CN102538148A - 通信机房风量的控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通信机房风量的控制方法及系统，在上述方法中，获取通信机房内各个机柜的当前温度；对于每个机柜，获取该机柜的当前温度与该机柜对应的预设温度的第一差值；根据获取到的第一差值控制各个机柜当前所需的风量。根据本发明提供的技术方案，达到了通过实时确定通信机房内各个机柜所需的风量，随时调整空调设备的送风量，降低空调设备的负荷和能耗的效果。

Description

通信机房风量的控制方法及系统

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种通信机房风量的控制方法及系统。

背景技术

随着中国电信事业的飞速发展，通信网络规模的不断扩大，电信企业的用电成本也在不断上涨，作为通信企业当前工作的重点就是节能，而节能工作中的一个重要环节又在于通信网络的用电。目前，运营商通信机房数量巨大，能耗逐渐成为通信网络最主要的部分之一。通常情况下，通信机房的电能消耗主要包括以下两个方面：

(1)通信设备用电，一般而言，通信设备用电占总电量的30％左右，通过更换效率低下的入网设备，合理调整用电负荷能够有效地达到节能的效果；

(2)机房环境用电，主要包括：空调的制冷和制热，据统计空调器用电量约占机房总用电量的60％左右，可见，空调用电量占了很大一部分。针对保障通信机房内机柜正常运行的空调设备，如何降低空调设备的能耗成为运营商今后节能减排的重点。

目前，通信机房节能控制方法主要是针对机房气流组织的优化设计、并列机柜的冷热布局、上下送风的送风方式的选择、机柜间距和过道宽度的合理设计以及机房空调控制方式的改进等几个方面。相关技术中，在调节通信机房风量时，通常采用人工调节的方式。但采用上述方式无法有效地控制通信机房内各个机柜实时所需的风量，因此节能效果并不理想，基于通信机房空调设备能耗较高的现状，在机房内引进节能效果更好的变风量空调系统的需求十分迫切。

发明内容

本发明提供了一种通信机房风量的控制方法及系统，以至少解决相关技术中无法有效地控制通信机房内各个机柜实时所需的风量的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种通信机房风量的控制方法。

根据本发明的通信机房风量的控制方法包括：获取通信机房内各个机柜的当前温度；对于每个机柜，获取该机柜的当前温度与该机柜对应的预设温度的第一差值；根据获取到的第一差值控制各个机柜当前所需的风量。

优选地，根据获取到的第一差值控制各个机柜当前所需的风量包括：根据获取到的第一差值确定各个机柜当前所需的风量；获取各个机柜当前接收到的风量；对于每个机柜，获取该机柜当前接收到的风量与该机柜当前所需的风量的第二差值；根据获取到的第二差值分别计算出各个机柜末端风阀的阀位开度信号。

优选地，在根据获取到的第一差值控制各个机柜当前所需的风量之后，还包括：将各个机柜当前所需的风量求和获取通信机房内机柜所需的总风量；获取通信机房的风机当前的总送风量；根据各个机柜所需的总风量和风机当前的总送风量的第三差值控制风机的转速。

优选地，根据各个机柜所需的总风量和风机当前的总送风量的第三差值控制风机的转速包括：当第三差值小于或等于预设阈值时，则保持风机的转速不变；当第三差值大于预设阈值时，则调整风机的转速。

根据本发明的另一方面，提供了一种通信机房风量的控制系统。

根据本发明的通信机房风量的控制系统包括：第一获取模块，用于获取通信机房内各个机柜的当前温度；第二获取模块，用于对于每个机柜，获取该机柜的当前温度与该机柜对应的预设温度的第一差值；第一控制模块，用于根据获取到的第一差值控制各个机柜当前所需的风量。

优选地，上述第一控制模块包括：确定单元，用于根据获取到的第一差值确定各个机柜当前所需的风量；第一获取单元，用于获取各个机柜当前接收到的风量；第二获取单元，用于对于每个机柜，获取该机柜当前接收到的风量与该机柜当前所需的风量的第二差值；计算单元，用于根据获取到的第二差值分别计算出各个机柜末端风阀的阀位开度信号。

优选地，上述系统还包括：第三获取模块，用于将各个机柜当前所需的风量求和获取通信机房内机柜所需的总风量；第四获取模块，用于获取通信机房的风机当前的总送风量；第二控制模块，用于根据各个机柜所需的总风量和风机当前的总送风量的第三差值控制风机的转速。

