CN102799148A - 应用于具有机架配电单元的数据中心的安全有效的能源使用及节约系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种改善数据中心内的至少一空气管理单元的使用及节约的系统及方法。多个安装于机架上的配电单元用以配送电力至安装于数据中心的至少一电脑室内的多个机架上的多个电子装置。多个电力负载、温度、湿度及压差传感器提供于机架各处并通过网络接口耦接电脑，以自动根据来自传感器的数据计算多个空气管理效率及能源效率指数(例如机架冷却指数、机架湿度指数、机架气流指数、机架压差指数及回流温度指数)。空气管理单元的操作可据以调整，以达到安全能源使用及节约的最佳效率。

Description

应用于具有机架配电单元的数据中心的安全有效的能源使用及节约系统及方法

技术领域

本发明与数据中心的能源使用及节约管理有关，特别是关于一种用以改善使用在一数据中心内的多个安装于机架上的配电单元的空气管理单元的能源使用及节约的系统及方法。

背景技术

数据中心广泛地应用于电脑、网络、通讯及其他相关产业。典型的数据中心具有一个或多个电脑室，并且电脑室里安装有多个机架。多个电子装置/设备、电脑/服务器、网络及/或通讯设备(统称为电子装置)安装于每一个机架上。电力通过机架配电单元(rPDUs)提供给该些电子装置。机架配电单元为设置于机架上或以机架为基座的装置，通常具有多个设备插口，以将电力分配至安装于数据中心内的机架上的该多个电子装置。

于典型的设置下，电脑室具有高架地板，且多个机架安装于高架地板上。电脑室通常安装有空气调节单元，一般称之为电脑室空气调节器(Computer Room AirConditioner，CRAC)或电脑室空气管理器(Computer Room Air handler，CRAH)，以控制及管理电脑室内的工作环境。举例而言，电脑室空气调节/管理器设计用以将电脑室内及机架内的温度及湿度达到并维持在适用机架上所安装的电子装置的操作状态的某一范围内。

典型的电脑室空气调节/管理器可能包含有冷却器、除湿器及风扇，其中冷却器用以通过制冷剂、冷却液及水来冷却空气，除湿器用以干燥空气，风扇用以吹动空气产生循环。电脑室空气调节/管理器可通过电脑室的高架地板下方的通风管将冷空气散布。电脑室的高架地板通常具有穿孔的磁砖设置于机架前面或下面，以让来自地板的冷空气能够冷却设置于机架上的该些机架配电单元。通常冷空气也会由电脑室空气调节/管理器过滤以降低机架内的湿度。

有些传统的机架配电单元的机架也提供温度及/或湿度传感器以监控机架内的温度及/或湿度。当机架内的温度及/或湿度达到某一预设临界值时，电脑室空气调节/管理器的冷却及/或除湿部即会运作以降低温度及/或湿度，故可避免由于机架内的温度及/或湿度过高而导致安装于机架上的电子装置产生故障。

然而，如何有效且有效率地管理能源使用以提供电脑室内的适当的工作环境将会是项挑战。例如，机架配电单元所提供给机架上的电子装置的电力分配及使用将会于机架内产生热量，所以必须提供并循环充足的冷空气流经机架，使得机架上的电子装置不会过热。但冷却及循环气流使用了运作电脑室空气调节/管理器的电力形式的能源，并且对于气流过多的冷却及循环将会导致不必要的能源使用。

工业界已采用某些指数来描述及测量数据中心的气流及冷却表现。举例而言，机架冷却指数(Rack Cooling Index，RCI)及回风温度指数(Return Temperature Index，RTI)已被用来分别测量整体的机架冷却效能及整体的机架空气管理表现。需说明的是，

与

为ANCIS股份有限公司的注册商标。但为了清晰起见，以下

与

均采用没有商标符号的RCI与RTI来表示。

机架冷却指数(RCI)包含两部分：RCI_Hi及RCI_Lo，分别描述于安全温度范围的上临界值及下临界值时的电脑室温度环境。例如，对设置于如同电脑室的室内环境的机架系统而言，工业上推荐的安全温度范围可能是介于摄氏18-27度之间，并且工业上最大可允许的安全温度范围可能是介于摄氏15-32度之间。

RCI_Hi及RCI_Lo定义如下：

${\mathrm{RCI}}_{\mathrm{Hi}}=(1-\frac{\mathrm{Total\; Over}-\mathrm{Temp}.}{\mathrm{Max}.\mathrm{Allow}.\mathrm{Over}-\mathrm{Temp}.})\·100\%$ [1]

${\mathrm{RCI}}_{\mathrm{Lo}}=(1-\frac{\mathrm{Total\; Under}-\mathrm{Temp}.}{\mathrm{Max}.\mathrm{Allow}.\mathrm{Under}-\mathrm{Temp}.})\·100\%$ [2]

其中，Total Over-Temp代表横跨所有机架的摄入量的超过温度(亦即超过安全温度范围的上临界值的温度)的总和；Max.Allow.Over-Temp代表在安装于机架系统上的电子装置能够安全运作前提下，所能允许的最大超过温度；Total Under-Temp代表横跨所有机架的摄入量的不足温度(亦即低于安全温度范围的下临界值的温度)的总和；Max.Allow.Under-Temp代表在安装于机架系统上的电子装置能够安全运作前提下，所能允许的最大不足温度。

对一个具有M个机架且每个机架具有N个用以提供并分配电力的机架配电单元的电脑室而言，RCI_Hi及RCI_Lo可依照下列公式计算：

${\mathrm{RCI}}_{\mathrm{Hi}}=[1-\frac{\mathrm{\Σ}(t_{\mathrm{ij}}-t_{\max -\mathrm{rec}})}{(t_{\max -\mathrm{all}}-t_{\max -\mathrm{rec}})\·M\·N}]\·100\%$ [3]

${\mathrm{RCI}}_{\mathrm{Lo}}=[1-\frac{\mathrm{\Σ}(t_{\min -\mathrm{rec}}-t_{\mathrm{ij}})}{(t_{\min -\mathrm{rec}}-t_{\min -\mathrm{all}})\·M\·N}]\·100\%$ [4]

其中，i＝1，2，...，M(机架的数目)；

j＝1，2，...，N(在机架内的机架配电单元数目)；

t_ij为在第i个机架内的第j个机架配电单元的摄入温度；

t_max-rec为最大建议摄入温度(例如摄氏27度)；

t_max-all为最大允许摄入温度(例如摄氏32度)；

t_min-rec为最小建议摄入温度(例如摄氏18度)；

t_min-all为最小允许摄入温度(例如摄氏15度)。

至于回风温度指数(RTI)则定义为：[5]

