示温度控制装置的操作和工作状态；通信控制单元，能够无线接入控制设置温度阀值以及获取机房、基站实时状态信息。
该装置还进一步包括门禁告警模块、烟雾告警模块、湿度告警模块、新风故障模块以及人工换风模块。
本发明预设新风系统和空调开启和关闭的阀值温度，并且测定室内温度和室外温度，以室内温度与阀值温度比较，并且结合室内温度和室外温度的温差控制值ΔT，形成逻辑条件，当满足的逻辑条件时，控制开启或关闭相关的设备，实现室内温度控制，控制过程有效而且简单，便于管理人员维护。
实时动态温度控制的方法以及装置，实现的不是简单的、单一的温度控制。借助新风系统，充分利用昼夜室外气温高低变化的特点，使机房温度也随着变化。通信设备尽可能在常温环境下工作，而在高温峰值的工作时间大大减少。同时，需要结合不同地区的温度密度谱，选择较为适宜的机房温度最高值，使节能设备的制冷量占总冷负荷的90％以上，空调制冷只占10％，甚至更低。
附图说明
图1为本发明的主要实现过程流程图；
图2为本发明的温度控制逻辑图----升温控制过程；
图3为本发明的温度控制逻辑图----降温控制过程；
图4为本发明的动态温控基站全年温度小时分布图；
图5为本发明实时动态温度控制的装置的功能单元结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
参照图1本发明的主要实现过程流程图。利用本发明方法实现温度控制的过程如下：
步骤1：管理人员根据当地的气候特点和室内温度的要求，为空调和新风系统的设定阀值温度：新风系统关闭温度T1(默认设置26℃)，新风系统开启阀值温度T2(默认设置28℃)、空调关闭阀值温度T3(默认设置33℃)以及空调开启阀值温度T4(默认设置35℃)。
步骤2，通过温度测量单元，实时动态获取室内温度T5、室外温度T6。
步骤3，室内温度T5与步骤1设定的阀值温度比较的结果，结合室内温度T5与室外温度T6比较形成的温差控制值ΔT，组成温度控制的逻辑条件。
步骤4，依据所述步骤3形成的逻辑条件，控制新风系统、空调的工作，令机房、基站的室内温度T5与室外温度T6实现动态实时的平衡。
步骤3中的温差控制值ΔT，是室内温度T5与室外温度T6的差值，当ΔT大于等于一个数值时，新风系统的能效大于空调的能效。温差控制值ΔT为3℃。
步骤3中包含了升温控制步骤和降温控制步骤。参看图2和图3所示。
步骤311动态获取的室内温度T5小于等于新风系统关闭阀值温度T1，或者温差控制值ΔT小于2℃时，新风系统停机不工作。温差控制值ΔT小于2℃，新风系统的能效比约为3.6，接近于空调能效比，新风系统工作已无节能空间，因此新风系统关闭。
步骤312动态获取的室内温度T5大于等于新风系统开启阀值温度T2且温差控制值ΔT大于等于3℃时，新风系统开始工作。室内温度T5大于等于新风系统开启阀值温度T2，要求新风系统工作，但此时，如果室内外温差控制值ΔT没有达到设定值，新风系统的节能空间不大，并不开启新风系统。当新风系统和空调都不开启的情况下，机房温度会逐渐升高，当满足温差控制值ΔT大于等于3℃时，新风系统开启制冷，将室内温度控制在室外温度加2℃与室外温度加3℃之间，从而实现了利用新风系统，室内温度与室外温度动态控温变化。
步骤313动态获取的室内温度T5大于等于空调开启阀值温度T4且温差控制值ΔT小于2℃时，空调开始工作，新风系统停机。
室内温度T5达到最高限定温度，且温差控制值ΔT值不满足新风系统工作的条件，空调启动以保证温度不超过最高限制；如果满足条件，新风系统也可以继续工作。。
步骤321动态获取的室内温度T5小于等于空调关闭阀值温度T3时，空调停止工作。
空调关闭阀值温度设定为比最高温度低2℃，减少了空调的启停次数。
步骤322如果温差控制值ΔT大于等于3℃时，新风系统开始工作，继续降温。
步骤323动态获取的室内温度T5小于等于新风系统关闭阀值温度T1或温差控制值ΔT小于2℃时，新风系统停机不工作。
以5月13日某机房温度设置上限35℃下限28℃，28℃至35℃动态设置机房的逐时冷负荷如下表：
以全天室外温度变化分析动态控制逻辑的工作过程：在时间0:00至7:00之间，机房设置28℃使用新风系统对机房降温，保证了机房设置温度28℃。8:00时刻温差不满足大于等于3℃的新风系统工作条件，停止工作，此时空调工作条件也不满足。机房温度逐渐升高，当达到29.4℃时，室内外温差等于3℃，新风系统工作，机房温度不再升高；依次类推，当室外温度变化时只要满足室内外温差大于等于3℃且机房温度大于等于28℃时，新风系统启动制冷，将机房温度控制在室外温度加2℃(新风系统关闭条件)与室外温度加3℃之间。当室外温度继续升高(例如13:00至15:00)，机房温度大于等于35℃时空调启动，保证机房温度不大于35℃。如图4所示，采用动态温度设置后，空调制冷的工作时间很小，仅占全年时间的7％。只起辅助作用，机房平均温度降低所增加的冷负荷均由新风节能设备承担，接近于无空调时代。机房温度在较高温度区(31℃至35℃)工作时间为2188个小时，约占全年25％，与静态设置35℃相比工作在高温的时间减少了75％，依据电源设备与基站设备的出厂测试条件，此工作环境温度对设备寿命与性能稳定影响甚微。