优选地，上述第二控制模块包括：第一处理单元，用于当第三差值小于或等于预设阈值时，则保持风机的转速不变；第二处理单元，用于当第三差值大于预设阈值时，则调整风机的转速。

通过本发明，采用实时监测通信设备内各个机柜的当前温度，通过与各个机柜对应的预设温度相比较确定各个机柜当前温度与预设温度的差异值，通过获取上述差异值以控制各个机柜当前所需的风量，解决了相关技术中无法有效的控制通信机房内各个机柜实时所需的风量的问题，进而达到了通过实时确定通信机房内各个机柜所需的风量，随时调整空调设备的送风量，降低空调设备的负荷和能耗的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的通信机房风量的控制方法的流程图；

图2是根据本发明优选实施例的控制电路示意图；

图3是根据本发明优选实施例的通信机房风量的控制方法的流程图；

图4是根据本发明实施例的通信机房风量的控制系统的结构框图；以及

图5是根据本发明优选实施例的通信机房风量的控制系统的结构框图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1是根据本发明实施例的通信机房风量的控制方法的流程图。如图1所示，该方法主要包括以下处理：

步骤S102：获取通信机房内各个机柜的当前温度；

步骤S104：对于每个机柜，获取该机柜的当前温度与该机柜对应的预设温度的第一差值；

步骤S106：根据获取到的第一差值控制各个机柜当前所需的风量。

相关技术中，采用人工调节的方式调节通信机房风量，无法有效的控制通信机房内各个机柜实时所需的风量。采用如图1所示的方法，实时监测通信设备内各个机柜的当前温度，通过与各个机柜对应的预设温度相比较确定各个机柜当前温度与预设温度的差异值，通过获取上述差异值以控制各个机柜当前所需的风量，实现了通过实时确定通信机房内各个机柜所需的风量，随时调整空调设备的送风量，降低空调设备的负荷和能耗。

需要说明的是，可以根据通信机房内各个机柜功能的差异设定不同的预设温度，当然，也可以对各个机柜采用统一的预设温度。

在优选实施例中，可以使用温度控制器计算得到实时所需的风量：可以在各个机柜的出风口分别设置温度传感器，根据各个机柜对应的温度设定值与温度传感器检测到的实际值的差异值，最终，由温度控制器计算出各机柜实时所需的风量值。

优选地，在步骤S106中，根据获取到的第一差值控制各个机柜当前所需的风量可以包括以下操作：

步骤S1：根据获取到的第一差值确定各个机柜当前所需的风量；

步骤S2：获取各个机柜当前接收到的风量；

步骤S3：对于每个机柜，获取该机柜当前接收到的风量与该机柜当前所需的风量的第二差值；

在优选实施例中，上述温度控制器可以是比例-积分(Proportional plus Integral，简称为PI)控制器，以机柜反馈温度和设定温度的差异值为输入量，通过预先为PI控制器配置合理的比例系数(Kp)和积分时间(Ti)，计算得出机柜实时所需的风量值，或者，上述温度控制器也可以是模糊PI控制器，即，为PI控制器配置初始参数，在系统实际运行过程中，通过在PI控制器前端加入模糊比例积分微分(Proportion Integration Differentiation，简称为PID)控制器实时对PI控制器的两个参数进行在线修正，由模糊控制器输出PI控制器所需要的两个参数的修正量。

在优选实施例中，图2是根据本发明优选实施例的控制电路示意图。如图2所示，在该优选实施例中，可以采用模糊PI控制器作为末端串级控制器的主控制器，其中，e为误差，在本优选实施例中为机柜的设定温度和实测温度的差异值；ec为系统的误差变化率。在运行过程中，通过不断检测误差e和误差变化率ec，再根据模糊控制原理对2个参数进行在线修正，以满足不同e和ec对控制参数的不同要求，而使被控对象具有良好的动态与静态性能，其控制性能取决于Kp和Ti。模糊PI控制器是在PI控制器的基础上，通过计算当前的误差e和误差变化率ec，利用工程技术人员的专业知识和实际操作经验建立模糊推理规则，以进行参数调整。

步骤S4：根据获取到的第二差值分别计算出各个机柜末端风阀的阀位开度信号。

在优选实施例中，可以在各个机柜的风阀口设置风速传感器，依据上述由第一差值确定的各个机柜当前所需的风量与实测风量值的差异值，风量控制器可以计算出机柜变风量末端风阀的开度，其中，风量控制器可以是PI控制器，以机柜实测风量和设定风量的差异值为输入量，通过给控制器设置合理的Kp、Ti两个参数，计算得出机柜变风量末端实时所需的阀位开度信号。