$\mathrm{RTI}=\frac{[T_{\mathrm{Retum}}-T_{\mathrm{Supply}}]}{\mathrm{\Δ}{T}_{\mathrm{Equip}}}\·100\%$

其中，T_Retum为回流气流的温度；

T_supply为供给气流的温度；

ΔT_Equip为横跨机架的温度上升量。

这些指数彼此间并非完全独立，它们反映了同时改善能源管理系统的效能与效率的难度。举例而言，降低空气温度及增加机架内的气流将会增加机架冷却效能并因而改善机架冷却指数(RCI)，然而，这却也增加冷却机架所使用的能源，使得整体机架空气管理表现变差，因而导致回风温度指数(RTI)变差。

机架空气管理表现变差所导致的结果的一即为低能源效率。对电脑室而言，总电力消耗量为安装于电脑室内的机架上的所有机架配电单元配送至电子装置的电力加上其电脑室空气调节/管理器(CRAC/CRAH)于空气管理时所使用的电力。能源效率可依照下列式子计算：

能源效率＝所有机架配电单元配送的电力/电脑室的总电力消耗量[6]

由于传统的电力及能源管理系统仍存在许多缺点，使得电脑室的能源效率将会因而受到影响。传统的电力及能源管理系统的操作者及/或管理者负责提供并维持数据中心内的稳定的工作环境，通常会遭遇到一连串与电脑室空气调节/管理器(CRAC/CRAH)的控制及操作有关的问题，例如：

●电脑室空气调节/管理器(CRAC/CRAH)的冷却器是否有效地冷却空气循环？是否需要降低空气温度？机架中的电子装置在目前的温度下运作是否安全？

●电脑室空气调节/管理器(CRAC/CRAH)的除湿器是否有效地维持机架内的湿度？是否需要降低或增加湿度？机架中的机架配电单元在目前的湿度下运作是否安全？

●电脑室空气调节/管理器(CRAC/CRAH)的风扇是否有效地循环机架内的空气？是否需要增加风扇速度以增加气流？

●电脑室空气调节/管理器(CRAC/CRAH)是否有效率地运作？是否有方法能够改善整体空气管理表现以改善能源效率？期望节约下来的能源为何？

这些关键问题的答案不只直接影响到电脑室空气调节/管理器(CRAC/CRAH)对数据中心内的电子装置顺利且安全的操作及控制的效能，也影响到对整体空气管理表现的能源使用及节约的效率。目前已存在的传统电力及能源管理系统并无法提供充足且有效的工具及程序让系统的操作者及/或管理者能够即时回答这些问题并找到及提供适当的解决的道。

因此，亟需一种新的系统及方法，能够让使用机架配电单元的数据中心安全有效地使用及节约能源。

发明内容

本发明提出一种安全且有效的能源使用及节约系统及方法，应用于使用安装于机架上或以机架为底座的配电单元的数据中心。

本发明的目的在于提供一种系统及方法以使得数据中心内的空气管理能够达到最佳的能源效率。于数据中心内，多个机架配电单元用以配送电力至位于数据中心的一个或多个电脑室内的多个机架上所设置的电子装置。

于一具体实施例中，本发明所提出的一空气管理单元的能源使用改善及节约系统包含应用在一数据中心中，安装于多个机架上的多个电子装置方面。该能源使用改善及节约系统包含多个传感器及一电脑。该多个传感器包含电力承载传感器、温度传感器、湿度传感器及压差传感器，用以分别感测该多个机架的各处的电力承载、温度、湿度及压差。电脑通过一网络接口耦接该多个传感器，用以自动地自该多个传感器接收数据及计算反映空气管理单元的操作效能及能源效率的多个指数。该多个指数包含有机架冷却指数(Rack Cooling Index，RCI)、机架湿度指数(Rack Humidity Index，RHI)、机架气流指数(Rack Airflow Index，RAI)、机架压差指数(Rack differential Pressure Index，RPI)及回风温度指数(Retum Temperature Index，RTI)，致使空气管理单元的操作能够据以调整以达到安全能源使用及节约的最佳效率。实际上，该能源使用改善及节约系统可进一步包含用于每一个配电单元的微处理器单元及至少一传感器电路。微处理器单元用以处理来自该至少一传感器的数据并通过网络接口将数据传送至电脑，而至少一传感器电路(例如电流感测电路及/或电压感测电路)用以协助处理来自该至少一传感器的数据。

于另一具体实施例中，根据本发明的安装于机架上的配电单元耦接至多个传感器且位于至少一数据中心。该数据中心具有至少一电脑室。该至少一电脑室内包含有进行该至少一电脑室的空气管理的一电脑以及多个安装于机架上的电子装置。该安装于机架上的配电单元包含微处理器，耦接至该多个传感器，用以自动地处理来自该多个传感器的数据。该多个传感器包含至少一压差传感器。该微处理器通过一网络接口从该多个传感器传送数据至该电脑，以分析该至少一电脑室的空气管理的操作效能及能源效率。实际上，该安装于机架上的配电单元亦可包含至少一传感器电路，耦接至该处理器，用以协助处理来自该多个传感器的数据。

于另一具体实施例中，根据本发明的至少一空气管理单元的能源使用改善及节约方法，应用在安装于多个机架上的多个电子装置。该方法包含下列步骤：提供多个传感器，包含电力承载传感器、温度传感器、湿度传感器及压差传感器，以分别感测该多个机架的各处的电力承载、温度、湿度及压差；通过一网络接口将一电脑耦接至该多个传感器，以自动地自该多个传感器接收数据；根据来自该多个传感器的数据计算反映该空气管理单元的操作效能及能源效率的多个指数，包含有机架冷却指数(RCI)、机架湿度指数(RHI)、机架气流指数(RAI)、机架压差指数(RPI)及回风温度指数(RTI)，以达到安全能源使用及节约的最佳效率。实际上，该方法对空气管理单元进行操作性调整并且重新计算多个指数以及重复调整步骤直至多个指数的该些重新计算的值均大于95％为止。