图5是实时动态温度控制的装置的功能单元结构示意图，图中显示该装置包括：温度阀值存储单元，用于存储预先设定的阀值温度；温度测量单元，用于对室外、室内温度进行测量；还包括逻辑处理单元以及温控设备控制单元，逻辑处理单元与温度阀值存储单元、测量单元以及温控设备单元连接，将温度阀值存储单元里取到的温度阀值数值与温度测量单元里取到的室内温度比较，再结合室内温度与室外温度比较的结果，共同形成逻辑条件；温控设备单元连接新风系统以及空调，依据逻辑处理单元产生的逻辑条件形成状态信号，控制新风系统以及空调的运转和停止。此外，图5中还进一步包括按键输入单元，显示输出单元以及通信控制单元；按键输入单元，包含有输入的键盘，键盘输入温度阀值存储于温度阀值存储单元中；显示输出单元，包含显示设备，用于显示温度控制装置的操作和工作状态；通信控制单元，能够无线接入控制设置温度阀值以及获取机房、基站实时状态信息。此外，该装置还进一步包括门禁告警模块、烟雾告警模块、湿度告警模块、新风故障模块以及人工换风模块。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种机房、基站实时动态温度控制的方法，借助新风系统，以空调为辅助，利用室内外气温差异，控制机房、基站室温，其特征在于，包括步骤如下：
(1)设定初始状态，新风系统关闭阀值温度T1、新风系统开启阀值温度T2、空调关闭阀值温度T3以及空调开启阀值温度T4；
(2)测定室内温度T5、室外温度T6；
(3)室内温度T5与步骤(1)设定的阀值温度比较的结果，结合室内温度T5与室外温度T6比较形成的温差控制值ΔT，组成温度控制的逻辑条件；
(4)依据所述步骤(3)形成的逻辑条件，控制新风系统、空调的工作，令机房、基站的室内温度T5与室外温度T6实现动态实时的平衡。
2.根据权利要求1所述的机房、基站实时动态温度控制的方法，其特征在于，所述温差控制值ΔT取值依据是，当大于等于一个数值时，所述新风系统的能效大于空调的能效。
3.根据权利要求1或2所述的机房、基站实时动态温度控制的方法，其特征在于，所述温差控制值ΔT为3℃。
4.根据权利要求2所述的机房、基站实时动态温度控制的方法，其特征在于，所述步骤(3)包括了升温控制步骤(3_1)和降温控制步骤(3_2)。
5.根据权利要求4所述的机房、基站实时动态温度控制的方法，其特征在于，所述升温控制步骤(3_1)包括子步骤如下：
(3_1_1)室内温度T5小于等于新风系统关闭阀值温度T1或温差控制值ΔT小于2℃时，新风系统停机不工作；
(3_1_2)室内温度T5大于等于新风系统开启阀值温度T2且温差控制值ΔT大于等于3℃时，新风系统开始工作；
(3_1_3)室内温度T5大于等于空调开启阀值温度T4且温差控制值ΔT小于2℃时，空调开始工作，新风系统停机。
6.根据权利要求4所述的机房、基站实时动态温度控制的方法，其特征在于，所述降温控制步骤(3_1)包括子步骤如下：
(3_2_1)室内温度T5小于等于空调关闭阀值温度T3时，空调停止工作；
(3_2_2)如果温差控制值ΔT大于等于3℃时，新风系统开始工作，继续降温；
(3_2_3)室内温度T5小于等于新风系统关闭阀值温度T1或温差控制值ΔT小于2℃时，新风系统停机不工作。
7.一种机房、基站实时动态温度控制的装置，借助新风系统，以空调为辅助，利用室内外气温差异，控制机房、基站室温，包括：温度阀值存储单元，用于存储预先设定的温度阀值；温度测量单元，用于对室外、室内温度进行测量；其特征在于，还包括逻辑处理单元以及温控设备控制单元，逻辑处理单元与温度阀值存储单元、温度测量单元以及温控设备单元连接，将温度阀值存储单元里取到的阀值温度与温度测量单元里取到的室内温度比较，再结合室内温度与室外温度比较的结果，共同形成逻辑条件；温控设备单元连接新风系统以及空调，依据逻辑处理单元产生的逻辑条件形成状态信号，控制新风系统以及空调的运转和停止。
8.根据权利要求7所述的机房、基站实时动态温度控制的装置，其特征在于，还包含有按键输入单元，显示输出单元以及通信控制单元；所述按键输入单元，包含有输入的键盘，键盘输入温度阀值存储于温度阀值存储单元中；所述的显示输出单元，包含显示设备，用于显示温度控制装置的操作和工作状态；所述通信控制单元，能够无线接入控制设置温度阀值以及获取机房、基站实时状态信息。
9.根据权利要求7或8所述的机房、基站实时动态温度控制的装置，其特征在于，还包括门禁告警模块、烟雾告警模块、湿度告警模块、新风故障模块以及人工换风模块。
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