在优选实施例中，各个机柜末端风阀的开度的控制符合以下规则：

|SF-FF|≤1.5V时，F_action＝1；|SF-FF|＞1.5时，F_action＝0

其中，SF表示上位机发给风阀执行器的阀位电压信号，FF表示执行器反馈给上位机的阀位电压信号，F_action表示风阀执行器是否接收下一轮阀位信号。根据SF和FF差值的绝对值是否大于电压值1.5V进行相应的动作，F_action＝0表示风阀执行器还没有到达相应的阀位，F_action＝1表示风阀执行器已到达相应的阀位，可以接收风量控制器给出的下一轮阀位信号。

优选地，执行步骤S106之后，还可以包括以下步骤：

步骤S1：将各个机柜当前所需的风量求和获取通信机房内机柜所需的总风量；

步骤S2：获取通信机房的风机当前的总送风量；

步骤S3：根据各个机柜所需的总风量和风机当前的总送风量的第三差值控制风机的转速。

在优选实施例中，通过计算通信机房各个机柜末端的需求风量之和与空调实时运行的总风量进行比较，对空调风机转速进行相应的修正，使总送风量满足机房内所有机柜的散热需求，且总送风量最小。

优选地，在上述步骤S3中，根据各个机柜所需的总风量和风机当前的总送风量的第三差值控制风机的转速可以包括以下处理：

步骤S31：当第三差值小于或等于预设阈值时，则保持风机的转速不变；

步骤S32：当第三差值大于预设阈值时，则调整风机的转速。

在优选实施例中，对空调风机转速的控制符合以下规则：

|KF-ZF|≤0.2时，TP_action＝0；|KF-ZF|＞0.2时，TP_action＝1。

其中，KF表示对应空调频率范围内所运行的实时空调总送风量，ZF表示各个机柜实时需求的风量之和。TP_action表示空调调频动作状态，当根据实KF和ZF差值的绝对值是否大于预设阈值(例如：0.2)进行相应的动作，TP_action＝0表示不改变当前空调频率值，TP_action＝1表示修正当前空调频率值。

下面结合图3对上述优选实施过程做进一步的描述。

图3是根据本发明优选实施例的通信机房风量的控制方法的流程图。如图3所示，在该优选实施例中，采用两级控制方式：第一级控制方式，是指通过对机柜出风口温度、变风量末端风量进行串级控制，调整送入机柜的风量、达到控制机柜工作温度的目的；第二级变风量控制，是指系统进行总风量控制，通过计算机柜各个末端的需求风量之和与空调实时运行的总风量进行比较，对空调风机转速进行相应的修正，使总送风量满足机房内所有机柜的散热需求。温度控制器和风量控制器构成串级控制器是指，主控制器(即温度控制器)的输出作为副控制器(即风量控制器)的设定值，由副控制器的输出去操作控制阀(即末端变风量阀)，从而对主控制器有较好的控制。这种控制器在任何条件下均可以根据机柜的需要来输送相应的风量，与风管系统的静压无关。能快速补偿风管内压力的变化，消除了“超调”和“欠调”现象，系统运行比较稳定。

该流程可以包括以下处理步骤：

步骤S302：在各个机柜处分别设置温度传感器，对各个机柜的温度进行实时监测；

步骤S304：根据机柜的温度设定值与温度传感器所测的实际值的差异值，由温度控制器计算出各机柜实时所需的风量值；

步骤S306：在各个机柜的风口分别设置风速传感器，对各个机柜的通风量进行实时监测；

步骤S308：依据步骤S304得到的所需风量值计算出与实测风量值的差异值；

步骤S310：由风量控制器计算出机柜变风量末端风阀的开度，并进行风阀调整控制；

步骤S312：计算各个机柜末端的需求风量之和；

步骤S314：与空调实时运行的总风量进行比较，确定是否改变当前空调频率值；

步骤S316：对空调风机转速进行相应的控制后，返回步骤S312。

图4是根据本发明实施例的通信机房风量的控制系统的结构框图。如图4所示，该通信机房风量的控制系统主要包括：第一获取模块10，用于获取通信机房内各个机柜的当前温度；第二获取模块20，用于对于每个机柜，获取该机柜的当前温度与该机柜对应的预设温度的第一差值；第一控制模块30，用于根据获取到的第一差值控制各个机柜当前所需的风量。