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

附图说明

图1绘示本发明的一实施例的能源使用及节约系统排列的功能方块图。

图2A绘示用于机架配电单元机架系统的传感器位置的侧视图。

图2B绘示用于机架配电单元机架系统的传感器位置的俯视图。

图3绘示能源使用及节约系统的内部元件的功能方块图。

图4绘示实现能源使用及节约程序的方法的流程图。

图5绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的传感器临界状态为例的能源使用及节约程序。

图6绘示屏幕显示以控制电脑所计算的机架配电单元机架系统的重要数据及指数为例的能源使用及节约程序。

图7绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的热负载散热状态为例的能源使用及节约程序。

图8绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的热负载密度状态为例的能源使用及节约程序。

图9绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的冷摄入温度状态为例的能源使用及节约程序。

图10绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的摄入温差状态为例的能源使用及节约程序。

图11绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的热排出温度状态为例的能源使用及节约程序。

图12绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的排出温差状态为例的能源使用及节约程序。

图13绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的冷-热横跨温度上升状态为例的能源使用及节约程序。

图14绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的摄入压差分布为例的能源使用及节约程序。

图15绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的热负载气流横跨分布为例的能源使用及节约程序。

图16绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的天花板气流供给分布为例的能源使用及节约程序。

图17绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的热负载气流供给分布为例的能源使用及节约程序。

图18绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的热再循环/气流分布为例的能源使用及节约程序。

图19绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的冷分流/气流分布为例的能源使用及节约程序。

图20绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的冷摄入相对湿度状态为例的能源使用及节约程序。

图21绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的冷摄入露点温度状态为例的能源使用及节约程序。

图22绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的整体机架冷却效能为例的能源使用及节约程序。

图23绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的整体机架湿度效能为例的能源使用及节约程序。

图24绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的整体机架压差效能为例的能源使用及节约程序。

图25绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的整体机架气流效能为例的能源使用及节约程序。

图26绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的整体空气管理表现为例的能源使用及节约程序。

图27绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的整体指数仪表盘为例的能源使用及节约程序。

图28绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的能源节约预估值为例的能源使用及节约程序。

【主要元件符号说明】

S10～S16：流程步骤

10：机架                    12：柜子

14：内部隔墙                16：前隔间

18：后隔间                  2：高架地板

20：机架配电单元            22：微处理器

24：存储器                  26：电流感测电路

28：电压感测电路            30：传感器

32：前传感器                34：后传感器

36：压差传感器              40：电脑室空气调节/管理器

50：电脑                    52：中央处理单元

54：只读存储器              56：随机存取存储器

58：硬盘                    60：显示器

70：网络                    72、74：网络接口卡

具体实施方式

本发明揭露一种应用于使用机架配电单元的数据中心的能源使用及节约管理系统及方法。请参照图1，图1绘示本发明的一实施例的能源使用及节约系统排列的功能方块图。该系统包含有多个机架10，该多个机架10位于数据中心的电脑室内安装的地板(未图示)上。多个机架配电单元20用以配送电力至安装于数据中心内的每一机架10上的电子装置，例如服务器、数据储存器、网络及/或通讯单元等。多个前传感器32及后传感器34提供于每一机架10内并且较佳地提供给每一个机架配电单元20。

请参照图2A及图2B，该多个机架10安装于一高架地板2上。每一机架10包含有一封闭的柜子12，柜子12具有内部隔墙14以将柜子12的内部空间分为前隔间16及后隔间18。耦接至机架配电单元20的电子装置通常水平地安装于机架10(为了清楚起见，仅绘示一个)，使得电子装置的前端位于前隔间16内且电子装置的后端位于后隔间18内。电脑室空气调节器(CRAC)或电脑室空气管理器(CRAH)单元40所供应的冷空气通过高架地板2供应至每一机架10的柜子12的前隔间16内，并穿过电子装置以进入至机架10的柜子12的后隔间18内。

空气循环从位于机架10的柜子12的前隔间16内的电子装置的前端的内部风扇或空气摄入开口进入电子装置，并从位于机架10的柜子12的后隔间18内的电子装置的后端的内部风扇或空气排出开口离开电子装置以穿过每一电子装置。当气流穿过电子装置时，气流将会吸收电子装置内部所产生的热量而变成暖空气或热空气。于柜子12的后隔间18内的热空气通常通过电脑室(未图示)的天花板的通风管循环出去并且回到电脑室空气调节器(CRAC)/电脑室空气管理器(CRAH)单元40。

前传感器32位于柜子12的前隔间16内，而后传感器34位于柜子12的后隔间18内。他们均匀地分布且较佳地配合电子装置的高度/位置。前传感器32及后传感器34可能包含有电力传感器、温度传感器、湿度传感器或都有，用以监测电力使用以及机架10的柜子12内的温度及/或湿度。一个或多个压差传感器36亦被提供用以监测高架地板2内的压力改变。较佳地，它们位于每一机架10的前面。

本发明亦包含电脑50，用以控制及操作该机架配电单元能源使用及节约系统。请参照图3，电脑50包含中央处理单元(CPU)52，用以控制电脑50的功能及操作。电脑50亦包含执行电脑指令及程序，安装或储存于只读存储器(ROM)54、随机存取存储器(RAM)56或数据储存单元，例如耦接中央处理单元52的硬盘58。电脑50亦包含有显示器60，用以显示系统的控制、操作及状态。显示器60可包含有让操作者输入命令及指示的触控屏幕。此外，电脑50亦可外加或置换为其他输入装置，例如键盘及滑鼠(未图示)。

机架配电单元20亦包含有耦接至存储器24的微处理器22。存储器24可包含有待微处理器22执行的内部命令或指示。前传感器32、后传感器34及压力传感器36电耦接至微处理器22、电流感测电路26及电压感测电路28，以处理传感器信号。

电脑50与机架配电单元20可通过电脑50的网络接口卡72及机架配电单元20的另一网络接口卡74所形成的网络通道70彼此连接。实际上，其他型式的传感器，例如气流传感器及湿度传感器，亦可与温度传感器及压力传感器一起或单独使用，并无特定的限制。电脑50可以是任何适用的电脑、服务器或数据处理装置或单元。网络70可以是任何适用的有线网络或无线网络。

本发明提供一种管理数据中心的一个或多个电脑室的能源使用及节约方法，通过执行安装于电脑50的一电脑软件程序来实现。当数据中心或电脑室的管理者/操作者执行本发明的软件程序时，电脑50将会实现该软件的不同的对应功能以执行本发明的方法的不同步骤，并如下所述完成本发明的方法并达到应有的功效。

请参照图4，图4绘示本发明的较佳具体实施例的实现能源使用及节约程序的方法的流程图。在如上述将机架的柜子隔间完成并设置好传感器(步骤S10)后，本发明的程序将会根据传感器输入值并检查该些输入值是否符合预设的临界值或标准来计算出机架气流指数(RAI)及机架压(差)指数(RPI)，如步骤S11所示。

机架气流指数(RAI)包含两部分：RAI_Hi及RAI_Lo，分别描述于安全温度范围的上临界值及下临界值时的气流。RAI_Hi及RAI_Lo定义如下：[7][8]

${\mathrm{RAI}}_{\mathrm{Hi}}=(1-\frac{\mathrm{Total\; Overflow}}{\mathrm{Max}.\mathrm{Allowable\; Overflow}})\·100\%$ ${\mathrm{RAI}}_{\mathrm{Lo}}=(1-\frac{\mathrm{Total\; Underflow}}{\mathrm{Max}.\mathrm{Allowable\; Underflow}})\·100\%$

其中，Total Overflow代表横跨所有机架的超出气流的总和；

Max.Allow.Overflow代表在安装于机架系统上的电子装置能够安全运作前提下，所能允许的最大超出气流；

Total Underflow代表横跨所有机架的不足气流的总和；

Max.Allow.Underflow代表在安装于机架系统上的电子装置能够安全运作前提下，所能允许的最大不足气流。

对电脑室而言，若电脑室包含有总共M个机架且每个机架包含有N个机架配电单元，则RAI_Hi及RAI_Lo指数可计算如下：

${\mathrm{RAI}}_{\mathrm{Hi}}=[1-\frac{\mathrm{\Σ}(Q_{\mathrm{Floor}-i}-V_{\max -\mathrm{rec}-i})}{(V_{\max -\mathrm{all}-i}-V_{\max -\mathrm{rec}-i})\·M}]\·100\%$ [9]

${\mathrm{RAI}}_{\mathrm{Lo}}=[1-\frac{\mathrm{\Σ}\left(V_{\min -\mathrm{rec}-i}{-Q}_{\mathrm{Floor}-i}\right)}{(V_{\min -\mathrm{rec}-i}-V_{\max -\mathrm{all}-i})\·M}]\·100\%$ [10]

其中，Q_Floor-i代表在第i个机架下的高架地板内的气流；

V_max-rec-i代表第i个机架的最大建议气流；

V_max-all-i代表第i个机架的最大允许气流；

V_min-rec-i代表第i个机架的最小建议气流；

V_min-all-i代表第i个机架的最小允许气流。

举例而言，若横跨第i个机架的所有机架配电单元的气流为V_Equip-i，则V_max-rec-i、V_max-all-i、V_min-rec-i及V_min-all-i分别为：

V_max-rec-i＝V_Equip-i x 115％

V_max-all-i＝V_Equip-i x 130％

V_min-rec-i＝V_Equip-i x 85％

V_min-all-i＝V_Equip-i x 70％

机架压差指数(RPI)包含两部分：RPI_Hi及RPI_Lo，分别描述于安全温度范围的上临界值及下临界值时的压差。RPI_Hi及RPI_Lo定义如下：

${\mathrm{RPI}}_{\mathrm{Hi}}=[1-\frac{\mathrm{\Σ}(\mathrm{\Δ}{P}_{\min -\mathrm{rec}}-{\mathrm{\ΔP}}_i)}{[({\mathrm{\ΔP}}_{\max -\mathrm{rec}}-{\mathrm{\ΔP}}_{\min -\mathrm{rec}})/2]\·M\·N}]\·100\%$ [11]

${\mathrm{RPI}}_{\mathrm{Lo}}=[1-\frac{\mathrm{\Σ}(\mathrm{\Δ}{P}_i-{\mathrm{\ΔP}}_{\max -\mathrm{rec}})}{[({\mathrm{\ΔP}}_{\max -\mathrm{rec}}-{\mathrm{\ΔP}}_{\min -\mathrm{rec}})/2]\·M\·N}]\·100\%$ [12]

其中，ΔP_i代表在第i个机架下的高架地板内的压差；

ΔP_max-rec代表最大建议压差；

ΔP_max-all代表最大允许压差；

ΔP_min-rec代表最小建议压差；

ΔP_min-all代表最小允许压差。

若计算出的机架气流指数(RAI)或机架压差指数(RPI)未能符合预设临界值，本发明的程序即会调整冷却空气的气流或压差或两者均调整，直至符合预设临界值为止，如步骤S13所示。此步骤S13通过电脑室空气调节器(CRAC)/电脑室空气管理器(CRAH)单元40的风扇及冷却器解决了关于冷却气流效率的问题：风扇是否提供足够的气流给机架系统？是否需要提高风扇速度以增加气流？电子装置在目前的气流下操作是否安全？通过机架系统中的电子装置的气流量不能太高或太低。

机架气流指数(RAI)用以指出气流是否能够符合安装于机架系统上的电子装置的安全操作。温度传感器及压差传感器感测摄入气流及排出气流的温度及压差并通过机架配电单元将其信号传至系统控制电脑。然后，程序根据每一个机架的电力负载计算出实际的摄入气流及排出气流，并据以评价该些机架的该些气流。过多的机架气流与上临界值之间的差以及不足的机架气流与下临界值之间的差将会被相加并与所有机架的高低气流临界值差的总和作比较。这将可提供电脑室空气调节器(CRAC)/电脑室空气管理器(CRAH)单元的气流效率的指示。

当需要增加或减少风扇速度以调整机架系统的环境时，电脑将会计算机架气流指数(RAI)以得知其是否介于适当的范围内。若机架气流指数(RAI)超出正常范围之外，电脑室空气调节器(CRAC)/电脑室空气管理器(CRAH)单元将会停止增加或减少风扇速度，致使机架系统内的电子装置可以安全地操作。

在下一步骤S12中，该程序将会根据传感器输入值计算机架冷却指数(RCI)及机架湿度指数(RHI)并检查以得知它们是否符合预设临界值或标准。RCI_Hi/RCI_Lo指数用以提供超过或低于温度环境的测量。当RCI_Hi/RCI_Lo趋近100％时，代表在机架系统中没有或极少有超过/低于温度环境的情况发生，藉以确保机架系统内的电子装置能够在安全的温度范围内工作。若RCI_Hi/RCI_Lo指数超出临界值范围之外，则控制程序将会调整冷却空气的温度直至符合临界值为止，如步骤S15。

此一步骤解决了关于电脑室空气调节器(CRAC)/电脑室空气管理器(CRAH)单元的冷却效率的问题：气流对于机架内的电子装置而言是否够冷？是否需要降低气流的温度？电子装置在目前的温度下操作是否安全？机架系统中的电子装置的温度不能太高或太低。