采用如图4所示的装置，解决了相关技术中无法有效的控制通信机房内各个机柜实时所需的风量的问题，进而达到了通过实时确定通信机房内各个机柜所需的风量，随时调整空调设备的送风量，降低空调设备的负荷和能耗的效果。

优选地，如图5所示，上述第一控制模块30可以包括：确定单元300，用于根据获取到的第一差值确定各个机柜当前所需的风量；第一获取单元302，用于获取各个机柜当前接收到的风量；第二获取单元304，用于对于每个机柜，获取该机柜当前接收到的风量与该机柜当前所需的风量的第二差值；计算单元306，用于根据获取到的第二差值分别计算出各个机柜末端风阀的阀位开度信号。

优选地，如图5所示，上述系统还可以包括：第三获取模块40，用于将各个机柜当前所需的风量求和获取通信机房内机柜所需的总风量；第四获取模块50，用于获取通信机房的风机当前的总送风量；第二控制模块60，用于根据各个机柜所需的总风量和风机当前的总送风量的第三差值控制风机的转速。

优选地，如图5所示，上述第二控制模块60可以包括：第一处理单元600，用于当第三差值小于或等于预设阈值时，则保持风机的转速不变；第二处理单元602，用于当第三差值大于预设阈值时，则调整风机的转速。

需要说明的是，上述系统中各模块和各单元之间相互结合的优选工作方式可以参见图1至图3中所示的优选实施例，此处不再赘述。

从以上的描述中，上述实施例实现了如下技术效果(需要说明的是这些效果是某些优选实施例可以达到的效果)：通过两级控制方式，依据各机柜实时温度，通过改变末端阀位调整实时所需的风量，并确保机房内总风量满足散热的同时，总风量最小，实现通信机房空调设备的节能。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种通信机房风量的控制方法，其特征在于，包括：

获取通信机房内各个机柜的当前温度；

对于每个机柜，获取该机柜的当前温度与该机柜对应的预设温度的第一差值；

根据获取到的所述第一差值控制各个机柜当前所需的风量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据获取到的所述第一差值控制各个机柜当前所需的风量包括：

根据获取到的所述第一差值确定各个机柜当前所需的风量；

获取各个机柜当前接收到的风量；

对于每个机柜，获取该机柜当前接收到的风量与该机柜当前所需的风量的第二差值；

根据获取到的所述第二差值分别计算出所述各个机柜末端风阀的阀位开度信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据获取到的所述第一差值控制各个机柜当前所需的风量之后，还包括：

将所述各个机柜当前所需的风量求和获取所述通信机房内机柜所需的总风量；

获取所述通信机房的风机当前的总送风量；

根据各个机柜所需的总风量和所述风机当前的总送风量的第三差值控制所述风机的转速。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据各个机柜所需的总风量和所述风机当前的总送风量的所述第三差值控制所述风机的转速包括：

当所述第三差值小于或等于预设阈值时，则保持所述风机的转速不变；

当所述第三差值大于所述预设阈值时，则调整所述风机的转速。

5.一种通信机房风量的控制系统，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取通信机房内各个机柜的当前温度；

第二获取模块，用于对于每个机柜，获取该机柜的当前温度与该机柜对应的预设温度的第一差值；

第一控制模块，用于根据获取到的所述第一差值控制各个机柜当前所需的风量。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第一控制模块包括：

确定单元，用于根据获取到的所述第一差值确定各个机柜当前所需的风量；

第一获取单元，用于获取各个机柜当前接收到的风量；

第二获取单元，用于对于每个机柜，获取该机柜当前接收到的风量与该机柜当前所需的风量的第二差值；

计算单元，用于根据获取到的所述第二差值分别计算出所述各个机柜末端风阀的阀位开度信号。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

第三获取模块，用于将所述各个机柜当前所需的风量求和获取所述通信机房内机柜所需的总风量；

第四获取模块，用于获取所述通信机房的风机当前的总送风量；

第二控制模块，用于根据各个机柜所需的总风量和所述风机当前的总送风量的第三差值控制所述风机的转速。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第二控制模块包括：

第一处理单元，用于当所述第三差值小于或等于预设阈值时，则保持所述风机的转速不变；

第二处理单元，用于当所述第三差值大于所述预设阈值时，则调整所述风机的转速。

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