RCI_Hi/RCI_Lo指数用以指示温度是否在电子装置的安全操作范围内。温度传感器感测摄入气流及排出气流的温度并通过机架配电单元传送其信号至系统控制电脑。接着，该程序据以评价该些机架的该些温度。高机架温度与上临界值之间的差以及低机架温度与下临界值之间的差将会被相加并与所有机架的高低温度临界值差的总和作比较。这将可提供电脑室空气调节器(CRAC)/电脑室空气管理器(CRAH)单元的机架系统冷却效率的指示。

当需要增加或降低冷却气流的温度以调整机架系统的环境时，电脑将会计算RCI_Hi与RCI_Lo以得知它们是否处于适当的范围内。若RCI_Hi或RCI_Lo超出正常范围之外，电脑室空气调节器(CRAC)/电脑室空气管理器(CRAH)单元将会停止增加或降低温度，致使电子装置能够安全地操作。

本发明亦介绍机架湿度指数(RHI)用以描述关于安全湿度范围的电脑室内的湿度环境。机架湿度指数(RHI)包含两部分：RHI_Hi与RHI_Lo，用以分别描述于安全的湿度范围的上临界值及下临界值下的电脑室的湿度环境。RHI_Hi与RHI_Lo定义如下：

${\mathrm{RHI}}_{\mathrm{Hi}}=[1-\frac{\mathrm{Total\; Over}-\mathrm{RH}}{\mathrm{Max}.\mathrm{Over}-\mathrm{RH}/2}+\frac{\mathrm{Total\; Over}-\mathrm{DP}}{\mathrm{Max}.\mathrm{Over}-\mathrm{DP}/2}]\·100\%$ [13]

${\mathrm{RHI}}_{\mathrm{Lo}}=[1-\frac{\mathrm{Total\; Under}-\mathrm{DP}}{\mathrm{Min}.\mathrm{Under}-\mathrm{DP}/2}]\·100\%$ [14]

其中，Total Over-RH代表机架湿度超过安全湿度范围的上临界值的环境数目；

Max.Allow.Over-RH代表在安装于机架系统上的电子装置能够安全运作前提下，所能允许机架湿度超过安全湿度范围的上临界值的最大环境数目；

Total Over-DP代表差压超过安全差压范围上临界值的环境数目；

Max.Allow.Over-DP代表在安装于机架系统上的电子装置能够安全运作前提下，所能允许差压超过安全差压范围的上临界值的最大环境数目；

Total Under-DP代表差压低于安全差压范围下临界值的环境数目；

Min.Allow.Under-DP代表在安装于机架系统上的电子装置能够安全运作前提下，所能允许差压低于安全差压范围的下临界值的最小环境数目。

对电脑室而言，若电脑室总共包含有M个机架且每个机架均包含有N个机架配电单元，RHI_Hi/RHI_Lo指数可被计算如下：

${\mathrm{RHI}}_{\mathrm{Hi}}=\{1-[\frac{\mathrm{\Σ}(T_{\mathrm{Dew}-\mathrm{ij}}-T_{\mathrm{Dew}-\max -\mathrm{rec}})}{[(T_{\mathrm{Dew}-\max -\mathrm{rec}}-T_{\mathrm{Dew}-\min -\mathrm{rec}})/2]\·M\·N}+\frac{\mathrm{\Σ}(H_{\mathrm{ij}}-H_{\max -\mathrm{rec}})}{(H_{\max -\mathrm{rec}}/2)\·M\·N}\left]\right\}\·100\%$ [15]

${\mathrm{RHI}}_{\mathrm{Lo}}=\{1-[\frac{\mathrm{\Σ}(T_{\mathrm{Dew}-\min -\mathrm{rec}}-T_{\mathrm{Dew}-\mathrm{ij}})}{[(T_{\mathrm{Dew}-\max -\mathrm{rec}}-T_{\mathrm{Dew}-\min -\mathrm{rec}})/2]\·M\·N}\left]\right\}\·100\%$ [16]

其中，T_Dew-ij代表第i个机架内的第j个机架配电单元的露点温度；

T_Dew-max-rec代表最大建议露点温度；

T_Dew-min-rec代表最小建议露点温度；

H_ij代表第i个机架内的第j个机架配电单元的湿度；

H_max-rec代表最大建议湿度。

RHI_Hi/RHI_Lo指数用以提供超过湿度或湿度不足的环境的测量。当RHI_Hi/RHI_Lo趋近100％，代表机架系统内没有或极少有超过湿度或湿度不足的环境，故能确保电子装置工作于安全的湿度范围下。若RHI_Hi/RHI_Lo指数超过临界值范围之外，则控制程序将会调整冷却空气的湿度直至符合临界值为止，如步骤S15所示。

因此，这步骤也解决了关于电脑室空气调节器(CRAC)/电脑室空气管理器(CRAH)单元的加湿效率的问题：对电子装置而言气流是否够干？是否需要对于气流加湿或除湿？电子装置在目前的湿度下操作是否安全？机架系统内的电子装置的湿度不能太高或太低。

RHI_Hi/RHI_Lo指数用以指示湿度是否处于电子装置的安全操作范围内。湿度传感器感测机架内的湿度并通过机架配电单元将其信号传送至系统控制电脑。接着，程序据以评价机架的湿度。高机架湿度与上临界值之间的差以及低机架湿度与下临界值之间的差将会被相加并与所有机架的高低湿度临界值差的总和作比较。这将可提供电脑室空气调节器(CRAC)/电脑室空气管理器(CRAH)单元的加湿效率的指示。

当需要增加或降低冷却气流的温度以调整机架系统的环境时，电脑将会计算RCI_Hi及RCI_Lo以得知其是否处于适当的范围内。若RCI_Hi或RCI_Lo超过正常范围之外，电脑室空气调节器(CRAC)/电脑室空气管理器(CRAH)单元将会停止增加或降低温度，致使电子装置能够安全地操作。

最后，控制程序将会计算回风温度指数(RTI)以得知通过改善回风温度指数是否有更多的能源被能够节约下来，如步骤S14所示。若是，如步骤S16所示，程序将会增加温度或减少冷却空气的气流，以节约电脑室空气调节器(CRAC)/电脑室空气管理器(CRAH)单元所使用的电力，反过来又增加了本发明的整体系统表现的能源节约。

这步骤解决了系统的整体空气管理效率的问题：整体空气管理效率为何？若效率并非最大值，问题为何并要如何修正问题？是否有改善空间？预期整体能源使用节约量为何？回风温度指数(RTI)用以指示整个系统的整体能源效率。

当回风温度指数(RTI)超过100％时，指示热空气的再循环。当回风温度指数(RTI)小于100％时，指示冷空气的分流。因此，从回风温度指数(RTI)的计算，机架系统的问题可以快速地被指出并进行校正。其目标为回风温度指数(RTI)趋近100％，亦即代表着最佳化的空气管理效率。随着来自位于机架系统各处的传感器的所有信号，控制电脑可立即地计算回风温度指数(RTI)，提供数据中心或电脑室即时评估电脑室空气调节器(CRAC)/电脑室空气管理器(CRAH)单元的效率的工具，并进行必要的调整以改善空气管理效率。同时，即时传感器回馈亦可避免过度调整(例如当机架温度位于工作范围内时，持续地冷却气流)，以确保电子装置的安全及节约能源。

请参照图5，图5绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的传感器临界状态为例的能源使用及节约程序。如图5所示，上方的彩色棒指示不同状态：绿色代表正常、灰色代表无法访问、黄色代表警告及红色代表危险。底下的图标代表机架配电单元机架系统内的传感器并依照机架及机架配电单元的位置进行排列。关于电流、电压、温度、湿度、压差等传感器临界值由该些图标显示相对应的颜色以指示其状态。当使用触控屏幕显示器时，点击图标将会改变显示为特定机架配电单元及其传感器的状态。可替换地，若滑鼠用来作为输入装置，则移动滑鼠游标至图标亦会改变显示为特定机架配电单元及其传感器的状态。

请参照图6，图6绘示屏幕显示以控制电脑所计算的机架配电单元机架系统的重要数据及指数为例的能源使用及节约程序。这些数据及指数可包含电力管理数据，例如平均热负载密度L(kW)及平均热负载使用U(kWH)；热管理数据，例如平均冷摄入温度t(°F)、平均热排出温度T(°F)、平均摄入温差Δt(°F)、平均排出温差ΔT(°F)及平均冷热温度增加ΔT_Equip(°F)；空气管理数据，例如平均压差ΔP(Pa)、平均热空气再循环ΔA_Circ(％)、平均冷空气分流ΔA_Bypas(％)及平均热负载气流V_Equip(cfm)；湿度管理数据，例如平均冷摄入湿度h_Rel(％)及平均冷摄入露点温度t_Dew(°F)；整体指数，例如用于整体机架冷却效率的RCI_Hi及RCI_Lo、用于整体机架湿度效率的RHI_Hi及RHI_Lo、用于整体机架气流效率的RAI_Hi及RAI_Lo、用于整体机架压力效率的RPI_Hi及RPI_Lo与用于整体空气管理表现的RTI以及用于风扇及冷却器能源节约的能源储存预估数据。计算平均值的期间可选自持续、每天、每周、每月或每年。对应于屏幕左手边的管理数据类别的一般状态图标依照下列条件显示不同颜色：若某一类别内的任何传感器处于危险的状态，则对应该类别的一般状态图标将会显示为红色；若某一类别内的任何传感器处于警告的状态，则对应该类别的一般状态图标将会显示为黄色；只有当某一类别内的所有传感器均处于正常状态下，对应该类别的一般状态图标才会显示为绿色。对应于屏幕左手边的指数类别的一般状态图标依照下列条件显示不同颜色：若某一类别的任何指数较差，则对应该类别的一般状态图标将会显示为红色；若某一类别的任何指数还可接受，则对应该类别的一般状态图标将会显示为黄色；只有当某一类别内的所有指数均良好时，对应该类别的一般状态图标才会显示为绿色。这屏幕显示器可以是图5所示的屏幕显示器的一部份，位于传感器临界值状态图标附近或下方。可替换地，此屏幕显示器可置换为图5所示的屏幕显示器。使用一触控屏幕显示器或一滑鼠游标去点击、指向及/或点选一数据或索引线将会改变显示为该数据或索引物件的详细数据。

请参照图7，图7绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的热负载散热状态为例的能源使用及节约程序。屏幕显示热负载使用的值，例如第i个机架内的第j个机架配电单元的负载U_ij(kWH)。

请参照图8，图8绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的热负载密度状态为例的能源使用及节约程序。屏幕显示热负载密度的值，例如第i个机架内的第j个机架配电单元的负载密度L_ij(kW)。

请参照图9，图9绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的冷摄入温度状态为例的能源使用及节约程序。屏幕显示冷摄入温度的值，例如第i个机架内的第j个机架配电单元的冷摄入温度t_ij(°F)。

请参照图10，图10绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的摄入温差状态为例的能源使用及节约程序。屏幕显示摄入温差的值，例如第i个机架内的第j个机架配电单元的摄入温差Δt_ij(°F)。

请参照图11，图11绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的热排出温度状态为例的能源使用及节约程序。屏幕显示热排出温度的值，例如第i个机架内的第j个机架配电单元的热排出温度T_ij(°F)。

请参照图12，图12绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的排出温差状态为例的能源使用及节约程序。屏幕显示排出温差的值，例如第i个机架内的第j个机架配电单元的排出温差ΔT_ij(°F)。

请参照图13，图13绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的冷-热横跨温度上升状态为例的能源使用及节约程序。屏幕显示冷-热横跨温度上升的值，例如第i个机架内的第j个机架配电单元的冷-热横跨温度上升ΔT_Equip-i(°F)。

ΔT_Equip-i＝Max(T_ij)-Min(t_ij)                        [17]

其中，T_ij代表第i个机架内的第j个机架配电单元的排出温度；t_ij代表第i个机架内的第j个机架配电单元的摄入温度。

请参照图14，图14绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的摄入压差分布为例的能源使用及节约程序。屏幕显示摄入压差分布，例如第i个机架下的高架地板内的摄入压差分布ΔPt_i(Pa)。

请参照图15，图15绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的热负载气流横跨分布为例的能源使用及节约程序。屏幕显示热负载气流横跨分布，例如横跨第i个机架的气流V_Equip-i(cfm)。

请参照图16，图16绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的天花板气流供给分布为例的能源使用及节约程序。屏幕显示天花板气流供给分布，例如来自第i个机架下的天花板的气流Q_Floor-i(cfm)。

请参照图17，图17绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的热负载气流供给分布为例的能源使用及节约程序。屏幕显示热负载气流供给分布，例如进入第i个机架的气流Q_i(cfm)。

$Q_i=[1-\frac{(t_{i-\min }-t_{\mathrm{Floor}-i})}{t_{\mathrm{Floor}-i}}]\·Q_{\mathrm{Floor}-i}$ [18]

其中，t_Floor-i为第i个机架下的地板的温度；t_i-min为第i个机架的最低摄入温度。

请参照图18，图18绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的热再循环/气流分布为例的能源使用及节约程序。屏幕显示热再循环/气流分布的值，例如第i个机架内的热再循环/气流分布ΔA_Circ-i(cfm)。[19]

$\mathrm{\Δ}{A}_{\mathrm{Circ}-i}=\frac{{\mathrm{\Δt}}_i}{t_{i-\max }}\·Q_i$

其中，t_i-max为第i个机架的最大摄入温度；Δt_i为第i个机架的最小摄入温差。

请参照图19，图19绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的冷分流/气流分布为例的能源使用及节约程序。屏幕显示冷分流/气流分布的值，例如第i个机架内的冷分流/气流分布ΔA_Bypas-i(cfm)。

$\mathrm{\Δ}{A}_{\mathrm{Bypas}-i}=\frac{{\mathrm{\Δt}}_{\mathrm{Floor}-i}}{t_{i-\min }}\·Q_{\mathrm{Floor}-i}$ [20]

其中，t_i-min为第i个机架的最小摄入温度；Δt_Floor-i为第i个机架下的地板内的最小摄入温差。

请参照图20，图20绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的冷摄入相对湿度状态为例的能源使用及节约程序。屏幕显示冷摄入相对湿度的值，例如第i个机架内的第j个机架配电单元的冷摄入相对湿度h_Rel-ij(％)。

请参照图21，图21绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的冷摄入露点温度状态为例的能源使用及节约程序。屏幕显示冷摄入露点温度的值，例如第i个机架内的第j个机架配电单元的冷摄入露点温度t_Dew-ij(°F)。露点温度可通过Magnus-Tetens近似法求得。

请参照图22至图25，图22至图25分别绘示屏幕显示能源使用及节约程序，以RCI、RHI、RPI及RAI曲线分别呈现机架配电单元机架系统的整体机架冷却效能、整体机架湿度效能、整体机架压差效能及整体机架气流效能。一般而言，指数值低于90％属于较差的状态；指数值高于90％属于可接受的状态；指数值高于95％属于良好的状态；指数值趋近100％为理想的状态。

请参照图26，图26绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的整体空气管理表现为例的能源使用及节约程序。一般而言，RTI指数值高于或低于100％分别代表热空气再循环或冷空气分流，并且RTI值趋近100％为理想的状态。

请参照图27，图27绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的整体指数仪表盘为例的能源使用及节约程序。指数曲线呈现了不同指数之间的彼此相关。举例而言，增加气流及降低温度可导致较高的RCI、RPI及RAI指数。然而，这样的举动耗费较多的能源且因而导致较低的RTI指数。空气管理系统的终极目标在于调整电脑室空气调节器(CRAC)/电脑室空气管理器(CRAH)单元的操作以改善所有指数，例如有效地避免或消除机架系统中的热空气再循环及冷空气分流。由于可能难以使得所有指数的值刚好为100％，所以当所有指数均非常接近100％时，系统将会处于能源使用及节约的理想状态下。当所有指数的值均高于95％时，可达到最佳化状态。

请参照图28，图28绘示屏幕显示以机架配电单元机架系统的能源节约预估值为例的能源使用及节约程序。电脑室空气调节器(CRAC)/电脑室空气管理器(CRAH)单元的风扇及冷却器所节约的能源可被估算如下：

Fan Energy Saving＝(RTI/100)^ex100％                          [21]

Chiller Energy Saving＝{100-[(t_max-rec-t_wt-floor)xf]}x100％  [22]

冷却器所节约的能源的较积极估算如下：

Chiller Energy Saving＝{100-[(t_max-all-t_wt-floor)xf]}x100％  [23]

其中，e＝2.8

f＝2

t_wt-tloor为高架地板内的气流的加权温度；

t_max-rec为最大建议摄入温度；

_tmax-all为可允许的最大摄入温度。

通过传感器所提供的输入，控制电脑可轻易地计算风扇及冷却器能源节约预估值，以提供数值化的能源使用及节约资讯给数据中心的操作者/管理者。

本发明的能源使用及节约系统及方法具有许多优点：该系统及方法能够自动地接收来自多个策略性放置的传感器的输入，以取得重要的操作数据，例如电力使用、温度、湿度、气流、压力等，而不需手动进行数据输入。该系统及方法并会计算电力使用、冷却温度、空气湿度、风扇速度、压差等的效率，以即时且连续地提供电脑室空气调节器(CRAC)/电脑室空气管理器(CRAH)单元操作的自动调整，达成最佳的电力及能源使用及节约并确保电子装置及系统操作的安全。本发明的传感器排列并不会受到机架配电单元机架系统中的任何负载及其他硬体改变的重大影响，并且不需任何电脑或网络架构的明显改变，传感器增加的数目可被用来增加测量及计算的准确性。

通过以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。

Claims (33)

1.一种应用在安装于多个机架上的多个电子装置的至少一空气管理单元的能源使用改善及节约系统，该能源使用改善及节约系统包含：

多个传感器，包含电力承载传感器、温度传感器、湿度传感器及压差传感器，用以分别感测该多个机架的各处的电力承载、温度、湿度及压差；以及

一电脑，通过一网络接口耦接该多个传感器，用以自动地自该多个传感器接收数据及计算反映该空气管理单元的操作效能及能源效率的多个指数，该多个指数包含有一机架冷却指数、一机架湿度指数、一机架气流指数、一机架压差指数及一回风温度指数，致使该空气管理单元的操作能够据以调整以达到安全能源使用及节约的最佳效率。

2.如权利要求1所述的能源使用改善及节约系统，其特征在于，多个安装于机架上的配电单元用以将电力分配至安装于该多个机架上的该多个电子装置，该多个机架置于至少一电脑室的一高架地板上，并且该高架地板包含有通风管，用以循环该至少一空气管理单元的空气或供给至该多个机架的空气，以确保该多个电子装置处于一安全的操作环境下。

3.如权利要求1所述的能源使用改善及节约系统，其特征在于，该多个机架中的每一个机架均具有一柜子，用以将安装于其内的电子装置包覆住。

4.如权利要求3所述的能源使用改善及节约系统，其特征在于，每一个机架的该柜子被一隔墙分为循环冷空气的一前隔间以及循环热空气的一后隔间。

5.如权利要求4所述的能源使用改善及节约系统，其特征在于，该多个传感器的一部分位于每一个机架的该柜子的该前隔间内且该多个传感器的另一部分位于每一个机架的该柜子的该后隔间内，致使该前隔间与该后隔间之间的操作环境差异能被感测到。

6.如权利要求1所述的能源使用改善及节约系统，其特征在于，至少一压差传感器位于邻近每一个机架的高架地板内。

7.如权利要求2所述的能源使用改善及节约系统，其特征在于，进一步包含：

用于每一个配电单元的一微处理器单元，该微处理器单元耦接至少一传感器，用以处理来自该至少一传感器的数据并通过该网络接口将该数据传送至该电脑。

8.如权利要求7所述的能源使用改善及节约系统，其特征在于，进一步包含：

至少一传感器电路，耦接至该微处理器单元，用以协助处理来自该至少一传感器的该数据。

9.如权利要求8所述的能源使用改善及节约系统，其特征在于，该至少一传感器电路包含有一电流感测电路。

10.如权利要求8所述的能源使用改善及节约系统，其特征在于，该至少一传感器电路包含有一电压感测电路。

11.如权利要求1所述的能源使用改善及节约系统，其特征在于，该电脑更根据来自该多个传感器的数据计算出至少一节能估计值。

12.一种用以改善多个电子装置的空气管理改善系统，包含：

至少一压差传感器，用以感测提供给该多个电子装置的一冷却气流的压差；以及

一数据处理单元，耦接至该至少一压差传感器，用以自动地处理来自该至少一压差传感器的数据并分析该空气管理改善系统的操作效能及能源效率。

13.如权利要求12所述的空气管理改善系统，其特征在于，该多个电子装置安装于一数据中心的至少一电脑室的多个机架上，并且多个安装于机架上的配电单元用以将电力分配至该多个电子装置。

14.如权利要求12所述的空气管理改善系统，其特征在于，进一步包含：

至少一温度传感器，耦接至该数据处理单元，该数据处理单元亦自动地计算出一机架冷却指数及一回风温度指数。

15.如权利要求14所述的空气管理改善系统，其特征在于，该数据处理单元亦自动地根据该至少一温度传感器的数据计算出再循环气流。

16.如权利要求12所述的空气管理改善系统，其特征在于，进一步包含：

一湿度传感器，耦接至该数据处理单元，该数据处理单元亦自动地计算出一机架湿度指数。

17.如权利要求12所述的空气管理改善系统，其特征在于，进一步包含：

一气流传感器，耦接至该数据处理单元，该数据处理单元亦自动地计算出一机架气流指数。

18.如权利要求13所述的空气管理改善系统，其特征在于，该数据处理单元亦自动地计算出该多个配电单元所需的额外气流并致使该额外气流被提供至该多个配电单元。

19.如权利要求12所述的空气管理改善系统，其特征在于，该数据处理单元亦自动地根据来自该至少一压差传感器的数据计算出一机架压差指数。

20.如权利要求19所述的空气管理改善系统，其特征在于，该数据处理单元亦自动地根据来自该至少一压差传感器的数据计算出分流气流。

21.一种安装于机架上的配电单元，耦接至多个传感器且位于至少一电脑室，该至少一电脑室内包含有进行该至少一电脑室的空气管理的一电脑以及多个安装于机架上的电子装置，该安装于机架上的配电单元包含：

一微处理器，耦接至该多个传感器，用以自动地处理来自该多个传感器的数据；

该多个传感器包含至少一压差传感器；以及

该微处理器通过一网络接口从该多个传感器传送数据至该电脑，以分析该至少一电脑室的空气管理的操作效能及能源效率。

22.如权利要求21所述的安装于机架上的配电单元，其特征在于，进一步包含：

至少一传感器电路，耦接至该微处理器，用以协助处理来自该多个传感器的数据。

23.一种至少一空气管理单元的能源使用改善及节约方法，应用在安装于多个机架上的多个电子装置，该方法包含下列步骤：

提供多个传感器，包含电力承载传感器、温度传感器、湿度传感器及压差传感器，以分别感测该多个机架的各处的电力承载、温度、湿度及压差；

通过一网络接口将一电脑耦接至该多个传感器，以自动地自该多个传感器接收数据；以及

根据来自该多个传感器的数据计算反映该空气管理单元的操作效能及能源效率的多个指数，包含有一机架冷却指数、一机架湿度指数、一机架气流指数、一机架压差指数及一回风温度指数，以达到安全能源使用及节约的最佳效率。

24.如权利要求23所述的能源使用改善及节约方法，其特征在于，多个安装于机架上的配电单元用以将电力分配至安装于该多个机架上的该多个电子装置，该多个机架置于至少一电脑室的一高架地板上，并且该高架地板包含有通风管，用以循环该至少一空气管理单元所空调或供给至该多个机架的空气，以确保该多个电子装置处于一安全的操作环境下。

25.如权利要求23所述的能源使用改善及节约方法，其特征在于，进一步包含下列步骤：

将每一机架的柜子的一内部空间分隔为循环冷空气的一前隔间及循环热空气的一后隔间。

26.如权利要求25所述的能源使用改善及节约方法，其特征在于，进一步包含下列步骤：

将该多个传感器的一部分置于每一个机架的该柜子的该前隔间内并将该多个传感器的另一部分置于每一个机架的该柜子的该后隔间内，致使该前隔间与该后隔间之间的操作环境差异能被感测到。

27.如权利要求23所述的能源使用改善及节约方法，其特征在于，进一步包含下列步骤：

将至少一压差传感器置于邻近每一个机架的高架地板内。

28.如权利要求23所述的能源使用改善及节约方法，其特征在于，进一步包含下列步骤：

提供一微处理器单元给每一个配电单元；以及

将该微处理器单元耦接至该至少一传感器，用以处理来自该至少一传感器的数据并通过该网络接口将该数据传送至该电脑。

29.如权利要求23所述的能源使用改善及节约方法，其特征在于，进一步包含下列步骤：

将至少一传感器电路耦接至该微处理器单元，用以协助处理来自该至少一传感器的该数据。

30.如权利要求29所述的能源使用改善及节约方法，其特征在于，该至少一传感器电路包含有一电流感测电路。

31.如权利要求第29项所述的能源使用改善及节约方法，其特征在于，该至少一传感器电路包含有一电压感测电路。

32.如权利要求23所述的能源使用改善及节约方法，其特征在于，进一步包含下列步骤：

根据来自该多个传感器的数据计算出至少一节能估计值。

33.如权利要求23所述的能源使用改善及节约方法，其特征在于，进一步包含下列步骤：

对该空气管理单元进行操作性调整并且重新计算该多个指数；以及

重复该调整步骤直至该多个指数的该些重新计算的值均大于95％为止。

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